curso básico protección contra las radiaciones ionizantes · miliamperaje f. kilovoltage 4- haz...
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Colegio de Cirujanos Dentistas
Curso Baacutesico Proteccioacuten contra las
Radiaciones Ionizantes
Dra Ana Luisa Berrocal Domiacutenguez Coacutedigo MS PCR ndash 040 - 2000
Antildeo 2015
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Introduccioacuten Curso Baacutesico de Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes I Parte Radiografiacutea Instrumento Diagnoacutestico 1- Ley General de Salud
a Curso baacutesico de radiaciones ionizantes b Permiso de funcionamiento c Responsable del funcionamiento d Conceptos baacutesicos de eacutetica en diagnoacutestico radiograacutefico
2- Legalidad de la Radiografiacutea como Instrumento Diagnoacutestico
Radiologiacutea Odontoloacutegica 1 - Historia de los Rayos X
a Descubrimiento b Desarrollo de teacutecnicas intra orales c Desarrollo de la peliacutecula dental d Actualidad en radiologiacutea odontoloacutegica meacutetodo convencional y meacutetodo digital
2- Equipos Convencionales de Radiologiacutea Dental 2 horas
a Regulaciones internacionales de construccioacuten b mA y Kv miacutenimos c Largo del aditamento localizador del Haz de Rayos X d Forma del aditamento localizador y diaacutemetro maacuteximo
3- Factores que controlan la Formacioacuten del Haz de Rayos X en los equipos dentales intra
orales y panoraacutemicos a Tiempo de exposicioacuten b Colimacioacuten c Filtracioacuten d Distancia Foco ndash objeto e Miliamperaje f Kilovoltage
4- Haz de Rayos X de Calidad
a Diferentes equipos convencional y panoraacutemicos b Cantidad y tiempo de exposicioacuten c Calidad de rayos X y el kilovoltage
5- Factores que afectan la absorcioacuten y penetracioacuten del Haz de Rayos X
a Longitud de onda b Composicioacuten y densidad de la materia o tejidos a irradiar c Grosor de los tejidos a irradiar
6- Propiedades de las Radiaciones ionizantes
a Penetracioacuten b Absorcioacuten c Sensibilizaciones de sales de plata d Sensibilizacioacuten de placas sensores CCD y CMOS
7- Factores que afectan la absorcioacuten de los Rayos X a Grosor y densidad de los tejidos
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8- Peliacutecula dental pantallas intensificadoras y rejillas a Componentes de la peliacutecula dental b Tamantildeo y forma de los graacutenulos de haluros de plata c Velocidad de la peliacutecula d Pantallas intensificadoras su funcioacuten y composicioacuten e Rejillas anti difusoras funcioacuten y composicioacuten
9- Proceso de revelado
a Cuarto oscuro componentes y requisitos b Formacioacuten de la imagen latente
c Componentes de los quiacutemicos revelador y fijador d Temperatura de los quiacutemicos e Proceso automaacutetico f Proceso manual
10- Caracteriacutesticas generales de la radiograacutefica diagnoacutestica
a Densidad radiograacutefica exposicioacuten grosor del objeto densidad del objeto b Contraste radiograacutefico contraste del sujeto contraste de la peliacutecula radiacioacuten dispersa c Velocidad radiograacutefica d Latitud de la peliacutecula e Ruido radiograacutefico f Nitidez y borrosidad radiograacuteficas del receptor de imagen geomeacutetrica
11- Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
a Nitidez y resolucioacuten de la imagen b Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen c Distorsioacuten de la forma de la imagen d Teacutecnicas de paralelismo y de bisectriz del aacutengulo e Teacutecnicas de localizacioacuten de objetos
12- Errores radiograacuteficos
a Mal posicionado de la peliacutecula del haz de rayos X b Mal escogencia de tiempo de exposicioacuten de acuerdo al individuo teacutecnica tipo de peliacutecula c Mal proceso de revelado d Mal proceso de archivo
13- Control de calidad en radiologiacutea odontoloacutegica
a Receptores de imaacutegenes b Revelado manual y automaacutetico de las peliacuteculas c Comprobacioacuten de los equipos de rayos X d Control de Infecciones
Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes 1- Nociones fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
a Conceptos fundamentales b Composicioacuten de la materia estructura atoacutemica c Naturaleza de la radiacioacuten d Clasificacioacuten de las radiaciones e Radiacioacuten de partiacuteculas f Radiaciones electromagneacuteticas g Radiaciones ionizantes h Radiacioacuten ionizacioacuten y radiactividad
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2- Radiaciones Ionizantes a Definicioacuten
b Propiedades de las radiaciones ionizantes c Espectro Electromagneacutetico d Radiacioacuten dura y suave
e Rayos X en Odontologiacutea f Radiacioacuten primaria g Radiacioacuten secundaria o por diseminacioacuten 3- La maacutequina de Rayos X
a Componentes generales del equipo b Tubo de Rayos X sus partes y funcioacuten c Fuente de energiacutea d Componentes de la cabina de control e La toma de radiografiacuteas intraorales f Proceso de revelado de la peliacutecula dental manual y automaacutetico
4- Produccioacuten de Rayos X dentales
a Tipos de rayos X b Radiacioacuten de frenado o deceleracioacuten c Radiacioacuten caracteriacutestica
5- Factores que controlan el Haz de Rayos X
a Tiempo de exposicioacuten b Intensidad y miliamperaje (mA) c Voltaje del tubo kilovoltage (Kvp) d Filtracioacuten e Colimacioacuten f Intensidad y distancia g Ley del cuadrado inverso
6- Interacciones de la Radiacioacuten X en odontologiacutea
a Absorcioacuten de energiacutea y efecto fotoeleacutectrico b Dispersioacuten Compton c Dispersioacuten Coherente d Electrones secundarios e Atenuacioacuten de los rayos X
7- Dosimetriacutea
a Definicioacuten y justificacioacuten de su uso b Detectores por ionizacioacuten gaseosos semiconductores y por excitacioacuten de centelleo y termoluminicentes
8- Medidas de Radiacioacuten a Unidades de medida
b Medidas de exposicioacuten c Medidas de dosis absorbidas d Medidas de dosis equivalentes e Dosis eficaz f Liacutemite de dosis g Exposicioacuten ocupacional de mujeres h Medidas empleadas en Radiologiacutea Dental i Radiactividad
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II Parte Radiobiologiacutea 1- Mecanismo de la lesioacuten por efecto de las radiaciones ionizantes
a Mecanismos de la lesioacuten por radiacioacuten b Quiacutemica de la radiacioacuten c Efecto directo d Radioacutelisis del agua e Efecto Indirecto f Cambio de las moleacuteculas bioloacutegicas g Efecto de la radiacioacuten a nivel celular nuacutecleo alteraciones cromosoacutemicas citoplasma h Efecto sobre la cineacutetica celular retraso mitoacutetico muerte celular recuperacioacuten
2- Efectos de la Radiacioacuten
a Radiosensibilidad de los tejidos y oacuterganos b Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten c Efectos a corto y largo plazo d Factores modificadores dosis iacutendice de dosis oxiacutegeno transferencia de energiacutea lineal e Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten f Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten
3- Riesgos de la Radiacioacuten
a Efectos de la radiacioacuten sobre los tejidos orales mucosa oral papilas gustativas Gl Salivales dientes caries por radiacioacuten hueso b Efectos de la radiacioacuten de todo el cuerpo c Siacutendrome agudo de Radiacioacuten y sus periacuteodos d Efecto sobre los fetos
e Efectos somaacuteticos carcinogeacutenesis y otros f Efectos geneacuteticos g Efectos estocaacutesticos y no estocaacutestico
III Parte Proteccioacuten Radioloacutegica
1- Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes
a Pilares de proteccioacuten optimizacioacuten justificacioacuten b Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten c Radiacioacuten natural externa coacutesmica terrestre interna radoacuten otras d Radiacioacuten artificial meacutedico productos comestibles e industriales otras e Exposicioacuten y dosis en radiologiacutea f Limitacioacuten de dosis g Exposicioacuten de los pacientes y dosis meacutedula oacutesea tiroides goacutenadas dosis efectiva h Riesgo y caacutelculo del riesgo
2- Meacutetodos para reducir la exposicioacuten y dosis Proteccioacuten al paciente durante la exposicioacuten
a Equipo adecuado b Concepto de velocidad de la peliacutecula y tiempo de exposicioacuten c Concepto de distancia y atenuacioacuten de los rayos X d Aditamentos para la toma de radiografiacuteas e Collar tiroideo f Delantal de plomo g Seleccioacuten adecuado del tiempo de exposicioacuten h Utilizacioacuten de teacutecnicas radiograacuteficas adecuadas
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3- Proteccioacuten al paciente despueacutes de la exposicioacuten
a Procesamiento adecuado de la radiografiacutea b Archivo y documentacioacuten de la radiografiacutea
4- Guiacuteas de proteccioacuten al operador seguacuten la normativa del reglamento vigente
a Posicioacuten y distancia 135deg del haz de rayos X b Barreras de proteccioacuten c Vigilancia del equipo d Vigilancia personal
5- Guiacuteas de exposicioacuten al operador
a Legislacioacuten de seguridad contra la radiacioacuten b Dosis maacutexima permisible c Dosis maacutexima acumulada d Concepto ALARA
Bibliografiacutea
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Introduccioacuten El hombre desde siempre ha estado expuesto a fuentes naturales de radiacioacuten cuya intensidad depende del lugar en que se desarrolle y variacutea con el tiempo al que ha estado expuesto Las causas de esta radiacioacuten natural son las radiaciones procedentes del espacio exterior y la existencia en nuestro planeta de elementos radiactivos unos presentes desde el origen del sistema solar y otros en continua renovacioacuten dentro y sobre la corteza terrestre Casi desde el descubrimiento de los Rayos X por el fiacutesico Wilhem C Roentgen en 1895 se pudo determinar y cuantificar el dantildeo que causa a los tejidos vivos la accioacuten de los Rayos X Al existir sustancias radiactivas productoras de radiaciones ionizantes de forma natural y permanente en todo el mundo sumada a la irradiacioacuten de tipo industrial para teacutecnicas de esterilizacioacuten de los alimentos y otras fuentes producidas por el hombre hace que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes en los seres vivos no puede controlarse o eliminarse totalmente Es por esto que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes a los que son sometidos los pacientes y los operadores sea eacutesta con fines diagnoacutesticos o curativos deben ser reguladas mediante normativas muy estrictas para de esta manera asegurar que el riesgo al que se veraacute inevitablemente sometida la materia viva sea siempre menor que al beneficio obtenido por las radiaciones ionizantes Es desde 1928 que diferentes organizaciones internacionales en Europa Estados Unidos como tambieacuten en Brasil se dieron a la tarea de reglamentar sobre bases internacionales el uso de las radiaciones ionizantes Es la Comisioacuten Internacional para la Proteccioacuten contra las Radiaciones ICRP la que a partir de 1995 da la pauta para el establecimiento del ldquoReglamento sobre proteccioacuten contra las radiaciones ionizantesrdquo vigente en Costa Rica ICRP - 60 que indica que las radiaciones ionizantes solo deben ser empleadas siacute su utilizacioacuten estaacute justificada considerando las ventajas que representa en relacioacuten con el detrimento de la salud que pudiera ocasionar Este reglamento es contemplado dentro de la Ley General de Salud y define y describe la normativa obligatoria de instalacioacuten de equipos de radiologiacutea dental del uso adecuado de las barreras de proteccioacuten y de las dosis maacuteximas permisibles para los pacientes y los operadores o personal expuesto La radiografiacutea dental es un instrumento diagnoacutestico obligatorio en la mayoriacutea de los procesos de tratamientos dentales y por lo tanto la mayoriacutea de los odontoacutelogos en Costa Rica tienen instalados equipos de radiologiacutea dental en sus consultorios Este hecho hace que el odontoacutelogo deba ponerse a derecho con la normativa existente la cual le exige conocimientos miacutenimos de la fiacutesica de la radiologiacutea asiacute como lo concerniente al dantildeo que las radiaciones ionizantes causan en los tejidos vivos y por lo tanto deben acogerse a las normas miacutenimas de proteccioacuten radioloacutegica Este folleto tiene como objetivo entregar al odontoacutelogo general al especialista y al personal auxiliar en odontologiacutea el conocimiento baacutesico de lo queacute son las radiaciones ionizantes y como protegerse del dantildeo que causan para asiacute poder acogerse al reglamento y obtener el carneacute que lo acredita para poder operar equipos de radiologiacutea intra como extra oral convencionales y digitales Es importante resaltar que el texto escrito fotografiacuteas y tablas utilizados en este folleto en su mayoriacutea conforman una recopilacioacuten bibliograacutefica de los libros de texto escritos por especialista en Radiologiacutea Odontoloacutegica reglamentos sobre Radiaciones ionizantes nacionales y extranjeros revistas etc y por supuesto la experiencia de mi persona como Especialista en Radiologiacutea Maxilo-Facial intriacutenseca dentro de
los resuacutemenes publicados en este folleto
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I Parte Radiologiacutea Odontoloacutegica Equipos de Radiologiacutea Convencionales
Regulaciones Internacionales Las caracteriacutesticas de cualquier haz de radiacioacuten producido por un equipo de Rayos X convencional vienen definidas baacutesicamente por tres paraacutemetros
- Tensioacuten de alimentacioacuten del tubo kVp no mayor de70 kVp - Intensidad mA no superar los 10 mA - Tiempo de exposicioacuten mAseg que oscilan entre los 005 y 1 seg
Todo esto hace que la carga de trabajo semanal estimada para los mismos
(W= mA X min semana) sea igual a 4 De este modo al aplicar las tablas referentes al blindaje miacutenimo se obtiene que NO se requiere un blindaje adicional de plomo o su equivalente en las salas donde se efectuacuteen radiografiacuteas intra orales siempre que cumplan con las siguientes condiciones
- La sala no colinde con cualquier dependencia de una vivienda contigua entre la cabeza del equipo y otras dependencias sean menor de 2 mts de distancia
- El haz directo no se dirija hacia la sala de espera u otras dependencias de la cliacutenica en las que se encuentren otros pacientes o sus familiares a menos de 2 mts de distancia del cabezote del equipo
- El lugar donde se coloque la cabeza del paciente durante el disparo diste de dos metros o
maacutes de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber otros profesionales o pacientes
- Las paredes de la sala esteacuten construidas al menos por ladrillo de arcilla de 15 cm o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuacioacuten De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRPndash60 los equipos convencionales para la toma de radiografiacuteas intraorales de uso odontoloacutegico deben tener las siguientes caracteriacutesticas teacutecnicas miacutenimas 1- Cabezote con cubierta plomada 2- Un miacutenimo de 65 Kilovoltios no menor de 7 mA dentro del tubo 15 mm de aluminio en el filtro para equipos de maacutes de 65 Kv el filtro debe ser de un miacutenimo de 2 mm de aluminio un aditamento ciliacutendrico localizador con un diaacutemetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador rectangular en la parte maacutes externa 3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicacioacuten exacta del tubo longitud de la posicioacuten del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm 4- Brazo que en su posicioacuten maacutes extendida mida no menos de 18 mts con al menos tres articulaciones y con aditamentos (gonioacutemetros) para saber los grados de angulacioacuten en los movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes teacutecnicas radiograacuteficas
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Introduccioacuten Curso Baacutesico de Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes I Parte Radiografiacutea Instrumento Diagnoacutestico 1- Ley General de Salud
a Curso baacutesico de radiaciones ionizantes b Permiso de funcionamiento c Responsable del funcionamiento d Conceptos baacutesicos de eacutetica en diagnoacutestico radiograacutefico
2- Legalidad de la Radiografiacutea como Instrumento Diagnoacutestico
Radiologiacutea Odontoloacutegica 1 - Historia de los Rayos X
a Descubrimiento b Desarrollo de teacutecnicas intra orales c Desarrollo de la peliacutecula dental d Actualidad en radiologiacutea odontoloacutegica meacutetodo convencional y meacutetodo digital
2- Equipos Convencionales de Radiologiacutea Dental 2 horas
a Regulaciones internacionales de construccioacuten b mA y Kv miacutenimos c Largo del aditamento localizador del Haz de Rayos X d Forma del aditamento localizador y diaacutemetro maacuteximo
3- Factores que controlan la Formacioacuten del Haz de Rayos X en los equipos dentales intra
orales y panoraacutemicos a Tiempo de exposicioacuten b Colimacioacuten c Filtracioacuten d Distancia Foco ndash objeto e Miliamperaje f Kilovoltage
4- Haz de Rayos X de Calidad
a Diferentes equipos convencional y panoraacutemicos b Cantidad y tiempo de exposicioacuten c Calidad de rayos X y el kilovoltage
5- Factores que afectan la absorcioacuten y penetracioacuten del Haz de Rayos X
a Longitud de onda b Composicioacuten y densidad de la materia o tejidos a irradiar c Grosor de los tejidos a irradiar
6- Propiedades de las Radiaciones ionizantes
a Penetracioacuten b Absorcioacuten c Sensibilizaciones de sales de plata d Sensibilizacioacuten de placas sensores CCD y CMOS
7- Factores que afectan la absorcioacuten de los Rayos X a Grosor y densidad de los tejidos
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8- Peliacutecula dental pantallas intensificadoras y rejillas a Componentes de la peliacutecula dental b Tamantildeo y forma de los graacutenulos de haluros de plata c Velocidad de la peliacutecula d Pantallas intensificadoras su funcioacuten y composicioacuten e Rejillas anti difusoras funcioacuten y composicioacuten
9- Proceso de revelado
a Cuarto oscuro componentes y requisitos b Formacioacuten de la imagen latente
c Componentes de los quiacutemicos revelador y fijador d Temperatura de los quiacutemicos e Proceso automaacutetico f Proceso manual
10- Caracteriacutesticas generales de la radiograacutefica diagnoacutestica
a Densidad radiograacutefica exposicioacuten grosor del objeto densidad del objeto b Contraste radiograacutefico contraste del sujeto contraste de la peliacutecula radiacioacuten dispersa c Velocidad radiograacutefica d Latitud de la peliacutecula e Ruido radiograacutefico f Nitidez y borrosidad radiograacuteficas del receptor de imagen geomeacutetrica
11- Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
a Nitidez y resolucioacuten de la imagen b Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen c Distorsioacuten de la forma de la imagen d Teacutecnicas de paralelismo y de bisectriz del aacutengulo e Teacutecnicas de localizacioacuten de objetos
12- Errores radiograacuteficos
a Mal posicionado de la peliacutecula del haz de rayos X b Mal escogencia de tiempo de exposicioacuten de acuerdo al individuo teacutecnica tipo de peliacutecula c Mal proceso de revelado d Mal proceso de archivo
13- Control de calidad en radiologiacutea odontoloacutegica
a Receptores de imaacutegenes b Revelado manual y automaacutetico de las peliacuteculas c Comprobacioacuten de los equipos de rayos X d Control de Infecciones
Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes 1- Nociones fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
a Conceptos fundamentales b Composicioacuten de la materia estructura atoacutemica c Naturaleza de la radiacioacuten d Clasificacioacuten de las radiaciones e Radiacioacuten de partiacuteculas f Radiaciones electromagneacuteticas g Radiaciones ionizantes h Radiacioacuten ionizacioacuten y radiactividad
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2- Radiaciones Ionizantes a Definicioacuten
b Propiedades de las radiaciones ionizantes c Espectro Electromagneacutetico d Radiacioacuten dura y suave
e Rayos X en Odontologiacutea f Radiacioacuten primaria g Radiacioacuten secundaria o por diseminacioacuten 3- La maacutequina de Rayos X
a Componentes generales del equipo b Tubo de Rayos X sus partes y funcioacuten c Fuente de energiacutea d Componentes de la cabina de control e La toma de radiografiacuteas intraorales f Proceso de revelado de la peliacutecula dental manual y automaacutetico
4- Produccioacuten de Rayos X dentales
a Tipos de rayos X b Radiacioacuten de frenado o deceleracioacuten c Radiacioacuten caracteriacutestica
5- Factores que controlan el Haz de Rayos X
a Tiempo de exposicioacuten b Intensidad y miliamperaje (mA) c Voltaje del tubo kilovoltage (Kvp) d Filtracioacuten e Colimacioacuten f Intensidad y distancia g Ley del cuadrado inverso
6- Interacciones de la Radiacioacuten X en odontologiacutea
a Absorcioacuten de energiacutea y efecto fotoeleacutectrico b Dispersioacuten Compton c Dispersioacuten Coherente d Electrones secundarios e Atenuacioacuten de los rayos X
7- Dosimetriacutea
a Definicioacuten y justificacioacuten de su uso b Detectores por ionizacioacuten gaseosos semiconductores y por excitacioacuten de centelleo y termoluminicentes
8- Medidas de Radiacioacuten a Unidades de medida
b Medidas de exposicioacuten c Medidas de dosis absorbidas d Medidas de dosis equivalentes e Dosis eficaz f Liacutemite de dosis g Exposicioacuten ocupacional de mujeres h Medidas empleadas en Radiologiacutea Dental i Radiactividad
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II Parte Radiobiologiacutea 1- Mecanismo de la lesioacuten por efecto de las radiaciones ionizantes
a Mecanismos de la lesioacuten por radiacioacuten b Quiacutemica de la radiacioacuten c Efecto directo d Radioacutelisis del agua e Efecto Indirecto f Cambio de las moleacuteculas bioloacutegicas g Efecto de la radiacioacuten a nivel celular nuacutecleo alteraciones cromosoacutemicas citoplasma h Efecto sobre la cineacutetica celular retraso mitoacutetico muerte celular recuperacioacuten
2- Efectos de la Radiacioacuten
a Radiosensibilidad de los tejidos y oacuterganos b Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten c Efectos a corto y largo plazo d Factores modificadores dosis iacutendice de dosis oxiacutegeno transferencia de energiacutea lineal e Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten f Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten
3- Riesgos de la Radiacioacuten
a Efectos de la radiacioacuten sobre los tejidos orales mucosa oral papilas gustativas Gl Salivales dientes caries por radiacioacuten hueso b Efectos de la radiacioacuten de todo el cuerpo c Siacutendrome agudo de Radiacioacuten y sus periacuteodos d Efecto sobre los fetos
e Efectos somaacuteticos carcinogeacutenesis y otros f Efectos geneacuteticos g Efectos estocaacutesticos y no estocaacutestico
III Parte Proteccioacuten Radioloacutegica
1- Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes
a Pilares de proteccioacuten optimizacioacuten justificacioacuten b Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten c Radiacioacuten natural externa coacutesmica terrestre interna radoacuten otras d Radiacioacuten artificial meacutedico productos comestibles e industriales otras e Exposicioacuten y dosis en radiologiacutea f Limitacioacuten de dosis g Exposicioacuten de los pacientes y dosis meacutedula oacutesea tiroides goacutenadas dosis efectiva h Riesgo y caacutelculo del riesgo
2- Meacutetodos para reducir la exposicioacuten y dosis Proteccioacuten al paciente durante la exposicioacuten
a Equipo adecuado b Concepto de velocidad de la peliacutecula y tiempo de exposicioacuten c Concepto de distancia y atenuacioacuten de los rayos X d Aditamentos para la toma de radiografiacuteas e Collar tiroideo f Delantal de plomo g Seleccioacuten adecuado del tiempo de exposicioacuten h Utilizacioacuten de teacutecnicas radiograacuteficas adecuadas
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3- Proteccioacuten al paciente despueacutes de la exposicioacuten
a Procesamiento adecuado de la radiografiacutea b Archivo y documentacioacuten de la radiografiacutea
4- Guiacuteas de proteccioacuten al operador seguacuten la normativa del reglamento vigente
a Posicioacuten y distancia 135deg del haz de rayos X b Barreras de proteccioacuten c Vigilancia del equipo d Vigilancia personal
5- Guiacuteas de exposicioacuten al operador
a Legislacioacuten de seguridad contra la radiacioacuten b Dosis maacutexima permisible c Dosis maacutexima acumulada d Concepto ALARA
Bibliografiacutea
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Introduccioacuten El hombre desde siempre ha estado expuesto a fuentes naturales de radiacioacuten cuya intensidad depende del lugar en que se desarrolle y variacutea con el tiempo al que ha estado expuesto Las causas de esta radiacioacuten natural son las radiaciones procedentes del espacio exterior y la existencia en nuestro planeta de elementos radiactivos unos presentes desde el origen del sistema solar y otros en continua renovacioacuten dentro y sobre la corteza terrestre Casi desde el descubrimiento de los Rayos X por el fiacutesico Wilhem C Roentgen en 1895 se pudo determinar y cuantificar el dantildeo que causa a los tejidos vivos la accioacuten de los Rayos X Al existir sustancias radiactivas productoras de radiaciones ionizantes de forma natural y permanente en todo el mundo sumada a la irradiacioacuten de tipo industrial para teacutecnicas de esterilizacioacuten de los alimentos y otras fuentes producidas por el hombre hace que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes en los seres vivos no puede controlarse o eliminarse totalmente Es por esto que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes a los que son sometidos los pacientes y los operadores sea eacutesta con fines diagnoacutesticos o curativos deben ser reguladas mediante normativas muy estrictas para de esta manera asegurar que el riesgo al que se veraacute inevitablemente sometida la materia viva sea siempre menor que al beneficio obtenido por las radiaciones ionizantes Es desde 1928 que diferentes organizaciones internacionales en Europa Estados Unidos como tambieacuten en Brasil se dieron a la tarea de reglamentar sobre bases internacionales el uso de las radiaciones ionizantes Es la Comisioacuten Internacional para la Proteccioacuten contra las Radiaciones ICRP la que a partir de 1995 da la pauta para el establecimiento del ldquoReglamento sobre proteccioacuten contra las radiaciones ionizantesrdquo vigente en Costa Rica ICRP - 60 que indica que las radiaciones ionizantes solo deben ser empleadas siacute su utilizacioacuten estaacute justificada considerando las ventajas que representa en relacioacuten con el detrimento de la salud que pudiera ocasionar Este reglamento es contemplado dentro de la Ley General de Salud y define y describe la normativa obligatoria de instalacioacuten de equipos de radiologiacutea dental del uso adecuado de las barreras de proteccioacuten y de las dosis maacuteximas permisibles para los pacientes y los operadores o personal expuesto La radiografiacutea dental es un instrumento diagnoacutestico obligatorio en la mayoriacutea de los procesos de tratamientos dentales y por lo tanto la mayoriacutea de los odontoacutelogos en Costa Rica tienen instalados equipos de radiologiacutea dental en sus consultorios Este hecho hace que el odontoacutelogo deba ponerse a derecho con la normativa existente la cual le exige conocimientos miacutenimos de la fiacutesica de la radiologiacutea asiacute como lo concerniente al dantildeo que las radiaciones ionizantes causan en los tejidos vivos y por lo tanto deben acogerse a las normas miacutenimas de proteccioacuten radioloacutegica Este folleto tiene como objetivo entregar al odontoacutelogo general al especialista y al personal auxiliar en odontologiacutea el conocimiento baacutesico de lo queacute son las radiaciones ionizantes y como protegerse del dantildeo que causan para asiacute poder acogerse al reglamento y obtener el carneacute que lo acredita para poder operar equipos de radiologiacutea intra como extra oral convencionales y digitales Es importante resaltar que el texto escrito fotografiacuteas y tablas utilizados en este folleto en su mayoriacutea conforman una recopilacioacuten bibliograacutefica de los libros de texto escritos por especialista en Radiologiacutea Odontoloacutegica reglamentos sobre Radiaciones ionizantes nacionales y extranjeros revistas etc y por supuesto la experiencia de mi persona como Especialista en Radiologiacutea Maxilo-Facial intriacutenseca dentro de
los resuacutemenes publicados en este folleto
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I Parte Radiologiacutea Odontoloacutegica Equipos de Radiologiacutea Convencionales
Regulaciones Internacionales Las caracteriacutesticas de cualquier haz de radiacioacuten producido por un equipo de Rayos X convencional vienen definidas baacutesicamente por tres paraacutemetros
- Tensioacuten de alimentacioacuten del tubo kVp no mayor de70 kVp - Intensidad mA no superar los 10 mA - Tiempo de exposicioacuten mAseg que oscilan entre los 005 y 1 seg
Todo esto hace que la carga de trabajo semanal estimada para los mismos
(W= mA X min semana) sea igual a 4 De este modo al aplicar las tablas referentes al blindaje miacutenimo se obtiene que NO se requiere un blindaje adicional de plomo o su equivalente en las salas donde se efectuacuteen radiografiacuteas intra orales siempre que cumplan con las siguientes condiciones
- La sala no colinde con cualquier dependencia de una vivienda contigua entre la cabeza del equipo y otras dependencias sean menor de 2 mts de distancia
- El haz directo no se dirija hacia la sala de espera u otras dependencias de la cliacutenica en las que se encuentren otros pacientes o sus familiares a menos de 2 mts de distancia del cabezote del equipo
- El lugar donde se coloque la cabeza del paciente durante el disparo diste de dos metros o
maacutes de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber otros profesionales o pacientes
- Las paredes de la sala esteacuten construidas al menos por ladrillo de arcilla de 15 cm o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuacioacuten De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRPndash60 los equipos convencionales para la toma de radiografiacuteas intraorales de uso odontoloacutegico deben tener las siguientes caracteriacutesticas teacutecnicas miacutenimas 1- Cabezote con cubierta plomada 2- Un miacutenimo de 65 Kilovoltios no menor de 7 mA dentro del tubo 15 mm de aluminio en el filtro para equipos de maacutes de 65 Kv el filtro debe ser de un miacutenimo de 2 mm de aluminio un aditamento ciliacutendrico localizador con un diaacutemetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador rectangular en la parte maacutes externa 3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicacioacuten exacta del tubo longitud de la posicioacuten del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm 4- Brazo que en su posicioacuten maacutes extendida mida no menos de 18 mts con al menos tres articulaciones y con aditamentos (gonioacutemetros) para saber los grados de angulacioacuten en los movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes teacutecnicas radiograacuteficas
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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8- Peliacutecula dental pantallas intensificadoras y rejillas a Componentes de la peliacutecula dental b Tamantildeo y forma de los graacutenulos de haluros de plata c Velocidad de la peliacutecula d Pantallas intensificadoras su funcioacuten y composicioacuten e Rejillas anti difusoras funcioacuten y composicioacuten
9- Proceso de revelado
a Cuarto oscuro componentes y requisitos b Formacioacuten de la imagen latente
c Componentes de los quiacutemicos revelador y fijador d Temperatura de los quiacutemicos e Proceso automaacutetico f Proceso manual
10- Caracteriacutesticas generales de la radiograacutefica diagnoacutestica
a Densidad radiograacutefica exposicioacuten grosor del objeto densidad del objeto b Contraste radiograacutefico contraste del sujeto contraste de la peliacutecula radiacioacuten dispersa c Velocidad radiograacutefica d Latitud de la peliacutecula e Ruido radiograacutefico f Nitidez y borrosidad radiograacuteficas del receptor de imagen geomeacutetrica
11- Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
a Nitidez y resolucioacuten de la imagen b Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen c Distorsioacuten de la forma de la imagen d Teacutecnicas de paralelismo y de bisectriz del aacutengulo e Teacutecnicas de localizacioacuten de objetos
12- Errores radiograacuteficos
a Mal posicionado de la peliacutecula del haz de rayos X b Mal escogencia de tiempo de exposicioacuten de acuerdo al individuo teacutecnica tipo de peliacutecula c Mal proceso de revelado d Mal proceso de archivo
13- Control de calidad en radiologiacutea odontoloacutegica
a Receptores de imaacutegenes b Revelado manual y automaacutetico de las peliacuteculas c Comprobacioacuten de los equipos de rayos X d Control de Infecciones
Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes 1- Nociones fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
a Conceptos fundamentales b Composicioacuten de la materia estructura atoacutemica c Naturaleza de la radiacioacuten d Clasificacioacuten de las radiaciones e Radiacioacuten de partiacuteculas f Radiaciones electromagneacuteticas g Radiaciones ionizantes h Radiacioacuten ionizacioacuten y radiactividad
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2- Radiaciones Ionizantes a Definicioacuten
b Propiedades de las radiaciones ionizantes c Espectro Electromagneacutetico d Radiacioacuten dura y suave
e Rayos X en Odontologiacutea f Radiacioacuten primaria g Radiacioacuten secundaria o por diseminacioacuten 3- La maacutequina de Rayos X
a Componentes generales del equipo b Tubo de Rayos X sus partes y funcioacuten c Fuente de energiacutea d Componentes de la cabina de control e La toma de radiografiacuteas intraorales f Proceso de revelado de la peliacutecula dental manual y automaacutetico
4- Produccioacuten de Rayos X dentales
a Tipos de rayos X b Radiacioacuten de frenado o deceleracioacuten c Radiacioacuten caracteriacutestica
5- Factores que controlan el Haz de Rayos X
a Tiempo de exposicioacuten b Intensidad y miliamperaje (mA) c Voltaje del tubo kilovoltage (Kvp) d Filtracioacuten e Colimacioacuten f Intensidad y distancia g Ley del cuadrado inverso
6- Interacciones de la Radiacioacuten X en odontologiacutea
a Absorcioacuten de energiacutea y efecto fotoeleacutectrico b Dispersioacuten Compton c Dispersioacuten Coherente d Electrones secundarios e Atenuacioacuten de los rayos X
7- Dosimetriacutea
a Definicioacuten y justificacioacuten de su uso b Detectores por ionizacioacuten gaseosos semiconductores y por excitacioacuten de centelleo y termoluminicentes
8- Medidas de Radiacioacuten a Unidades de medida
b Medidas de exposicioacuten c Medidas de dosis absorbidas d Medidas de dosis equivalentes e Dosis eficaz f Liacutemite de dosis g Exposicioacuten ocupacional de mujeres h Medidas empleadas en Radiologiacutea Dental i Radiactividad
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II Parte Radiobiologiacutea 1- Mecanismo de la lesioacuten por efecto de las radiaciones ionizantes
a Mecanismos de la lesioacuten por radiacioacuten b Quiacutemica de la radiacioacuten c Efecto directo d Radioacutelisis del agua e Efecto Indirecto f Cambio de las moleacuteculas bioloacutegicas g Efecto de la radiacioacuten a nivel celular nuacutecleo alteraciones cromosoacutemicas citoplasma h Efecto sobre la cineacutetica celular retraso mitoacutetico muerte celular recuperacioacuten
2- Efectos de la Radiacioacuten
a Radiosensibilidad de los tejidos y oacuterganos b Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten c Efectos a corto y largo plazo d Factores modificadores dosis iacutendice de dosis oxiacutegeno transferencia de energiacutea lineal e Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten f Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten
3- Riesgos de la Radiacioacuten
a Efectos de la radiacioacuten sobre los tejidos orales mucosa oral papilas gustativas Gl Salivales dientes caries por radiacioacuten hueso b Efectos de la radiacioacuten de todo el cuerpo c Siacutendrome agudo de Radiacioacuten y sus periacuteodos d Efecto sobre los fetos
e Efectos somaacuteticos carcinogeacutenesis y otros f Efectos geneacuteticos g Efectos estocaacutesticos y no estocaacutestico
III Parte Proteccioacuten Radioloacutegica
1- Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes
a Pilares de proteccioacuten optimizacioacuten justificacioacuten b Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten c Radiacioacuten natural externa coacutesmica terrestre interna radoacuten otras d Radiacioacuten artificial meacutedico productos comestibles e industriales otras e Exposicioacuten y dosis en radiologiacutea f Limitacioacuten de dosis g Exposicioacuten de los pacientes y dosis meacutedula oacutesea tiroides goacutenadas dosis efectiva h Riesgo y caacutelculo del riesgo
2- Meacutetodos para reducir la exposicioacuten y dosis Proteccioacuten al paciente durante la exposicioacuten
a Equipo adecuado b Concepto de velocidad de la peliacutecula y tiempo de exposicioacuten c Concepto de distancia y atenuacioacuten de los rayos X d Aditamentos para la toma de radiografiacuteas e Collar tiroideo f Delantal de plomo g Seleccioacuten adecuado del tiempo de exposicioacuten h Utilizacioacuten de teacutecnicas radiograacuteficas adecuadas
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3- Proteccioacuten al paciente despueacutes de la exposicioacuten
a Procesamiento adecuado de la radiografiacutea b Archivo y documentacioacuten de la radiografiacutea
4- Guiacuteas de proteccioacuten al operador seguacuten la normativa del reglamento vigente
a Posicioacuten y distancia 135deg del haz de rayos X b Barreras de proteccioacuten c Vigilancia del equipo d Vigilancia personal
5- Guiacuteas de exposicioacuten al operador
a Legislacioacuten de seguridad contra la radiacioacuten b Dosis maacutexima permisible c Dosis maacutexima acumulada d Concepto ALARA
Bibliografiacutea
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Introduccioacuten El hombre desde siempre ha estado expuesto a fuentes naturales de radiacioacuten cuya intensidad depende del lugar en que se desarrolle y variacutea con el tiempo al que ha estado expuesto Las causas de esta radiacioacuten natural son las radiaciones procedentes del espacio exterior y la existencia en nuestro planeta de elementos radiactivos unos presentes desde el origen del sistema solar y otros en continua renovacioacuten dentro y sobre la corteza terrestre Casi desde el descubrimiento de los Rayos X por el fiacutesico Wilhem C Roentgen en 1895 se pudo determinar y cuantificar el dantildeo que causa a los tejidos vivos la accioacuten de los Rayos X Al existir sustancias radiactivas productoras de radiaciones ionizantes de forma natural y permanente en todo el mundo sumada a la irradiacioacuten de tipo industrial para teacutecnicas de esterilizacioacuten de los alimentos y otras fuentes producidas por el hombre hace que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes en los seres vivos no puede controlarse o eliminarse totalmente Es por esto que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes a los que son sometidos los pacientes y los operadores sea eacutesta con fines diagnoacutesticos o curativos deben ser reguladas mediante normativas muy estrictas para de esta manera asegurar que el riesgo al que se veraacute inevitablemente sometida la materia viva sea siempre menor que al beneficio obtenido por las radiaciones ionizantes Es desde 1928 que diferentes organizaciones internacionales en Europa Estados Unidos como tambieacuten en Brasil se dieron a la tarea de reglamentar sobre bases internacionales el uso de las radiaciones ionizantes Es la Comisioacuten Internacional para la Proteccioacuten contra las Radiaciones ICRP la que a partir de 1995 da la pauta para el establecimiento del ldquoReglamento sobre proteccioacuten contra las radiaciones ionizantesrdquo vigente en Costa Rica ICRP - 60 que indica que las radiaciones ionizantes solo deben ser empleadas siacute su utilizacioacuten estaacute justificada considerando las ventajas que representa en relacioacuten con el detrimento de la salud que pudiera ocasionar Este reglamento es contemplado dentro de la Ley General de Salud y define y describe la normativa obligatoria de instalacioacuten de equipos de radiologiacutea dental del uso adecuado de las barreras de proteccioacuten y de las dosis maacuteximas permisibles para los pacientes y los operadores o personal expuesto La radiografiacutea dental es un instrumento diagnoacutestico obligatorio en la mayoriacutea de los procesos de tratamientos dentales y por lo tanto la mayoriacutea de los odontoacutelogos en Costa Rica tienen instalados equipos de radiologiacutea dental en sus consultorios Este hecho hace que el odontoacutelogo deba ponerse a derecho con la normativa existente la cual le exige conocimientos miacutenimos de la fiacutesica de la radiologiacutea asiacute como lo concerniente al dantildeo que las radiaciones ionizantes causan en los tejidos vivos y por lo tanto deben acogerse a las normas miacutenimas de proteccioacuten radioloacutegica Este folleto tiene como objetivo entregar al odontoacutelogo general al especialista y al personal auxiliar en odontologiacutea el conocimiento baacutesico de lo queacute son las radiaciones ionizantes y como protegerse del dantildeo que causan para asiacute poder acogerse al reglamento y obtener el carneacute que lo acredita para poder operar equipos de radiologiacutea intra como extra oral convencionales y digitales Es importante resaltar que el texto escrito fotografiacuteas y tablas utilizados en este folleto en su mayoriacutea conforman una recopilacioacuten bibliograacutefica de los libros de texto escritos por especialista en Radiologiacutea Odontoloacutegica reglamentos sobre Radiaciones ionizantes nacionales y extranjeros revistas etc y por supuesto la experiencia de mi persona como Especialista en Radiologiacutea Maxilo-Facial intriacutenseca dentro de
los resuacutemenes publicados en este folleto
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I Parte Radiologiacutea Odontoloacutegica Equipos de Radiologiacutea Convencionales
Regulaciones Internacionales Las caracteriacutesticas de cualquier haz de radiacioacuten producido por un equipo de Rayos X convencional vienen definidas baacutesicamente por tres paraacutemetros
- Tensioacuten de alimentacioacuten del tubo kVp no mayor de70 kVp - Intensidad mA no superar los 10 mA - Tiempo de exposicioacuten mAseg que oscilan entre los 005 y 1 seg
Todo esto hace que la carga de trabajo semanal estimada para los mismos
(W= mA X min semana) sea igual a 4 De este modo al aplicar las tablas referentes al blindaje miacutenimo se obtiene que NO se requiere un blindaje adicional de plomo o su equivalente en las salas donde se efectuacuteen radiografiacuteas intra orales siempre que cumplan con las siguientes condiciones
- La sala no colinde con cualquier dependencia de una vivienda contigua entre la cabeza del equipo y otras dependencias sean menor de 2 mts de distancia
- El haz directo no se dirija hacia la sala de espera u otras dependencias de la cliacutenica en las que se encuentren otros pacientes o sus familiares a menos de 2 mts de distancia del cabezote del equipo
- El lugar donde se coloque la cabeza del paciente durante el disparo diste de dos metros o
maacutes de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber otros profesionales o pacientes
- Las paredes de la sala esteacuten construidas al menos por ladrillo de arcilla de 15 cm o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuacioacuten De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRPndash60 los equipos convencionales para la toma de radiografiacuteas intraorales de uso odontoloacutegico deben tener las siguientes caracteriacutesticas teacutecnicas miacutenimas 1- Cabezote con cubierta plomada 2- Un miacutenimo de 65 Kilovoltios no menor de 7 mA dentro del tubo 15 mm de aluminio en el filtro para equipos de maacutes de 65 Kv el filtro debe ser de un miacutenimo de 2 mm de aluminio un aditamento ciliacutendrico localizador con un diaacutemetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador rectangular en la parte maacutes externa 3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicacioacuten exacta del tubo longitud de la posicioacuten del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm 4- Brazo que en su posicioacuten maacutes extendida mida no menos de 18 mts con al menos tres articulaciones y con aditamentos (gonioacutemetros) para saber los grados de angulacioacuten en los movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes teacutecnicas radiograacuteficas
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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2- Radiaciones Ionizantes a Definicioacuten
b Propiedades de las radiaciones ionizantes c Espectro Electromagneacutetico d Radiacioacuten dura y suave
e Rayos X en Odontologiacutea f Radiacioacuten primaria g Radiacioacuten secundaria o por diseminacioacuten 3- La maacutequina de Rayos X
a Componentes generales del equipo b Tubo de Rayos X sus partes y funcioacuten c Fuente de energiacutea d Componentes de la cabina de control e La toma de radiografiacuteas intraorales f Proceso de revelado de la peliacutecula dental manual y automaacutetico
4- Produccioacuten de Rayos X dentales
a Tipos de rayos X b Radiacioacuten de frenado o deceleracioacuten c Radiacioacuten caracteriacutestica
5- Factores que controlan el Haz de Rayos X
a Tiempo de exposicioacuten b Intensidad y miliamperaje (mA) c Voltaje del tubo kilovoltage (Kvp) d Filtracioacuten e Colimacioacuten f Intensidad y distancia g Ley del cuadrado inverso
6- Interacciones de la Radiacioacuten X en odontologiacutea
a Absorcioacuten de energiacutea y efecto fotoeleacutectrico b Dispersioacuten Compton c Dispersioacuten Coherente d Electrones secundarios e Atenuacioacuten de los rayos X
7- Dosimetriacutea
a Definicioacuten y justificacioacuten de su uso b Detectores por ionizacioacuten gaseosos semiconductores y por excitacioacuten de centelleo y termoluminicentes
8- Medidas de Radiacioacuten a Unidades de medida
b Medidas de exposicioacuten c Medidas de dosis absorbidas d Medidas de dosis equivalentes e Dosis eficaz f Liacutemite de dosis g Exposicioacuten ocupacional de mujeres h Medidas empleadas en Radiologiacutea Dental i Radiactividad
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II Parte Radiobiologiacutea 1- Mecanismo de la lesioacuten por efecto de las radiaciones ionizantes
a Mecanismos de la lesioacuten por radiacioacuten b Quiacutemica de la radiacioacuten c Efecto directo d Radioacutelisis del agua e Efecto Indirecto f Cambio de las moleacuteculas bioloacutegicas g Efecto de la radiacioacuten a nivel celular nuacutecleo alteraciones cromosoacutemicas citoplasma h Efecto sobre la cineacutetica celular retraso mitoacutetico muerte celular recuperacioacuten
2- Efectos de la Radiacioacuten
a Radiosensibilidad de los tejidos y oacuterganos b Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten c Efectos a corto y largo plazo d Factores modificadores dosis iacutendice de dosis oxiacutegeno transferencia de energiacutea lineal e Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten f Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten
3- Riesgos de la Radiacioacuten
a Efectos de la radiacioacuten sobre los tejidos orales mucosa oral papilas gustativas Gl Salivales dientes caries por radiacioacuten hueso b Efectos de la radiacioacuten de todo el cuerpo c Siacutendrome agudo de Radiacioacuten y sus periacuteodos d Efecto sobre los fetos
e Efectos somaacuteticos carcinogeacutenesis y otros f Efectos geneacuteticos g Efectos estocaacutesticos y no estocaacutestico
III Parte Proteccioacuten Radioloacutegica
1- Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes
a Pilares de proteccioacuten optimizacioacuten justificacioacuten b Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten c Radiacioacuten natural externa coacutesmica terrestre interna radoacuten otras d Radiacioacuten artificial meacutedico productos comestibles e industriales otras e Exposicioacuten y dosis en radiologiacutea f Limitacioacuten de dosis g Exposicioacuten de los pacientes y dosis meacutedula oacutesea tiroides goacutenadas dosis efectiva h Riesgo y caacutelculo del riesgo
2- Meacutetodos para reducir la exposicioacuten y dosis Proteccioacuten al paciente durante la exposicioacuten
a Equipo adecuado b Concepto de velocidad de la peliacutecula y tiempo de exposicioacuten c Concepto de distancia y atenuacioacuten de los rayos X d Aditamentos para la toma de radiografiacuteas e Collar tiroideo f Delantal de plomo g Seleccioacuten adecuado del tiempo de exposicioacuten h Utilizacioacuten de teacutecnicas radiograacuteficas adecuadas
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3- Proteccioacuten al paciente despueacutes de la exposicioacuten
a Procesamiento adecuado de la radiografiacutea b Archivo y documentacioacuten de la radiografiacutea
4- Guiacuteas de proteccioacuten al operador seguacuten la normativa del reglamento vigente
a Posicioacuten y distancia 135deg del haz de rayos X b Barreras de proteccioacuten c Vigilancia del equipo d Vigilancia personal
5- Guiacuteas de exposicioacuten al operador
a Legislacioacuten de seguridad contra la radiacioacuten b Dosis maacutexima permisible c Dosis maacutexima acumulada d Concepto ALARA
Bibliografiacutea
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Introduccioacuten El hombre desde siempre ha estado expuesto a fuentes naturales de radiacioacuten cuya intensidad depende del lugar en que se desarrolle y variacutea con el tiempo al que ha estado expuesto Las causas de esta radiacioacuten natural son las radiaciones procedentes del espacio exterior y la existencia en nuestro planeta de elementos radiactivos unos presentes desde el origen del sistema solar y otros en continua renovacioacuten dentro y sobre la corteza terrestre Casi desde el descubrimiento de los Rayos X por el fiacutesico Wilhem C Roentgen en 1895 se pudo determinar y cuantificar el dantildeo que causa a los tejidos vivos la accioacuten de los Rayos X Al existir sustancias radiactivas productoras de radiaciones ionizantes de forma natural y permanente en todo el mundo sumada a la irradiacioacuten de tipo industrial para teacutecnicas de esterilizacioacuten de los alimentos y otras fuentes producidas por el hombre hace que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes en los seres vivos no puede controlarse o eliminarse totalmente Es por esto que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes a los que son sometidos los pacientes y los operadores sea eacutesta con fines diagnoacutesticos o curativos deben ser reguladas mediante normativas muy estrictas para de esta manera asegurar que el riesgo al que se veraacute inevitablemente sometida la materia viva sea siempre menor que al beneficio obtenido por las radiaciones ionizantes Es desde 1928 que diferentes organizaciones internacionales en Europa Estados Unidos como tambieacuten en Brasil se dieron a la tarea de reglamentar sobre bases internacionales el uso de las radiaciones ionizantes Es la Comisioacuten Internacional para la Proteccioacuten contra las Radiaciones ICRP la que a partir de 1995 da la pauta para el establecimiento del ldquoReglamento sobre proteccioacuten contra las radiaciones ionizantesrdquo vigente en Costa Rica ICRP - 60 que indica que las radiaciones ionizantes solo deben ser empleadas siacute su utilizacioacuten estaacute justificada considerando las ventajas que representa en relacioacuten con el detrimento de la salud que pudiera ocasionar Este reglamento es contemplado dentro de la Ley General de Salud y define y describe la normativa obligatoria de instalacioacuten de equipos de radiologiacutea dental del uso adecuado de las barreras de proteccioacuten y de las dosis maacuteximas permisibles para los pacientes y los operadores o personal expuesto La radiografiacutea dental es un instrumento diagnoacutestico obligatorio en la mayoriacutea de los procesos de tratamientos dentales y por lo tanto la mayoriacutea de los odontoacutelogos en Costa Rica tienen instalados equipos de radiologiacutea dental en sus consultorios Este hecho hace que el odontoacutelogo deba ponerse a derecho con la normativa existente la cual le exige conocimientos miacutenimos de la fiacutesica de la radiologiacutea asiacute como lo concerniente al dantildeo que las radiaciones ionizantes causan en los tejidos vivos y por lo tanto deben acogerse a las normas miacutenimas de proteccioacuten radioloacutegica Este folleto tiene como objetivo entregar al odontoacutelogo general al especialista y al personal auxiliar en odontologiacutea el conocimiento baacutesico de lo queacute son las radiaciones ionizantes y como protegerse del dantildeo que causan para asiacute poder acogerse al reglamento y obtener el carneacute que lo acredita para poder operar equipos de radiologiacutea intra como extra oral convencionales y digitales Es importante resaltar que el texto escrito fotografiacuteas y tablas utilizados en este folleto en su mayoriacutea conforman una recopilacioacuten bibliograacutefica de los libros de texto escritos por especialista en Radiologiacutea Odontoloacutegica reglamentos sobre Radiaciones ionizantes nacionales y extranjeros revistas etc y por supuesto la experiencia de mi persona como Especialista en Radiologiacutea Maxilo-Facial intriacutenseca dentro de
los resuacutemenes publicados en este folleto
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I Parte Radiologiacutea Odontoloacutegica Equipos de Radiologiacutea Convencionales
Regulaciones Internacionales Las caracteriacutesticas de cualquier haz de radiacioacuten producido por un equipo de Rayos X convencional vienen definidas baacutesicamente por tres paraacutemetros
- Tensioacuten de alimentacioacuten del tubo kVp no mayor de70 kVp - Intensidad mA no superar los 10 mA - Tiempo de exposicioacuten mAseg que oscilan entre los 005 y 1 seg
Todo esto hace que la carga de trabajo semanal estimada para los mismos
(W= mA X min semana) sea igual a 4 De este modo al aplicar las tablas referentes al blindaje miacutenimo se obtiene que NO se requiere un blindaje adicional de plomo o su equivalente en las salas donde se efectuacuteen radiografiacuteas intra orales siempre que cumplan con las siguientes condiciones
- La sala no colinde con cualquier dependencia de una vivienda contigua entre la cabeza del equipo y otras dependencias sean menor de 2 mts de distancia
- El haz directo no se dirija hacia la sala de espera u otras dependencias de la cliacutenica en las que se encuentren otros pacientes o sus familiares a menos de 2 mts de distancia del cabezote del equipo
- El lugar donde se coloque la cabeza del paciente durante el disparo diste de dos metros o
maacutes de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber otros profesionales o pacientes
- Las paredes de la sala esteacuten construidas al menos por ladrillo de arcilla de 15 cm o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuacioacuten De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRPndash60 los equipos convencionales para la toma de radiografiacuteas intraorales de uso odontoloacutegico deben tener las siguientes caracteriacutesticas teacutecnicas miacutenimas 1- Cabezote con cubierta plomada 2- Un miacutenimo de 65 Kilovoltios no menor de 7 mA dentro del tubo 15 mm de aluminio en el filtro para equipos de maacutes de 65 Kv el filtro debe ser de un miacutenimo de 2 mm de aluminio un aditamento ciliacutendrico localizador con un diaacutemetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador rectangular en la parte maacutes externa 3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicacioacuten exacta del tubo longitud de la posicioacuten del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm 4- Brazo que en su posicioacuten maacutes extendida mida no menos de 18 mts con al menos tres articulaciones y con aditamentos (gonioacutemetros) para saber los grados de angulacioacuten en los movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes teacutecnicas radiograacuteficas
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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II Parte Radiobiologiacutea 1- Mecanismo de la lesioacuten por efecto de las radiaciones ionizantes
a Mecanismos de la lesioacuten por radiacioacuten b Quiacutemica de la radiacioacuten c Efecto directo d Radioacutelisis del agua e Efecto Indirecto f Cambio de las moleacuteculas bioloacutegicas g Efecto de la radiacioacuten a nivel celular nuacutecleo alteraciones cromosoacutemicas citoplasma h Efecto sobre la cineacutetica celular retraso mitoacutetico muerte celular recuperacioacuten
2- Efectos de la Radiacioacuten
a Radiosensibilidad de los tejidos y oacuterganos b Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten c Efectos a corto y largo plazo d Factores modificadores dosis iacutendice de dosis oxiacutegeno transferencia de energiacutea lineal e Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten f Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten
3- Riesgos de la Radiacioacuten
a Efectos de la radiacioacuten sobre los tejidos orales mucosa oral papilas gustativas Gl Salivales dientes caries por radiacioacuten hueso b Efectos de la radiacioacuten de todo el cuerpo c Siacutendrome agudo de Radiacioacuten y sus periacuteodos d Efecto sobre los fetos
e Efectos somaacuteticos carcinogeacutenesis y otros f Efectos geneacuteticos g Efectos estocaacutesticos y no estocaacutestico
III Parte Proteccioacuten Radioloacutegica
1- Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes
a Pilares de proteccioacuten optimizacioacuten justificacioacuten b Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten c Radiacioacuten natural externa coacutesmica terrestre interna radoacuten otras d Radiacioacuten artificial meacutedico productos comestibles e industriales otras e Exposicioacuten y dosis en radiologiacutea f Limitacioacuten de dosis g Exposicioacuten de los pacientes y dosis meacutedula oacutesea tiroides goacutenadas dosis efectiva h Riesgo y caacutelculo del riesgo
2- Meacutetodos para reducir la exposicioacuten y dosis Proteccioacuten al paciente durante la exposicioacuten
a Equipo adecuado b Concepto de velocidad de la peliacutecula y tiempo de exposicioacuten c Concepto de distancia y atenuacioacuten de los rayos X d Aditamentos para la toma de radiografiacuteas e Collar tiroideo f Delantal de plomo g Seleccioacuten adecuado del tiempo de exposicioacuten h Utilizacioacuten de teacutecnicas radiograacuteficas adecuadas
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3- Proteccioacuten al paciente despueacutes de la exposicioacuten
a Procesamiento adecuado de la radiografiacutea b Archivo y documentacioacuten de la radiografiacutea
4- Guiacuteas de proteccioacuten al operador seguacuten la normativa del reglamento vigente
a Posicioacuten y distancia 135deg del haz de rayos X b Barreras de proteccioacuten c Vigilancia del equipo d Vigilancia personal
5- Guiacuteas de exposicioacuten al operador
a Legislacioacuten de seguridad contra la radiacioacuten b Dosis maacutexima permisible c Dosis maacutexima acumulada d Concepto ALARA
Bibliografiacutea
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Introduccioacuten El hombre desde siempre ha estado expuesto a fuentes naturales de radiacioacuten cuya intensidad depende del lugar en que se desarrolle y variacutea con el tiempo al que ha estado expuesto Las causas de esta radiacioacuten natural son las radiaciones procedentes del espacio exterior y la existencia en nuestro planeta de elementos radiactivos unos presentes desde el origen del sistema solar y otros en continua renovacioacuten dentro y sobre la corteza terrestre Casi desde el descubrimiento de los Rayos X por el fiacutesico Wilhem C Roentgen en 1895 se pudo determinar y cuantificar el dantildeo que causa a los tejidos vivos la accioacuten de los Rayos X Al existir sustancias radiactivas productoras de radiaciones ionizantes de forma natural y permanente en todo el mundo sumada a la irradiacioacuten de tipo industrial para teacutecnicas de esterilizacioacuten de los alimentos y otras fuentes producidas por el hombre hace que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes en los seres vivos no puede controlarse o eliminarse totalmente Es por esto que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes a los que son sometidos los pacientes y los operadores sea eacutesta con fines diagnoacutesticos o curativos deben ser reguladas mediante normativas muy estrictas para de esta manera asegurar que el riesgo al que se veraacute inevitablemente sometida la materia viva sea siempre menor que al beneficio obtenido por las radiaciones ionizantes Es desde 1928 que diferentes organizaciones internacionales en Europa Estados Unidos como tambieacuten en Brasil se dieron a la tarea de reglamentar sobre bases internacionales el uso de las radiaciones ionizantes Es la Comisioacuten Internacional para la Proteccioacuten contra las Radiaciones ICRP la que a partir de 1995 da la pauta para el establecimiento del ldquoReglamento sobre proteccioacuten contra las radiaciones ionizantesrdquo vigente en Costa Rica ICRP - 60 que indica que las radiaciones ionizantes solo deben ser empleadas siacute su utilizacioacuten estaacute justificada considerando las ventajas que representa en relacioacuten con el detrimento de la salud que pudiera ocasionar Este reglamento es contemplado dentro de la Ley General de Salud y define y describe la normativa obligatoria de instalacioacuten de equipos de radiologiacutea dental del uso adecuado de las barreras de proteccioacuten y de las dosis maacuteximas permisibles para los pacientes y los operadores o personal expuesto La radiografiacutea dental es un instrumento diagnoacutestico obligatorio en la mayoriacutea de los procesos de tratamientos dentales y por lo tanto la mayoriacutea de los odontoacutelogos en Costa Rica tienen instalados equipos de radiologiacutea dental en sus consultorios Este hecho hace que el odontoacutelogo deba ponerse a derecho con la normativa existente la cual le exige conocimientos miacutenimos de la fiacutesica de la radiologiacutea asiacute como lo concerniente al dantildeo que las radiaciones ionizantes causan en los tejidos vivos y por lo tanto deben acogerse a las normas miacutenimas de proteccioacuten radioloacutegica Este folleto tiene como objetivo entregar al odontoacutelogo general al especialista y al personal auxiliar en odontologiacutea el conocimiento baacutesico de lo queacute son las radiaciones ionizantes y como protegerse del dantildeo que causan para asiacute poder acogerse al reglamento y obtener el carneacute que lo acredita para poder operar equipos de radiologiacutea intra como extra oral convencionales y digitales Es importante resaltar que el texto escrito fotografiacuteas y tablas utilizados en este folleto en su mayoriacutea conforman una recopilacioacuten bibliograacutefica de los libros de texto escritos por especialista en Radiologiacutea Odontoloacutegica reglamentos sobre Radiaciones ionizantes nacionales y extranjeros revistas etc y por supuesto la experiencia de mi persona como Especialista en Radiologiacutea Maxilo-Facial intriacutenseca dentro de
los resuacutemenes publicados en este folleto
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I Parte Radiologiacutea Odontoloacutegica Equipos de Radiologiacutea Convencionales
Regulaciones Internacionales Las caracteriacutesticas de cualquier haz de radiacioacuten producido por un equipo de Rayos X convencional vienen definidas baacutesicamente por tres paraacutemetros
- Tensioacuten de alimentacioacuten del tubo kVp no mayor de70 kVp - Intensidad mA no superar los 10 mA - Tiempo de exposicioacuten mAseg que oscilan entre los 005 y 1 seg
Todo esto hace que la carga de trabajo semanal estimada para los mismos
(W= mA X min semana) sea igual a 4 De este modo al aplicar las tablas referentes al blindaje miacutenimo se obtiene que NO se requiere un blindaje adicional de plomo o su equivalente en las salas donde se efectuacuteen radiografiacuteas intra orales siempre que cumplan con las siguientes condiciones
- La sala no colinde con cualquier dependencia de una vivienda contigua entre la cabeza del equipo y otras dependencias sean menor de 2 mts de distancia
- El haz directo no se dirija hacia la sala de espera u otras dependencias de la cliacutenica en las que se encuentren otros pacientes o sus familiares a menos de 2 mts de distancia del cabezote del equipo
- El lugar donde se coloque la cabeza del paciente durante el disparo diste de dos metros o
maacutes de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber otros profesionales o pacientes
- Las paredes de la sala esteacuten construidas al menos por ladrillo de arcilla de 15 cm o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuacioacuten De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRPndash60 los equipos convencionales para la toma de radiografiacuteas intraorales de uso odontoloacutegico deben tener las siguientes caracteriacutesticas teacutecnicas miacutenimas 1- Cabezote con cubierta plomada 2- Un miacutenimo de 65 Kilovoltios no menor de 7 mA dentro del tubo 15 mm de aluminio en el filtro para equipos de maacutes de 65 Kv el filtro debe ser de un miacutenimo de 2 mm de aluminio un aditamento ciliacutendrico localizador con un diaacutemetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador rectangular en la parte maacutes externa 3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicacioacuten exacta del tubo longitud de la posicioacuten del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm 4- Brazo que en su posicioacuten maacutes extendida mida no menos de 18 mts con al menos tres articulaciones y con aditamentos (gonioacutemetros) para saber los grados de angulacioacuten en los movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes teacutecnicas radiograacuteficas
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
6
3- Proteccioacuten al paciente despueacutes de la exposicioacuten
a Procesamiento adecuado de la radiografiacutea b Archivo y documentacioacuten de la radiografiacutea
4- Guiacuteas de proteccioacuten al operador seguacuten la normativa del reglamento vigente
a Posicioacuten y distancia 135deg del haz de rayos X b Barreras de proteccioacuten c Vigilancia del equipo d Vigilancia personal
5- Guiacuteas de exposicioacuten al operador
a Legislacioacuten de seguridad contra la radiacioacuten b Dosis maacutexima permisible c Dosis maacutexima acumulada d Concepto ALARA
Bibliografiacutea
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Introduccioacuten El hombre desde siempre ha estado expuesto a fuentes naturales de radiacioacuten cuya intensidad depende del lugar en que se desarrolle y variacutea con el tiempo al que ha estado expuesto Las causas de esta radiacioacuten natural son las radiaciones procedentes del espacio exterior y la existencia en nuestro planeta de elementos radiactivos unos presentes desde el origen del sistema solar y otros en continua renovacioacuten dentro y sobre la corteza terrestre Casi desde el descubrimiento de los Rayos X por el fiacutesico Wilhem C Roentgen en 1895 se pudo determinar y cuantificar el dantildeo que causa a los tejidos vivos la accioacuten de los Rayos X Al existir sustancias radiactivas productoras de radiaciones ionizantes de forma natural y permanente en todo el mundo sumada a la irradiacioacuten de tipo industrial para teacutecnicas de esterilizacioacuten de los alimentos y otras fuentes producidas por el hombre hace que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes en los seres vivos no puede controlarse o eliminarse totalmente Es por esto que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes a los que son sometidos los pacientes y los operadores sea eacutesta con fines diagnoacutesticos o curativos deben ser reguladas mediante normativas muy estrictas para de esta manera asegurar que el riesgo al que se veraacute inevitablemente sometida la materia viva sea siempre menor que al beneficio obtenido por las radiaciones ionizantes Es desde 1928 que diferentes organizaciones internacionales en Europa Estados Unidos como tambieacuten en Brasil se dieron a la tarea de reglamentar sobre bases internacionales el uso de las radiaciones ionizantes Es la Comisioacuten Internacional para la Proteccioacuten contra las Radiaciones ICRP la que a partir de 1995 da la pauta para el establecimiento del ldquoReglamento sobre proteccioacuten contra las radiaciones ionizantesrdquo vigente en Costa Rica ICRP - 60 que indica que las radiaciones ionizantes solo deben ser empleadas siacute su utilizacioacuten estaacute justificada considerando las ventajas que representa en relacioacuten con el detrimento de la salud que pudiera ocasionar Este reglamento es contemplado dentro de la Ley General de Salud y define y describe la normativa obligatoria de instalacioacuten de equipos de radiologiacutea dental del uso adecuado de las barreras de proteccioacuten y de las dosis maacuteximas permisibles para los pacientes y los operadores o personal expuesto La radiografiacutea dental es un instrumento diagnoacutestico obligatorio en la mayoriacutea de los procesos de tratamientos dentales y por lo tanto la mayoriacutea de los odontoacutelogos en Costa Rica tienen instalados equipos de radiologiacutea dental en sus consultorios Este hecho hace que el odontoacutelogo deba ponerse a derecho con la normativa existente la cual le exige conocimientos miacutenimos de la fiacutesica de la radiologiacutea asiacute como lo concerniente al dantildeo que las radiaciones ionizantes causan en los tejidos vivos y por lo tanto deben acogerse a las normas miacutenimas de proteccioacuten radioloacutegica Este folleto tiene como objetivo entregar al odontoacutelogo general al especialista y al personal auxiliar en odontologiacutea el conocimiento baacutesico de lo queacute son las radiaciones ionizantes y como protegerse del dantildeo que causan para asiacute poder acogerse al reglamento y obtener el carneacute que lo acredita para poder operar equipos de radiologiacutea intra como extra oral convencionales y digitales Es importante resaltar que el texto escrito fotografiacuteas y tablas utilizados en este folleto en su mayoriacutea conforman una recopilacioacuten bibliograacutefica de los libros de texto escritos por especialista en Radiologiacutea Odontoloacutegica reglamentos sobre Radiaciones ionizantes nacionales y extranjeros revistas etc y por supuesto la experiencia de mi persona como Especialista en Radiologiacutea Maxilo-Facial intriacutenseca dentro de
los resuacutemenes publicados en este folleto
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I Parte Radiologiacutea Odontoloacutegica Equipos de Radiologiacutea Convencionales
Regulaciones Internacionales Las caracteriacutesticas de cualquier haz de radiacioacuten producido por un equipo de Rayos X convencional vienen definidas baacutesicamente por tres paraacutemetros
- Tensioacuten de alimentacioacuten del tubo kVp no mayor de70 kVp - Intensidad mA no superar los 10 mA - Tiempo de exposicioacuten mAseg que oscilan entre los 005 y 1 seg
Todo esto hace que la carga de trabajo semanal estimada para los mismos
(W= mA X min semana) sea igual a 4 De este modo al aplicar las tablas referentes al blindaje miacutenimo se obtiene que NO se requiere un blindaje adicional de plomo o su equivalente en las salas donde se efectuacuteen radiografiacuteas intra orales siempre que cumplan con las siguientes condiciones
- La sala no colinde con cualquier dependencia de una vivienda contigua entre la cabeza del equipo y otras dependencias sean menor de 2 mts de distancia
- El haz directo no se dirija hacia la sala de espera u otras dependencias de la cliacutenica en las que se encuentren otros pacientes o sus familiares a menos de 2 mts de distancia del cabezote del equipo
- El lugar donde se coloque la cabeza del paciente durante el disparo diste de dos metros o
maacutes de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber otros profesionales o pacientes
- Las paredes de la sala esteacuten construidas al menos por ladrillo de arcilla de 15 cm o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuacioacuten De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRPndash60 los equipos convencionales para la toma de radiografiacuteas intraorales de uso odontoloacutegico deben tener las siguientes caracteriacutesticas teacutecnicas miacutenimas 1- Cabezote con cubierta plomada 2- Un miacutenimo de 65 Kilovoltios no menor de 7 mA dentro del tubo 15 mm de aluminio en el filtro para equipos de maacutes de 65 Kv el filtro debe ser de un miacutenimo de 2 mm de aluminio un aditamento ciliacutendrico localizador con un diaacutemetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador rectangular en la parte maacutes externa 3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicacioacuten exacta del tubo longitud de la posicioacuten del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm 4- Brazo que en su posicioacuten maacutes extendida mida no menos de 18 mts con al menos tres articulaciones y con aditamentos (gonioacutemetros) para saber los grados de angulacioacuten en los movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes teacutecnicas radiograacuteficas
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwactaodontologicacom
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Introduccioacuten El hombre desde siempre ha estado expuesto a fuentes naturales de radiacioacuten cuya intensidad depende del lugar en que se desarrolle y variacutea con el tiempo al que ha estado expuesto Las causas de esta radiacioacuten natural son las radiaciones procedentes del espacio exterior y la existencia en nuestro planeta de elementos radiactivos unos presentes desde el origen del sistema solar y otros en continua renovacioacuten dentro y sobre la corteza terrestre Casi desde el descubrimiento de los Rayos X por el fiacutesico Wilhem C Roentgen en 1895 se pudo determinar y cuantificar el dantildeo que causa a los tejidos vivos la accioacuten de los Rayos X Al existir sustancias radiactivas productoras de radiaciones ionizantes de forma natural y permanente en todo el mundo sumada a la irradiacioacuten de tipo industrial para teacutecnicas de esterilizacioacuten de los alimentos y otras fuentes producidas por el hombre hace que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes en los seres vivos no puede controlarse o eliminarse totalmente Es por esto que la exposicioacuten a las radiaciones ionizantes a los que son sometidos los pacientes y los operadores sea eacutesta con fines diagnoacutesticos o curativos deben ser reguladas mediante normativas muy estrictas para de esta manera asegurar que el riesgo al que se veraacute inevitablemente sometida la materia viva sea siempre menor que al beneficio obtenido por las radiaciones ionizantes Es desde 1928 que diferentes organizaciones internacionales en Europa Estados Unidos como tambieacuten en Brasil se dieron a la tarea de reglamentar sobre bases internacionales el uso de las radiaciones ionizantes Es la Comisioacuten Internacional para la Proteccioacuten contra las Radiaciones ICRP la que a partir de 1995 da la pauta para el establecimiento del ldquoReglamento sobre proteccioacuten contra las radiaciones ionizantesrdquo vigente en Costa Rica ICRP - 60 que indica que las radiaciones ionizantes solo deben ser empleadas siacute su utilizacioacuten estaacute justificada considerando las ventajas que representa en relacioacuten con el detrimento de la salud que pudiera ocasionar Este reglamento es contemplado dentro de la Ley General de Salud y define y describe la normativa obligatoria de instalacioacuten de equipos de radiologiacutea dental del uso adecuado de las barreras de proteccioacuten y de las dosis maacuteximas permisibles para los pacientes y los operadores o personal expuesto La radiografiacutea dental es un instrumento diagnoacutestico obligatorio en la mayoriacutea de los procesos de tratamientos dentales y por lo tanto la mayoriacutea de los odontoacutelogos en Costa Rica tienen instalados equipos de radiologiacutea dental en sus consultorios Este hecho hace que el odontoacutelogo deba ponerse a derecho con la normativa existente la cual le exige conocimientos miacutenimos de la fiacutesica de la radiologiacutea asiacute como lo concerniente al dantildeo que las radiaciones ionizantes causan en los tejidos vivos y por lo tanto deben acogerse a las normas miacutenimas de proteccioacuten radioloacutegica Este folleto tiene como objetivo entregar al odontoacutelogo general al especialista y al personal auxiliar en odontologiacutea el conocimiento baacutesico de lo queacute son las radiaciones ionizantes y como protegerse del dantildeo que causan para asiacute poder acogerse al reglamento y obtener el carneacute que lo acredita para poder operar equipos de radiologiacutea intra como extra oral convencionales y digitales Es importante resaltar que el texto escrito fotografiacuteas y tablas utilizados en este folleto en su mayoriacutea conforman una recopilacioacuten bibliograacutefica de los libros de texto escritos por especialista en Radiologiacutea Odontoloacutegica reglamentos sobre Radiaciones ionizantes nacionales y extranjeros revistas etc y por supuesto la experiencia de mi persona como Especialista en Radiologiacutea Maxilo-Facial intriacutenseca dentro de
los resuacutemenes publicados en este folleto
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I Parte Radiologiacutea Odontoloacutegica Equipos de Radiologiacutea Convencionales
Regulaciones Internacionales Las caracteriacutesticas de cualquier haz de radiacioacuten producido por un equipo de Rayos X convencional vienen definidas baacutesicamente por tres paraacutemetros
- Tensioacuten de alimentacioacuten del tubo kVp no mayor de70 kVp - Intensidad mA no superar los 10 mA - Tiempo de exposicioacuten mAseg que oscilan entre los 005 y 1 seg
Todo esto hace que la carga de trabajo semanal estimada para los mismos
(W= mA X min semana) sea igual a 4 De este modo al aplicar las tablas referentes al blindaje miacutenimo se obtiene que NO se requiere un blindaje adicional de plomo o su equivalente en las salas donde se efectuacuteen radiografiacuteas intra orales siempre que cumplan con las siguientes condiciones
- La sala no colinde con cualquier dependencia de una vivienda contigua entre la cabeza del equipo y otras dependencias sean menor de 2 mts de distancia
- El haz directo no se dirija hacia la sala de espera u otras dependencias de la cliacutenica en las que se encuentren otros pacientes o sus familiares a menos de 2 mts de distancia del cabezote del equipo
- El lugar donde se coloque la cabeza del paciente durante el disparo diste de dos metros o
maacutes de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber otros profesionales o pacientes
- Las paredes de la sala esteacuten construidas al menos por ladrillo de arcilla de 15 cm o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuacioacuten De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRPndash60 los equipos convencionales para la toma de radiografiacuteas intraorales de uso odontoloacutegico deben tener las siguientes caracteriacutesticas teacutecnicas miacutenimas 1- Cabezote con cubierta plomada 2- Un miacutenimo de 65 Kilovoltios no menor de 7 mA dentro del tubo 15 mm de aluminio en el filtro para equipos de maacutes de 65 Kv el filtro debe ser de un miacutenimo de 2 mm de aluminio un aditamento ciliacutendrico localizador con un diaacutemetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador rectangular en la parte maacutes externa 3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicacioacuten exacta del tubo longitud de la posicioacuten del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm 4- Brazo que en su posicioacuten maacutes extendida mida no menos de 18 mts con al menos tres articulaciones y con aditamentos (gonioacutemetros) para saber los grados de angulacioacuten en los movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes teacutecnicas radiograacuteficas
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Bibliografiacutea
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Sanidad y Consumo Espantildea 1990
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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I Parte Radiologiacutea Odontoloacutegica Equipos de Radiologiacutea Convencionales
Regulaciones Internacionales Las caracteriacutesticas de cualquier haz de radiacioacuten producido por un equipo de Rayos X convencional vienen definidas baacutesicamente por tres paraacutemetros
- Tensioacuten de alimentacioacuten del tubo kVp no mayor de70 kVp - Intensidad mA no superar los 10 mA - Tiempo de exposicioacuten mAseg que oscilan entre los 005 y 1 seg
Todo esto hace que la carga de trabajo semanal estimada para los mismos
(W= mA X min semana) sea igual a 4 De este modo al aplicar las tablas referentes al blindaje miacutenimo se obtiene que NO se requiere un blindaje adicional de plomo o su equivalente en las salas donde se efectuacuteen radiografiacuteas intra orales siempre que cumplan con las siguientes condiciones
- La sala no colinde con cualquier dependencia de una vivienda contigua entre la cabeza del equipo y otras dependencias sean menor de 2 mts de distancia
- El haz directo no se dirija hacia la sala de espera u otras dependencias de la cliacutenica en las que se encuentren otros pacientes o sus familiares a menos de 2 mts de distancia del cabezote del equipo
- El lugar donde se coloque la cabeza del paciente durante el disparo diste de dos metros o
maacutes de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber otros profesionales o pacientes
- Las paredes de la sala esteacuten construidas al menos por ladrillo de arcilla de 15 cm o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuacioacuten De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRPndash60 los equipos convencionales para la toma de radiografiacuteas intraorales de uso odontoloacutegico deben tener las siguientes caracteriacutesticas teacutecnicas miacutenimas 1- Cabezote con cubierta plomada 2- Un miacutenimo de 65 Kilovoltios no menor de 7 mA dentro del tubo 15 mm de aluminio en el filtro para equipos de maacutes de 65 Kv el filtro debe ser de un miacutenimo de 2 mm de aluminio un aditamento ciliacutendrico localizador con un diaacutemetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador rectangular en la parte maacutes externa 3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicacioacuten exacta del tubo longitud de la posicioacuten del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm 4- Brazo que en su posicioacuten maacutes extendida mida no menos de 18 mts con al menos tres articulaciones y con aditamentos (gonioacutemetros) para saber los grados de angulacioacuten en los movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes teacutecnicas radiograacuteficas
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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5- Tiempos de exposicioacuten que deben observarse en una pantalla de al menos tres diacutegitos para medir exposiciones desde 008 de seg hasta maacutes de 1 seg 6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposicioacuten de radiacioacuten 7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente 8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar teacutecnicas intraorales distintas la edad del paciente y que coincidan con el tiempo de exposicioacuten que indica en la pantalla una vez que ha sido elegido por el operador Recomendaciones especiacuteficas para equipos panoraacutemicos tomoacutegrafos volumeacutetricos odontoloacutegicos La principal caracteriacutestica de estos equipos es que su tiempo de disparo oscila entre los 8 y 16 segundos A la vez que el haz directo de rayos X se desplaza realizando un giro de aproximadamente 270ordmalrededor de la cabeza del paciente en los equipos volumeacutetricos dependeraacute el tamantildeo del giro del campo visual elegido La tensioacuten puede llegar a los 90 kVp mientras que la intensidad puede ser de 10 a 16 mA Por otra parte hay que distinguir los equipos panoraacutemicas de los que tambieacuten toman Rx cefalomeacutetrico con los diferentes tipos de tomoacutegrafos que pueden ser ldquotriacuteosrdquo panoraacutemico cefalomeacutetrico y tomoacutegrafo o pueden ser uacutenicamente tomoacutegrafos de campo visual grande o pequentildeo Al considerar todo lo anterior se deduce que teniendo en cuenta la carga semanal de trabajo estimada para estos equipos ( W= mA X min seg esto es igual a 200) y debido a esto se precisa colocar un blindaje adicional de un material que componga la pared de al menos 15 cm de hormigoacuten o ladrillo si no fuera asiacute deberaacute considerarse poner un recubrimiento de laacutemina de fibrocemento de miacutenimo 12 mm de grosor Deben estar protegidas asiacute mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las ventanas de observacioacuten utilizando vidrios de 1 cm temperados o bien 1 pulgada de vidrio de 1 mm de grosor poniendo un vidrio de 1 mm sobre otro hasta alcanzar la pulgada de grosor Las colindancias con las otras salas y la distancia del foco emisor a las colindancias debe ser no menor de 2 metros entre la cabeza del foco emisor a el operador u otros paciente
Placa de Rayos X Composicioacuten Tiene dos componentes principales la emulsioacuten y la base La emulsioacuten que es sensible a los Rayos X y a la luz visible registra la imagen radiograacutefica La base es un material plaacutestico de soporte sobre el cual se deposita la emulsioacuten Emulsioacuten Los dos principales componentes son los haluros de plata sensibles a la radiacioacuten y a la luz visible y a una matriz sobre la cual estaacuten suspendidos los cristales Los haluros de plata estaacuten compuestos por bromuro y yoduros de plata La emulsioacuten se ubica en ambos lados de la base unida a esta mediante un adhesivo La matriz donde estaacuten suspendidos los cristales es un material gelatinoso y encima de la emulsioacuten hay una delgadiacutesima capa de material protector del tipo tefloacuten que protege a la peliacutecula de efectos externos Base La funcioacuten de la base es soportar la emulsioacuten y es flexible y trasluacutecida con leve color azulado
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Fig 1 Esquema de la peliacutecula de rayos
Radiologiacutea Digital intraoral Durante la deacutecada de los 80rsquos la radiologiacutea digital intraoral fue introducida en la praacutectica odontoloacutegica A mediados de los 90 la baja resolucioacuten de estos sistemas limitoacute en gran medida su aplicacioacuten en odontologiacutea Sin embargo al final de la deacutecada los avances tecnoloacutegicos tuvieron una draacutestica mejoriacutea en las posibilidades diagnoacutesticas de estos sistemas de radiologiacutea digital Hoy en diacutea estos avances incluyen la simplificacioacuten tanto de los aparatos como de los programas de software a los que van asociados una raacutepida obtencioacuten de la imagen radiograacutefica y en definitiva mayores comodidades tanto para el dentista como para el paciente 1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las maacutes utilizadas De este modo la aceptacioacuten de la radiologiacutea digital ha ido creciendo en el mundo de la odontologiacutea y cada antildeo son maacutes los profesionales que deciden incorporar esta tecnologiacutea en sus cliacutenicas
La radiografiacutea digital directa a diferencia de la radiografiacutea digitalizada utiliza sensores electroacutenicos sensibles a los rayos-x que son colocados de manera similar a la peliacutecula comuacuten El sensor electroacutenico va conectado a una computadora creando una imagen que seraacute visualizada inmediatamente en el monitor La sensibilidad extrema del sensor permite una reduccioacuten que variacutea desde un 30 en radiografiacuteas del craacuteneo a 60 en panoraacutemica y hasta 90 de disminucioacuten de radiacioacuten en radiografiacuteas intraorales
Sensores de equipos digitales Tipos de radiologiacutea digital Existen actualmente dos tecnologiacuteas diferentes en radiologiacutea digital - radiologiacutea digital directa (RDD) -radiologiacutea digital indirecta (RDI)
Radiologiacutea digital directa Emplea como receptor de rayos X un captador riacutegido habitualmente conectado a un cable oacuteptico a traveacutes del cual la informacioacuten captada por el receptor es enviada al computador Se denomina directa porque a la inversa de la indirecta no requiere ninguacuten tipo de escaneado tras la exposicioacuten a los rayos X sino que el propio sistema realiza automaacuteticamente el proceso informaacutetico y la obtencioacuten de la imagen
Radiologiacutea digital indirecta (radiologiacutea con foacutesforo fotoestimulable) La imagen es capturada de forma analoacutegica en una placa de foacutesforo fotoestimulable y convertida en digital tras su procesado o escaneado
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
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wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Principios baacutesicos Radiologiacutea digital directa Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las caacutemaras fotograacuteficas digitales Puesto que estos sensores se estimulan con luz y se deteriorariacutean al ser expuestos a rayos X el receptor o captador de estos sistemas consta de otros dos componentes ademaacutes del sensor (Figura 2) La primera capa el escintilador se encarga de transformar los rayos X en luz Una pequentildea cantidad de radiacioacuten atraviesa el escintilador sin ser convertida en luz por lo que una segunda capa compuesta por fibra oacuteptica u otros materiales evita la penetracioacuten de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro
El sensor estaacute formado por una estructura de celdillas o piacutexeles fotosensibles capaces de almacenar fotones y que convierten la sentildeal luminosa que reciben en una sentildeal eleacutectrica de intensidad proporcional Esta sentildeal eleacutectrica es enviada a un convertidor analoacutegico digital o DAC que como su propio nombre indica transforma la sentildeal analoacutegica (eleacutectrica) en una digital (basada en un coacutedigo binario) De este modo la sentildeal luminosa que recibe cada piacutexel del sensor seraacute convertida en un valor formado por ceros y unos y este valor seraacute interpretado como un determinado nivel de gris La unioacuten de todos los puntos grises correspondientes a las distintos piacutexeles generaraacute finalmente una imagen Radiologiacutea digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las peliacuteculas radiograacuteficas convencionales pero compuestas por una emulsioacuten cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio Esta emulsioacuten es sensible a la radiacioacuten Los rayos X provocan la excitacioacuten y liberacioacuten de un electroacuten del Europio que es captado por una vacante haloacutegena del foacutesforo de almacenamiento Las vacantes electroacutenicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia convirtiendo los rayos X en energiacutea latente almacenada Un laacuteser de helio-neacuteon estimula la luminiscencia de la placa liberando los electrones atrapados que se recombinan con las vacantes del Europio
FIG 2 Estructura de un captador de radiologiacutea digital directa
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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La energiacutea en forma de luz es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en sentildeal eleacutectrica Finalmente la sentildeal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analoacutegico-digital que determina el nuacutemero maacuteximo de tonos de gris
Caracteriacutesticas teacutecnicas (resolucioacuten)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD
mdash CCD (charge-couple device)
mdash CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor)
mdash Super CMOS
Estos sensores tienen distintas caracteriacutesticas y propiedades y por tanto confieren diferentes prestaciones al sistema de RDD Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imaacutegenes de mayor nitidez pero tienen tambieacuten un costo maacutes elevado Los CMOS-APS son externamente ideacutenticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnologiacutea en piacutexeles (APS)
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD
mdash Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen
mdash Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores
mdash Capacidad de transmisioacuten en cada una de las celdas Esto evita el efecto de laquobloomingraquo o de contaminacioacuten entre piacutexeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposicioacuten
mdash Permite mejores opciones de interpolacioacuten de la imagen
mdash Maacutes faacuteciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD Por otra parte tienen tambieacuten algunas desventajas
mdash Son menos sensibles y de menor calidad pero al ser faacuteciles de fabricar son maacutes baratos
mdash Son muy sensibles al ruido de imagen tienen poca sensibilidad
mdash El aacuterea activa de estos sensores es maacutes pequentildea Por uacuteltimo el Super CMOS es una evolucioacuten del CMOS que seguacuten sus fabricantes ofrece una resolucioacuten
superior
Ventajas de la Radiologiacutea Digital El mayor beneficio tanto en la fotografiacutea como en la radiografiacutea digital se encuentra en el proceso de revelado mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un negativo o una placa radiograacutefica para ser llevado a un proceso de revelado y fijacioacuten de la imagen el cual puede variar entre minutos en el caso de las radiografiacuteas hasta horas o diacuteas en el caso de las imaacutegenes fotograacuteficas las imaacutegenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una diferencia entre la obtencioacuten o no de una buena imagen En la fotografiacutea y en la radiologiacutea digital el resultado puede ser analizado de inmediato editado ampliado puede aumentarse o disminuirse el contraste y la luminosidad para obtener la mejor imagen posible del objeto en estudio y preservarla de manera electroacutenica o impresa
Los beneficios colaterales son Sanitario Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material contaminante (Plomo Quiacutemicos de revelador y fijador) Economiacutea Ahorro de placas radiograacuteficas y rollos fotograacuteficos y en la compra de reveladores y fijadores asiacute como tambieacuten en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Bibliografiacutea
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Ergonomiacutea Disminucioacuten del espacio para guardar las imaacutegenes facilitando la creacioacuten de archivos digitales para dar un diagnoacutestico y enviacuteo de resultados El alto contraste de las imaacutegenes digitales facilita el diagnoacutestico imagenloacutegico por parte del radioacutelogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imaacutegenes archivadas en procesador permite el enviacuteo de los resultados obtenidos a archivos viacutea Internet con asombrosa rapidez esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y optimizando la comunicacioacuten con el paciente
Desventajas de la Radiologiacutea Digital La facilidad con la que las imaacutegenes electroacutenicas pueden ser modificadas despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos iliacutecitos ya que un teacutecnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro teacutecnico no podriacutea distinguirlas Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendacioacuten ante cualquier duda relacionada a imaacutegenes seriacutea solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a ampliarla dos o tres veces su tamantildeo original con cualquier procesador de imaacutegenes esto le permitiraacute observar las zonas de variacioacuten de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha de alteracioacuten de la misma Ademaacutes los diferentes ldquosoftwaresrdquo presentan elementos de seguridad de las imaacutegenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Produccioacuten de la Imagen en Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Reconocemos cuatro etapas en este proceso Configuracioacuten de la adquisicioacuten El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo mientras el generador de rayos x gira simultaacuteneamente junto al aacuterea de deteccioacuten alrededor de la cabeza del paciente
- La generacioacuten de rayos X
Lo maacutes simple en la exposicioacuten del paciente es usar un haz constante de radiacioacuten durante la rotacioacuten permitiendo que el detector tome muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria Sin embargo la emisioacuten continua de la radiacioacuten no contribuye a la formacioacuten de la imagen y resulta una gran exposicioacuten del paciente a la radiacioacuten Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para coincidir con el detector lo que significa que el tiempo de exposicioacuten es marcadamente menor al tiempo total de exanimacioacuten
- Campo visual
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen en principio del tamantildeo del detector y su forma la geometriacutea del haz de proyeccioacuten y la habilidad para centrarlo La colimacioacuten del haz primario de rayos X limita la exposicioacuten a la regioacuten de intereacutes La limitacioacuten del tamantildeo del aacuterea asegura que se pueda seleccionar el campo de visioacuten oacuteptimo para cada paciente basado en la regioacuten que nos interesa explorar
- Factores de exploracioacuten
Durante el examen se realizan exposiciones simples proporcionando imaacutegenes de proyeccioacuten 2D conocidas como crudas La serie completa de estas imaacutegenes es lo que se conoce como datos de proyeccioacuten El nuacutemero de imaacutegenes comprendidas en estos datos es determinado por el nuacutemero de imaacutegenes adquiridas por segundo la trayectoria y la velocidad de rotacioacuten Mientras maacutes datos de proyeccioacuten es decir imaacutegenes crudas se obtienen la imagen final seraacute maacutes fiel Sin embargo esta cantidad debe ser la miacutenima posible para obtener una imagen de calidad diagnoacutestica
Deteccioacuten de la imagen Dependiendo del tipo de detector de imaacutegenes que utilice el equipo de TVD
- Dispositivo de carga acoplada (CCD)
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma que cada piacutexel se convierte en una carga eleacutectrica Con este sistema se pueden crear distorsiones geomeacutetricas que se deben procesar luego en la computadora
- Detector tipo pantalla plana (TFT)
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran aacuterea plana cubierta de un material centellador Este es un material que exhibe luminiscencia cuando por eacutel pasa radiacioacuten ionizante electrones positrones u otras partiacuteculas o iones maacutes pesados Esto se produce porque el material absorbe parte de la energiacutea de la partiacutecula incidente y la re-emite en forma de un corto destello de luz Los detectores planos proporcionan un mayor rango dinaacutemico y no generan distorsiones geomeacutetricas
- Sensor CMOS Con fibra oacuteptica convierte las sentildeales de radiacioacuten que viajan a traveacutes de la fibra oacuteptica en impulsos eleacutectricos al tener integrado
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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un convertidor digital El consumo eleacutectrico de este tipo de sensores es muy inferior a los otros y muestra una alta efectividad en su funcionamiento
La resolucioacuten y el detalle de las imaacutegenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels (volume elements - elementos unidad de volumen producidos por la data volumeacutetrica) Son la unidad maacutes pequentildea del volumen obtenido asiacute como lo es el pixel en las imaacutegenes digitales en 2D La dimensioacuten del voxel depende principalmente del tamantildeo del pixel en el aacuterea del detector En el Tomoacutegrafo Volumeacutetrico Digital los voxel tienen lados y profundidad de igual tamantildeo llamados isotroacutepicos En el Tomoacutegrafo Computarizado Convencional los voxels son anisotroacutepicos es decir son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad
Voxel Isotroacutepico ndash Voxel Anisotroacutepico ndash Tomografiacutea Volumeacutetrica Digital Tomografiacutea Convencional
Reconstruccioacuten de la imagen
Una vez que los marcos de la proyeccioacuten se han adquirido la data debe ser procesada para crear el conjunto de datos volumeacutetricos Este proceso es llamado reconstruccioacuten El nuacutemero de los marcos de proyeccioacuten individual seraacuten desde 100 a maacutes de 600 cada una con maacutes de un milloacuten de piacutexel con 12 a 16 bits (es la unidad maacutes pequentildea de informacioacuten que utiliza un computador son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada piacutexel La reconstruccioacuten de los datos es realizada en una computadora que bien puede ser personal a diferencia de los TC convencionales en donde son necesarios varios equipos de alto rendimiento (computadora de adquisicioacuten de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la imagen El tiempo de reconstruccioacuten variacutea dependiendo de los paraacutemetros de adquisicioacuten (tamantildeo del voxel campo visual y nuacutemero de proyecciones) velocidad de procesamiento de hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstruccioacuten) Los equipos de uacuteltima generacioacuten logran la reconstruccioacuten en 2 minutos o menos
Exhibicioacuten de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstruccioacuten volumeacutetrica y en tres planos ortogonales (axial coronal y sagital)
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Caracteriacutesticas de la imagen en radiografiacutea convencional de placa
El procesado de la peliacutecula de rayos X provoca ue se oscurezca el aacuterea expuesta El grado y patroacuten de oscurecimiento depende de numerosos factores incluyendo la energiacutea e intensidad del haz de rayos X la composicioacuten del sujeto estudiado el tipo de emulsioacuten empleada y las caracteriacutesticas del procesamiento de la peliacutecula Densidad radiograacutefica
Estaacute influenciada por la exposicioacuten y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar Cuando se expone una peliacutecula a un haz de rayos X y posteriormente se procesa los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata metaacutelica Estos granos de plata metaacutelica bloquean la luz y dan a la peliacutecula su apariencia oscura A la cantidad de ennegrecimientos muchos o pocos se les denomina densidad radiograacutefica Exposicioacuten
El ennegrecimiento de la peliacutecula depende del nuacutemero de fotones absorbidos por la emulsioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se incrementan el nuacutemero de fotones que alcanza la peliacutecula y aumenta por tanto la densidad de la radiografiacutea Al reducir la distancia entre el punto focal y la peliacutecula aumenta tambieacuten la densidad de la peliacutecula y viceversa
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Grosor del objeto Cuanto maacutes grueso sea el objeto a radiografiar maacutes se atenuaraacute el haz de rayos X y maacutes clara apareceraacute la imagen resultante Si se utilizan los tiempos de exposicioacuten de adultos con nintildeos pacientes edeacutentulos las radiografiacuteas seraacuten muy oscuras porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor Es necesario utilizar los tiempos adecuados seguacuten sea el paciente y el objeto a radiografiar basados en el tipo de radiografiacutea que se va a utilizar sea esta ultraspeed ecktaspeed u otra Densidad del objeto
Las variaciones de las diferentes densidades en el objeto a radiografiar influyen significativamente sobre la formacioacuten de la imagen Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar mayor seraacute la atenuacioacuten del haz de rayos X que pasa a traveacutes de dicho individuo o del aacuterea En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad Esmalte dentina cemento hueso muacutesculo grasa aire Las obturaciones metaacutelicas son mucho maacutes densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho maacutes la radiacioacuten Los absorbentes atenuacutean los rayos X de forma diferente unos maacutes que los otros llevando informacioacuten a la radiografiacutea que se traduce en zonas de diferentes tonalidades desde zonas blancas a zonas negras pasando por todas las tonalidades de grises conformando asiacute la imagen radiograacutefica Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radioluacutecida
A- B-
Fig 2 A- Cuntildea escalonada de diferentes grosores y B- Radiografiacutea de la cuntildea demostrando diferentes densidades radiograacuteficas Contraste radiograacutefico
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos como la diferencia de densidades entre regiones claras u oscuras Una placa que muestre aacutereas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris se le denomina contraste alto Una radiografiacutea constituida uacutenicamente por zonas de grises claras y oscuras se le denomina escala larga Una radiografiacutea diagnoacutestica no debe estar dentro de estos dos rangos ya que en la de contraste alto se abusoacute del tiempo de exposicioacuten ldquoquemando la radiografiacuteardquo y en la escala larga falto tiempo de exposicioacuten y la radiografiacutea se observa ldquoblancardquo En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnoacutesticos
A- B-
Fig 3 Imagen radiografiacutea contraste A- Escala alta y B- Escala baja
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Contraste del sujeto
Se refiere al conjunto de caracteriacutesticas que influyen sobre el contraste radiograacutefico Se ve influido por el grosor del sujeto su densidad y el nuacutemero atoacutemico El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de craacuteneo las zonas densas del hueso y los dientes absorben la mayor parte de la radiacioacuten incidente mientras que las partes blandas de la cara menos densas transmiten la mayor parte de la radiacioacuten El contraste del sujeto se afecta con la energiacutea e intensidad del haz de rayos X esto es la escogencia del tiempo de exposicioacuten Contraste de la peliacutecula Es una caracteriacutestica propia en la fabricacioacuten de la peliacutecula tiene que ver con el tamantildeo de los cristales y los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata Estas diferencias permiten que en las imaacutegenes placas se puedan visualizar diferencias en el contraste del sujeto o no y obtener imaacutegenes con mucha o poca nitidez Radiacioacuten dispersa La radiacioacuten dispersa se debe a los fotones del haz de rayos X que han interactuado con el sujeto por interacciones Compton o Coherente Estas interacciones dan lugar a la emisioacuten de fotones que viajan en direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario La consecuente radiacioacuten dispersa produce el velamiento o niebla radiograacutefica y el oscurecimiento global de la imagen lo que origina una peacuterdida de contraste radiograacutefico Para reducir la radiacioacuten dispersa se debe
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X el diaacutemetros menor de exposicioacuten - Utilizar tiempos de exposicioacuten adecuados
Velocidad radiograacutefica Se refiere a la cantidad de radiacioacuten requerida para producir una imagen de una densidad estaacutendar La velocidad de la peliacutecula estaacuten controlada en gran medida por el tamantildeo de los graacutenulos de los haluros de plata La velocidad de una peliacutecula de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo particular
Grupo de Rango de velocidad
Velocidad de la peliacutecula (Roentgen reciacuteprocos) C 6 - 12 D 12 - 24 E 24 - 48 F 48 - 96
Roentgen reciacuteprocos son el reciacuteproco de la exposicioacuten en roentgen que se requiere para obtener una densidad
oacuteptica aceptable
Las peliacuteculas maacutes raacutepidas del mercado son las de velocidad E requieren de menor cantidad menos de la mitad de radiacioacuten para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnoacutestica El que la peliacutecula E tiene mayor velocidad en comparacioacuten con la peliacutecula D se debe a la forma aplanada de los cristales de haluros de plata de la emulsioacuten Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiacioacuten aumentado la temperatura de los liacutequidos sin embargo esto aumenta la niebla quiacutemica de la peliacutecula bajando asiacute la calidad diagnoacutestica Este apartado se veraacute en detalle en el capiacutetulo del proceso de revelado
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Nitidez y Borrosidad de la Imagen Nitidez
Es la capacidad de una radiografiacutea para definir un borde con precisioacuten por ejemplo la diferencia de densidades entre el esmalte y la dentina Estaacute determinado por el tamantildeo de los haluros de plata en la emulsioacuten y el tamantildeo del punto focal del tubo productor de rayos X Borrosidad
Es indefinicioacuten de los bordes de la imagen Esta dada por movimiento de la peliacutecula del sujeto o del aparato de Rayos X durante la toma de las radiografiacuteas asiacute como tambieacuten por factores geomeacutetricos distancia objeto ndash placa distancia placa ndashfoco asiacute como la perpendicularidad del rayo central al eje del objeto a radiografiar Geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras
Una radiografiacutea es una representacioacuten bidimensional de un objeto tridimensional Para obtener el maacuteximo valor de una radiografiacutea el cliacutenico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las estructuras anatoacutemicas de intereacutes a partir de una o maacutes de estas proyecciones bidimensionales Los principios de la geometriacutea de la proyeccioacuten de sombras describen el efecto del tamantildeo del punto focal y de su posicioacuten e relacioacuten con el objeto y la peliacutecula sobre la claridad la ampliacioacuten y la distorsioacuten de la imagen Punto focal nitidez resolucioacuten y borrosidad de los liacutemites
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el liacutemite entre dos estructuras de diferentes densidades Ejemplo liacutenea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina La resolucioacuten de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequentildeos objetos que se encuentran muy proacuteximos entre siacute Ejemplo espacio de la M Periodontal y liacutenea cemento dentinal de la raiacutez en la zona apical Dependiendo del tamantildeo del punto focal en el aacutenodo la nitidez y la resolucioacuten seraacute mayor o menor Es deseable que el punto focal de un equipo de radiologiacutea intraoral no sea mayor de1 mm 06 es el tamantildeo ideal Cuando se produce el haz de rayos X durante el proceso de frenado de los electrones contra el punto focal los rayos X se producen en todas direcciones deforma divergente y viajan en liacutenea recta sus proyecciones en la peliacutecula no corresponderaacuten al mismo punto como resultado la imagen del borde objeto resulta ligeramente borrosa en vez de definidas niacutetida La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el aacuterea del punto focal mayor seraacute el aacuterea
de penumbra Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolucioacuten de una imagen - Tamantildeo del punto focal el maacutes pequentildeo posible - Aumentando la distancia foco ndash objeto cono largo 40 cm desde el foco hasta el objeto a radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto ndash placa
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Fig 4 Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o zona de mala definicioacuten
Fig 5 Tamantildeo del punto focal y penumbra
Distorsioacuten del tamantildeo de la imagen Distorsioacuten por acortamiento y elongacioacuten La distorsioacuten de la imagen es la ampliacioacuten o disminucioacuten de la imagen a partir del tamantildeo real del objeto a radiografiar La cantidad y calidad de las distorsiones van a depender de la distancia foco ndash objeto y de la distancia objeto ndash placa y la orientacioacuten de la entrada del haz de rayos X La placa radiograacutefica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X debe de orientarse lo maacutes perpendicular posible al eje de la placa y el de la pieza o bloque de piezas a radiografiar Hay acortamiento cuando el haz de rayos X se orienta perpendicular al eje longitudinal de la placa y no a la bisectriz Hay elongacioacuten cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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A
B
Fig 6 A- Al aumentar la distancia punto focal ndash objeto hay mayor nitidez de la imagen la penumbra es menor y tambieacuten la ampliacioacuten de la imagen B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la peliacutecula aumenta la nitidez de la imagen porque se reduce el tamantildeo de la penumbra y hay menor ampliacioacuten de la imagen
Distorsioacuten de la forma de la imagen La distorsioacuten de la forma de la imagen es el resultado de la ampliacioacuten desigual de diferentes partes de un mismo objeto Esta situacioacuten se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la misma distancia respecto a la direccioacuten del haz de rayos X Para evitar distorsiones en la forma la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografiacutea y el haz de rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Bibliografiacutea
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7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
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12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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A B
Fig 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la peliacutecula pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiograacutefica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto pero no a la peliacutecula
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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2- Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nacioacute el conocimiento de las ciencias del magnetismo y de la electricidad
1785 Guillermo Morgan miembro de la Royal Society de Londres presentoacute ante esta sociedad una comunicacioacuten en la cual describe los experimentos que habiacutea hecho sobre fenoacutemenos producidos por una descarga eleacutectrica en el interior de un tubo de vidrio Habla que cuando no hay aire y el vaciacuteo es lo mas perfecto posible no puede pasar ninguna descarga eleacutectrica pero al entrar una muy pequentildea cantidad de aire el vidrio brilla con un color verde Morgan sin saberlo habiacutea producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X Ruhmkorff Heinrich Daniel (1803-1877) Aunque de origen alemaacuten establecioacute un taller propio en Paris Se especializoacute en la construccioacuten de instrumentos eleacutectricos y electromagneacuteticos de gran precisioacuten En 1851 disentildeoacute una bobina de induccioacuten en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895 las manos de la Sra Roentgen no teniacutean nada en especial y sin embargo se han convertido en las maacutes famosas de la historia de la ciencia Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen se le ocurrioacute practicar en ellas un audaz experimento Las expuso durante largo tiempo a la radiacioacuten de un tubo de Crookes y colocoacute debajo una placa de fotografiacutea El resultado fue la primera radiografiacutea de la historia
A B
Fig 2 A Retrato Dr W C Roentgen B 1ordm radiografiacutea reportada en el mundo mano de la Sra Roentgen
Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual y en cierto modo es asiacute Roentgen Wilhelm 1845 - 1923) Fiacutesico alemaacuten descubridor de los rayos X estudioacute Ingenieriacutea Mecaacutenica en el Instituto Politeacutecnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de 1876 a 1879 Ocupoacute despueacutes la caacutetedra de fiacutesica de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del nuevo Instituto de Fiacutesica de la Universidad de Wurzburgo
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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En 1895 descubrioacute de forma accidental los llamados rayos X estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de Crookes el que habiacutea fabricado una especie de ampolla de cristal cerrada casi totalmente al vaciacuteo que produce una serie de relaacutempagos violaacuteceos Un diacutea descubrioacute que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos de sales de bario colocados en el mismo laboratorio lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos habiacutea varias planchas de madera y unos gruesos libros Aquellas radiaciones habiacutean atravesado todos los obstaacuteculos como por arte de magia En enero de 1896 informoacute oficialmente de la existencia de una radiacioacuten de naturaleza desconocida a la que llamoacute laquoXraquo capaz de atravesar los cuerpos opacos y dedicoacute una serie de trabajos a describir sus propiedades Pronto se advirtioacute la posibilidad de utilizacioacuten de esos rayos en campos como el de la medicina pero Roentgen se negoacute a patentar su descubrimiento consideraacutendolo un hecho cientiacutefico patrimonio de toda la humanidad En 1900 fue nombrado catedraacutetico y director del instituto de fiacutesica de la universidad de Munich cargo que ocupoacute hasta 1920 Se le concedioacute el premio Nobel de fiacutesica en 1901 primer antildeo en que fueron otorgados Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyoacute el llamado tubo de Coolidge en el que el vaciacuteo es total Dentro de eacutel los electrones liberados por un caacutetodo golpean contra un obstaacuteculo que puede ser una placa de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados ademaacutes de radiacioacuten
Fig 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia habiacutea sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel un cientiacutefico fallecido 5 antildeos antes del descubriendo de Roentgen y cuyo hijo Henry al escuchar las noticias de los rayos X decidioacute investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitiacutean rayos similares
Fig 4 Henri Becquerel Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catoacutedicos de Roentgen seria la fuente emisora de rayos X usando ldquosales cristalinas de uranio que se sabiacutea poseiacutean propiedades fosforescentes Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y transparente envolvioacute una capa fotograacutefica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no se velara por una exposicioacuten de sol durante el diacutea Puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de la sustancia fosforescente y lo expuso durante un diacutea a la luz Despueacutes puso sobre la hoja de papel del exterior una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol varias horas Concluyoacute de estos experimentos que las sustancias fosforescentes en cuestioacuten emiten radiaciones que atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Una hipoacutetesis que se presenta de manera natural seriacutea suponer que estas radiaciones cuyos efectos tiene gran analogiacutea con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres Lenard y Roentgen seriacutean radiaciones invisibles emitidas tambieacuten por ldquofosforescenciardquo
Becquerel habiacutea descubierto la radiactividad pero su explicacioacuten estaba incorrecta Becquerel interpretoacute el fenoacutemeno como un caso uacutenico de fluorescencia metaacutelica
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenoacutemeno descubrioacute que cualquier sal de uranio fluorescente o no produciacutea estas radiaciones penetrantes En 1898 se encontroacute que otro elemento ademaacutes del uranio produciacutea este efecto el torio La emisioacuten de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiologiacutea ya que al producirse una lesioacuten en la piel de su toacuterax producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traiacutea en la bolsa de su chaleco hizo que los meacutedicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos bioloacutegicos de estas nuevas radiaciones
Fig 5 Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atencioacuten los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural y escoge como tema de tesis para su maestriacutea en fiacutesica La conductividad del aire a traveacutes de pruebas cuantitativas de la actividad radiante
Encuentra que el torio es maacutes radiactivo que el uranio lo cual reporta a la Academia de Ciencias de Pariacutes el 12 de abril de 1898 En esa presentacioacuten sugiere que la radiactividad es una propiedad atoacutemica pues es independiente del estado fiacutesico o quiacutemico del material radiactivo y tambieacuten predice que se podriacutean encontrar elementos maacutes activos que los conocidos hasta ese momento
Los esposos Curie desarrollan meacutetodos para investigar nuevos elementos y en julio de 1898 separan por dilucioacuten de la pechblenda (mineral de uranio) el uranio y el torio Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que lo denomina polonio en honor al paiacutes de origen de Madame Curie
En diciembre del mismo antildeo precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo al cual denominan radio Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco Durante cuatro antildeos el matrimonio trabajoacute arduamente haciendo un gran esfuerzo fiacutesico para llegar a obtener finalmente iexclla deacutecima parte de un gramo de radio puro
En el desarrollo de sus investigaciones tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos Pierre Curie hace un experimento aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reaccioacuten que se produce
en la piel
- En la primera fase detecta enrojecimiento seguido por formacioacuten de vesiacuteculas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis huacutemeda) La curacioacuten se inicia de la periferia hacia el centro quedando la piel maacutes delgada y con una aureola oscura maacutes expuesta a cualquier dantildeo posterior
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiologiacutea en animales y facilita a los meacutedicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radoacuten para que realicen sus primeros experimentos cliacutenicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiacioacuten
Mientras tanto Marie continuaba sus estudios y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias fiacutesicas Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas Ese mismo antildeo Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Fiacutesica
Fig 6 Edmund Kells
1899 E Kells dentista Nueva Orleans fue el primero en verificar si un conducto radicular habiacutea sido obturado tomando una radiografiacutea intra oral con una placa fotograacutefica entre vidrios y envuelta con papeles negros para que no se velara de esta manera es el primer odontoacutelogo que tomoacute la primera radiografiacutea dental en los Estados Unidos usando menos cantidad de radiacioacuten de la que se habiacutea utilizado en las experiencia anteriores en Europa Nunca quiso experimentar en ninguacuten colaborador y todas sus experiencias con radiografiacuteas dentales las hizo sobre su misma persona por lo que primero se vio obligado a perder una mano por caacutencer siguioacute tratando de mejorar el tiempo de exposicioacuten tratando de usar menor cantidad de radiacioacuten y llegoacute asiacute a perder la otra mano y despueacutes se suicidoacute
Fig 7 William H Rollins 1896 dentro del campo de la radiologiacutea dental fue William H Rollins en quien creoacute el primer equipo de radiologiacutea dental
1897 en la guerra de Sudaacuten se utilizaron los primeros sistemas de visualizacioacuten portaacutetil en algo asiacute como monitores de televisioacuten donde se observaban partes del cuerpo humano En adelante la radiologiacutea medica y experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy
1913 la compantildeiacutea General Electric creoacute el tubo de rayos X en que utilizoacute tungsteno al alto vaciacuteo con energiacutea estable y reproducible Este tubo fue utilizado hasta 1923 en que se crea una versioacuten miniatura y se coloca dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante esto fue fabricado por la compantildeiacutea General Electric En los primeros antildeos de la radiologiacutea odontoloacutegica las peliacuteculas dentales eran envueltas a mano en papel negro y revestidas con plaacutesticos Y no fue sino hasta el antildeo de 1913 que la compantildeiacutea Eastman Kodak fabricoacute peliacuteculas intraorales con envoltura
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Se reconoce al Dr F Gordon Fitzgerald como el Padre de la Odontologiacutea ya que logroacute el desarrollo de la teacutecnica paralela y de cono largo y al Dr Howard R Raper la Tec de aleta mordible ademaacutes que escribioacute el primer texto de Radiologiacutea Dental Dr Fred M Medwedeff en 1960 desarrollo la teacutecnica de colimacioacuten rectangular En el campo de la radiologiacutea extraoral con la Rx panoraacutemica se le reconoce al Dr Yrjo Paatero en 1950 el primer aparato de radiografiacuteas panoraacutemicas el Panorex fabricado por la SS White Durante muchos antildeos se practicoacute la radiografiacutea en la medicina y la odontologiacutea en forma desordenada y sin medidas de seguridad En el curso de los primeros antildeos de experiencia los numerosos radioacutelogos perdieron sus manos por ello lo que terminoacute por corroborar los efectos adversos de la radiacioacuten sobre los tejidos vivos
El control de la energiacutea de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas aacutereas del saber y especiacuteficamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnoacutestico y tratamientos Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiologiacutea humana asiacute como a identificar la causa de algunas enfermedades y a adecuar los procesos de plan de tratamiento Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano
La dualidad en los usos de la radiacioacuten para fines beneacuteficos o destructivos fue imaginada desde el principio por sus descubridores
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibioacute con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 sentildealoacute Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendraacute maacutes beneficio que dantildeo con estos nuevos descubrimientos
En esta frase queda impliacutecito que estaba consciente de que sus descubrimientos podriacutean dantildear a la humanidad pero confiaba en que los beneficios seriacutean mucho mayores Casi noventa antildeos despueacutes debemos
aceptar que asiacute ha sido
1987 Trophy El uso de la radiografiacutea digital ha aumentado considerablemente desde su introduccioacuten al mercado debido a que produce imaacutegenes instantaacuteneas Esta tecnologiacutea posee un dispositivo de carga dentro de un sensor intraoral que produce una imagen digital inmediata en el monitor existe una gran cantidad de aplicaciones digitales en el aacuterea meacutedica siendo la radiologiacutea una de las mas utilizadas
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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3- Nociones Fundamentales de la Fiacutesica de las Radiaciones Ionizantes
Estructura atoacutemica y molecular
El mundo estaacute compuesto por materia La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados soacutelida liacutequida y gaseosa Cuando la materia se altera produce energiacutea
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el aacutetomo Comencemos con el aacutetomo originalmente pensado como indivisible y que es la unidad maacutes pequentildea de un elemento que puede existir y conservar las propiedades quiacutemicas propias del elemento
Los aacutetomos son extremadamente pequentildeos miden aproximadamente 10-8 cm y pesan alrededor de 10-24 g Es claro entonces que cualquier objeto de uso comuacuten contiene un enorme nuacutemero de ellos una moneda de un gramo tiene cerca de 1024 aacutetomos del material con se fabricoacute
Los aacutetomos cada uno de ellos esta formado por un nuacutecleo y varios electrones el nuacutemero de estos puede llegar a sobrepasar los cien Casi todo el peso o masa del aacutetomo esta concentrado en el nuacutecleo por lo que la posicioacuten del nuacutecleo determina la posicioacuten del aacutetomo
El nuacutecleo tiene carga eleacutectrica positiva y los electrones negativos Es la fuerza eleacutectrica la que mantiene a los aacutetomos como unidad y siendo maacutes ligeros los electrones eacutestos giran alrededor del nuacutecleo
El aacutetomo no puede subdividirse mediante meacutetodos quiacutemicos ordinarios pero pueden romperse en partiacuteculas menores (subatoacutemicas) por la accioacuten de teacutecnicas especiales de alta energiacutea Se han descrito maacutes de 100 partiacuteculas subatoacutemicas las llamadas partiacuteculas elementales protones neutrones y electrones tienen el maacuteximo intereacutes en radiologiacutea ya que la generacioacuten emisioacuten y absorcioacuten de radiacioacuten se producen a nivel subatoacutemico Los aacutetomos difieren unos de otros con base en su composicioacuten nuclear el nuacutemero de protones y neutrones en el nuacutecleo de un aacutetomo determina su nuacutemero de masa o peso atoacutemico El nuacutemero de protones en el nuacutecleo es igual al nuacutemero de electrones orbitales y esto determina el nuacutemero atoacutemico El aacutetomo maacutes sencillo que se conoce es el Hidroacutegeno ya que consta de un protoacuten en el nuacutecleo y de un electroacuten orbital Los electrones son pequentildeas partiacuteculas con carga negativa que tienen una masa muy pequentildea giran alrededor del nuacutecleo en orbitales o niveles de energiacutea Un aacutetomo contiene un maacuteximo de siete orbitales cada uno se localiza a una distancia especiacutefica del nuacutecleo y representan grados de energiacutea diferentes Los niveles estaacuten designados con letras K L M N O P y Q El nivel K se localiza maacutes cercano al nuacutecleo y tiene el grado maacutes alto de energiacutea Cada orbita tiene un grado maacuteximo de electrones que puede contener asiacute por ejemplo la oacuterbita K solo puede mantener dos electrones
Fig8 Diagrama de Bhoumlr del aacutetomo que muestra la estructura e identificacioacuten de las capas electroacutenicas que rodean al nuacutecleo
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Los electrones se mantienen en sus oacuterbitas gracias a una fuerza electrostaacutetica fuerza de unioacuten entre los protones del nuacutecleo y los electrones orbitales La energiacutea que se requiere para sacar un electroacuten de su oacuterbita debe exceder la energiacutea de unioacuten del electroacuten en ese nivel La unidad de energiacutea que se usa en estos casos es el electroacuten-volt (eV) que es la energiacutea cineacutetica que adquiere un electroacuten al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt Por ejemplo la energiacutea de amarre del electroacuten en el hidroacutegeno es de 136 eV para ionizar el aacutetomo de hidroacutegeno debemos impartirle esta energiacutea o maacutes En elementos maacutes pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energiacuteas de amarre mayores
A veces se hace la analogiacutea de una cubeta en un pozo Si la cubeta estaacute a gran profundidad cuesta mucho trabajo sacarla del pozo si el electroacuten tiene gran energiacutea de amarre se necesita mucha energiacutea para ionizar Cuanto maacutes pesado es el elemento la atraccioacuten eleacutectrica de nuacutecleo y electrones es mayor por lo que el
pozo es maacutes profundo
Para sacar un electroacuten de la capa K se requiere de mucha maacutes energiacutea que sacar una de la capa P o Q Por ejemplo en un aacutetomo de tungsteno las energiacuteas de unioacuten son las siguientes
70 keV electrones en el nivel K 12 keV electrones en el nivel L
3 keV electrones en el nivel M
Dos o maacutes aacutetomos unidos forman moleacuteculas Los electrones hacen posible que se unan aacutetomos de diferentes elementos para formar compuestos quiacutemicos La moleacutecula maacutes pequentildea formada por diferentes elementos es el agua H2O Ionizacioacuten Radiacioacuten y Radiactividad Ionizacioacuten La accioacuten de ionizar un aacutetomo rompe su equilibrio eleacutectrico Queda un electroacuten suelto por un lado y por otro un aacutetomo al que le falta un electroacuten y por lo tanto tiene carga neta positiva se le llama ion positivo De inmediato se puede ver que este desequilibrio eleacutectrico afectaraacute las uniones con otros aacutetomos o sea las propiedades quiacutemicas Para poder desprender electrones de las capas maacutes cercanas al nuacutecleo se necesita energiacutea suficiente para vencer las fuerzas electrostaacuteticas de unioacuten entre los electrones y el nuacutecleo y solamente los Rayos X
gamma y las partiacuteculas de alta energiacutea pueden arrancarlos En el caso de los equipos de Odontologiacutea se necesita una diferencia de potencial dentro del tubo de al menos 65 Kv para poder arrancar electrones de las capas K y L de los aacutetomos de Tungsteno en el punto focal y obtener Rayos X de alta energiacutea
La presencia de capas se debe a que en un aacutetomo dado soacutelo pueden existir ciertas energiacuteas de amarre cualquier otra es imposible Eacuteste es un resultado de la teoriacutea cuaacutentica de los aacutetomos Se dice que la energiacutea estaacute cuantizada y se habla de niveles de energiacutea En el pozo del cual hablamos equivale a que la cubeta soacutelo puede estar en ciertos peldantildeos y el cambio de energiacutea de amarre soacutelo puede hacerse de un peldantildeo a otro bruscamente Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldantildeos por lo que identificar los
niveles de energiacutea equivale a identificar el elemento
Radiacioacuten y Radiactividad La radiacioacuten no es misteriosa Sus oriacutegenes sus leyes sus efectos son perfectamente conocidos La radiacioacuten no es esoteacuterica ni maacutegica es perfectamente mundana La radiacioacuten siacute es de cuidado Puede causar dantildeos al igual que cualquier otra aplicacioacuten de la tecnologiacutea
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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La radiacioacuten siacute puede ser beneacutefica si se usa correctamente Mediante el buen uso de la radiacioacuten se han salvado incontables vidas no solo mediante la utilizacioacuten de radiografiacuteas y otros meacutetodos de radiodiagnoacutestico sino tambieacuten por el uso de radioterapia en los procesos de caacutencer
La caracteriacutestica de la radiacioacuten que maacutes dificulta su comprensioacuten es que es invisible Sus efectos no se sienten de inmediato a menos que sea de muy alta intensidad sin embargo algunos de estos efectos pueden aflorar con el tiempo Puede un ser viviente estar expuesto a radiacioacuten sin saberlo y posteriormente podraacuten sentir o no sus efectos de acuerdo con las condiciones de la irradiacioacuten
Por ejemplo cuando le toman aun paciente una radiografiacutea no se siente absolutamente nada Las dosis recibidas en las radiografiacuteas en general son tan pequentildeas y esporaacutedicas que el paciente no sufre efectos posteriores
Sin embargo las personas que estaacuten expuestas a radiaciones maacutes frecuentemente deberaacuten vigilar que no sea excesiva la exposicioacuten pues a veces los efectos pueden aparecer muchos antildeos despueacutes
La radiacioacuten es la emisioacuten y propagacioacuten de energiacutea a traveacutes del espacio o una sustancia en forma de ondas o partiacuteculas La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos aacutetomos o elementos naturales o creados por el hombre muy inestables sufren desintegracioacuten espontaacutenea o mueren en un esfuerzo por obtener un estado nuclear maacutes equilibrado Este proceso de desintegracioacuten de estos aacutetomos se denomina Edad Media o Periacuteodo Fiacutesico y se refiere al tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad Esta magnitud variacutea mucho entre los diferentes elementos por ejemplo el Uranio 238 es de 45 x 109 antildeos mientras que la Edad Media o Periodo Fiacutesico del Yodo 131 es de solo 804 diacuteas Las formas maacutes comunes de desintegracioacuten de los aacutetomos radiactivos o radionucleiacutedos son
- desintegracioacuten Alfa
- desintegracioacuten Beta
- emisioacuten Gamma
Las emisiones Beta son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma son emisiones electromagneacuteticas de alta frecuencia y poder de penetracioacuten Se utilizan para fines meacutedicos en la cura del caacutencer
4- Radiaciones Ionizantes
Definicioacuten
Se define una radiacioacuten como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionizacioacuten de la misma es decir origina partiacuteculas con carga eleacutectrica (iones) El origen de estas radiaciones es siempre atoacutemico pudieacutendose producir tanto en el nuacutecleo del aacutetomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza corpuscular (partiacuteculas subatoacutemicas) o electromagneacutetica (rayos X rayos gamma (γ)
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagneacutetica son similares en naturaleza fiacutesica a cualquier otra radiacioacuten electromagneacutetica pero con una energiacutea fotoacutenica muy elevada (altas frecuencias bajas longitudes de onda) capaz de ionizar los aacutetomos Las radiaciones corpusculares estaacuten constituidas por partiacuteculas subatoacutemicas que se mueven a velocidades proacuteximas a la de la luz
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los aacutetomos siendo las maacutes frecuentes la desintegracioacuten la desintegracioacuten β la emisioacuten γ y la emisioacuten de rayos X y neutrones Las caracteriacutesticas de cada radiacioacuten variacutean de un tipo a otro siendo importante considerar su capacidad de ionizacioacuten y su capacidad de penetracioacuten que en gran parte son consecuencia de su naturaleza En la figura 1 se representan esquemaacuteticamente estas radiaciones
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Fig 9 Representacioacuten esquemaacutetica de las diferentes radiaciones y al grado de penetracioacuten
Radiacioacuten α
Son nuacutecleos de helio cargados positivamente tienen una energiacutea muy elevada y muy baja capacidad de penetracioacuten y las detiene una hoja de papel
Radiacioacuten β-
Son electrones emitidos desde el nuacutecleo del aacutetomo como consecuencia de la transformacioacuten de un neutroacuten en un protoacuten y un electroacuten
Radiacioacuten β+
Es la emisioacuten de un positroacuten partiacutecula de masa igual al electroacuten y carga positiva como resultado de la transformacioacuten de un protoacuten en un neutroacuten y un positroacuten Las radiaciones β tienen un nivel de energiacutea menor que las α y una capacidad de penetracioacuten mayor y son absorbidas por una laacutemina de metal
Radiacioacuten de neutrones
Es la emisioacuten de partiacuteculas sin carga de alta energiacutea y gran capacidad de penetracioacuten Los neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partiacuteculas no existiendo fuentes naturales de radiacioacuten de neutrones
Radiacioacuten γ
Son radiaciones electromagneacuteticas procedentes del nuacutecleo del aacutetomo tienen menor nivel de energiacutea que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetracioacuten lo que dificulta su absorcioacuten por las barreras primarias y secundarias
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiacioacuten de partiacuteculas y electromagneacutetica Radiacioacuten de partiacuteculas Son partiacuteculas pequentildeas de materia que poseen masa y viajan en liacutenea recta a gran velocidad transmiten energiacutea cineacutetica por medio de masas pequentildeas con movimientos muy raacutepidos Estos son
- Electrones (Partiacuteculas Beta y Rayos Catoacutedicos)
- Partiacuteculas Alfa - Los protones - Los neutrones
Radiacioacuten Electromagneacutetica
La radiacioacuten X es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tiene las propiedades de ondas y partiacuteculas Los rayos X se definen como haces de energiacutea de menor peso( fotones) sin una carga eleacutectrica que viaja en ondas con una frecuencia especifica a la velocidad de la luz acompantildeada por campos eleacutectricos y magneacuteticos oscilatorios colocados en aacutengulos rectos uno en el otro Pueden ser provocadas o naturales estas son - Rayos coacutesmicos
- Rayos Gamma - Rayos X - Ultravioleta - Ondas de Radar - Microondas - Ondas de Radio Rayos X Es una radiacioacuten electromagneacutetica ionizante de alta energiacutea al igual que todas las radiaciones electromagneacuteticas tienen las propiedades de onda y de partiacuteculas Los Rayos X son haces de energiacutea de menor peso (fotones) sin carga eleacutectrica Que viajan en ondas con una frecuencia especiacutefica a la velocidad de la luz Los fotones de los Rayos X interactuacutean con la materia que penetran y causan ionizacioacuten Propiedades 1- No poseen masa son invisibles y eleacutectricamente neutros 2- Viajan a la velocidad de la luz 3- Viajan en liacutenea recta se pueden desviar y dispersar 4- No se pueden enfocar en un punto y siempre divergen desde un punto 5- Son capaces de penetrar la materia hasta cierto punto 6- Al interactuar con la materia causan ionizacioacuten 7- Son capaces de producir fluorescencia 8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotograacutefica 9- Causan cambios bioloacutegicos en las ceacutelulas vivas
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Por maacutes corta que tenga su longitud de onda un rayo X este siempre seraacute invisible esto debido a que se encuentra maacutes allaacute del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos Radiacioacuten dura Es el teacutermino que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas maacutes cortas y son eacutestas las de mayor uso en medicina y odontologiacutea Radiacioacuten suave Teacutermino que se usa para los rayos de longitud mas larga utilizadas en radiologiacutea de mamas cicatrizacioacuten y otras
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes aacutereas moacutedulo de control brazo de extensioacuten y cabezote Moacutedulo de control Contiene el botoacuten de encendido con una luz indicadora botoacuten de exposicioacuten o crono ruptor con luz indicadora y los selectores del tiempo de exposicioacuten Tiene un cable eleacutectrico que lo conecta a la electricidad de la pared Brazo de extensioacuten Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las diferentes teacutecnicas radiograacutefica Contiene los cables eleacutectricos que vienen desde el moacutedulo de control hacia el cabezote y proporcionan la energiacutea necesaria para la produccioacuten de los rayos X
Fig10 Espectro electromagneacutetico
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Cabezote Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X transformadores y aceite refrigerante
La cabeza del tubo estaacute compuesta por las siguientes partes a- Caja de metal rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y estaacute llena de aceite protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje b- Aceite aislante rodea al tubo y a los transformadores evitando un sobre calentamiento de la cabeza por el calor generado durante la produccioacuten de rayos X dentro del tubo c- Sello de la cabeza cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza por donde salen los rayos X sella el aceite y la cabeza del tubo y actuacutea como filtro del haz de rayos X d- Tubo de rayos X de vidrio pyrex plomado al vaciacuteo donde se producen los rayos X e- Transformadores cambia el voltaje de entrada en el caacutetodo lo bajo y en el aacutenodo lo aumenta f- Filtros de aluminio son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya funcioacuten es la filtrar los rayos X de menor penetracioacuten g- Colimador de plomo es una laacutemina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metaacutelico restringe el haz de rayos X h- Cilindro localizador aditamento de plaacutestico de forma redonda o rectangular recubierto de plomo
Cabezote
Brazo de extensioacuten
Moacutedulo de
control
Crono ruptor
Fig 10 Partes de un equipo de radiologiacutea dental
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Fig 11 Diagrama del cabezote de equipo de radiologiacutea dental Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentacioacuten y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 25 cm de largo es de vidrio pyrex plomado se encuentra al vaciacuteo y en su interior se encuentra un caacutetodo y un aacutenodo Caacutetodo o electrodo negativo tiene una ranura con forma de copa de molibdeno y en el centro de esa ranura o copa enfocadora un filamento de tungsteno El propoacutesito es proporcionar los electrones necesarios para la produccioacuten de rayos X mediante el calentamiento del filamento de tungsteno Aacutenodo o electrodo positivo es una laacutemina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de 06 mm2 de diaacutemetro incrustado dentro de un vaacutestago de cobre Tiene como fin convertir la energiacutea de choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial en fotones de rayos X El tallo de cobre actuacutea como difusor del calor generado en la produccioacuten de rayos X hacia el aceite refrigerante
Fig 12 Aacutenodo y caacutetodo
6- Produccioacuten de Rayos X Dentales La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eleacutectrica viajando desde el moacutedulo hacia el cabezote del tubo por medio de los alambres eleacutectricos dentro del brazo de extensioacuten Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del caacutetodo eacuteste se calienta produciendo una emisioacuten termoioacutenica donde se liberan los electrones de orbitales maacutes externos de los aacutetomos de tungsteno produciendo una nube electroacutenica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de alto voltaje dentro del tubo
Tubo de Rayos X
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Cuando se presiona el botoacuten del exposiacutemetro se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los electrones de la nube del filamento de tungsteno se aceleran a traveacutes del tubo hacia el aacutenodo enfocados o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energiacutea cineacutetica de movimiento por energiacutea caloacuterica 99 y Rayos X 1 El calor generado durante la produccioacuten de Rayos X es dispersado por el tallo de cobre al aceite refrigerante que lo absorbe y disipa Los rayos X son producidos en todas direcciones sin embargo el plomado del vidrio los absorbe y evitan que los Rayos X se escapen del tubo Solamente es a traveacutes de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio por donde podraacuten salir los rayos X Los Rayos X que salen por la ventanilla pasan por el sello del tubo los filtros colimador y son dirigidos y colimados por el cilindro enfocador Al pasar por el sello y el filtro los Rayos X de menor intensidad se quedan absorbidos en las laacuteminas de aluminio saliendo a traveacutes del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig13 Tubo de rayos X y emisioacuten de rayos X
Fig 14 Nube electroacutenica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
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Tipos de radiaciones producidos Radiacioacuten General de Frenado o Bremsstranhlung Se produce cuando un electroacuten choca con el nuacutecleo de un aacutetomo de tungsteno o cuando un electroacuten pasa muy cerca del nuacutecleo del aacutetomo En raras ocasiones el electroacuten choca con los nuacutecleos de los aacutetomos de Tungsteno pero cuando esto ocurre su energiacutea cineacutetica se convierte en un fotoacuten de rayos X de muy alta energiacutea
En lugar de chocar contra el nuacutecleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este haciendo que el electroacuten se desviacutee y emita un fotoacuten de Rayos X de menor energiacutea y haciendo que el electroacuten pierda parte de su energiacutea cineacutetica Este electroacuten sigue chocando con maacutes aacutetomos frenaacutendose y produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad La radiacioacuten general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energiacuteas y longitudes de onda diferentes Rayos X
Electroacuten desviado Fig 15 Los electrones acelerados son desviados por los nuacutecleos y emiten energiacutea en forma de Rayos X
Radiacioacuten Caracteriacutestica Esta se produce cuando un electroacuten de alta velocidad arranca un electroacuten de los orbitales internos de los aacutetomos de Tungsteno y lo ioniza Una vez desalojado el electroacuten el resto de los electrones de los otros orbitales se reordenan para cubrir el espacio vaciacuteo esto conduce a una peacuterdida de energiacutea que a su vez genera un fotoacuten de Rayos X Este tipo de fotones de Rayos X solamente seraacuten producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o maacutes Para desalojar un electroacuten de la capa K de un aacutetomo de Tungsteno son necesarios por lo menos 70 keV
Rayos X Fig 16 Un electroacuten acelerado desplaza un electroacuten de su orbital dejando un espacio vacante que seraacute ocupado por
un electroacuten del orbital superior este movimiento genera energiacutea en forma de Rayos X
Electroacuten acelerado
Electroacuten desplazado
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwsmfmxucraccr
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wwwactaodontologicacom
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Tipos de Radiacioacuten X que se producen despueacutes de salir del tubo Radiacioacuten primaria Los Rayos X que salen por el cilindro localizador y se denominan Haz primario o rayos de utilidad Radiacioacuten secundaria Cuando el haz principal de Rayos X interactuacutea con la materia tejidos blandos craacuteneo etc pierde energiacutea y se produce una radiacioacuten que es nociva para el paciente y desfavorece la formacioacuten de la imagen en la peliacutecula Radiacioacuten dispersada Es radiacioacuten secundaria y es producto de la desviacioacuten de un rayo X producto de la interaccioacuten con la materia Esta radiacioacuten es capaz de viajar en cualquier direccioacuten dentro del organismo del paciente es dantildeina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida
5- Interaccioacuten de la radiacioacuten con la materia
Las partiacuteculas cargadas como los electrones los positrones muones protones iones u otras interaccionan directamente con la corteza electroacutenica de los aacutetomos debido a la fuerza electromagneacutetica
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los nuacutecleos de la materia con tres mecanismos distintos El espacio vaciacuteo del orbital K raacutepidamente es cubierto por un electroacuten de la capa L liberando radiacioacuten caracteriacutestica que a su vez interactuaraacute con otros aacutetomos de la materia
Absorcioacuten fotoeleacutectrica Es una interaccioacuten en la que el fotoacuten incidente desaparece En su lugar se produce un fotoelectroacuten de una de las capas electroacutenicas del material absorbente con una energiacutea cineacutetica procedente de la energiacutea del fotoacuten incidente menos la energiacutea de ligadura del electroacuten en su capa original Un fotoacuten de Rayos X choca contra un electroacuten de la capa K daacutendole toda su energiacutea para poder sacarlo de esta oacuterbita El electroacuten desplazado se llama fotoelectroacuten y tiene carga negativa otros aacutetomos lo absorben
porque tiene muy poca energiacutea de penetracioacuten El 30 de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeleacutectrico esto es beneficioso para la imagen ya que no hay radiacioacuten secundaria pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiacioacuten
producieacutendose ionizaciones en la materia Efecto Compton Es una colisioacuten elaacutestica entre un electroacuten ligado y un fotoacuten incidente siendo la divisioacuten de energiacutea entre ambos dependiente del aacutengulo de dispersioacuten Ocurre cuando un fotoacuten interacciona con un electroacuten de un orbital externo Este electroacuten absorbe energiacutea del fotoacuten saliendo disparado como una partiacutecula negativa de baja energiacutea Como consecuencia de esta interaccioacuten el fotoacuten de Rayos X es dispersado en una direccioacuten diferente Entre mayor energiacutea tenga el fotoacuten incidente menor seraacute el aacutengulo de dispersioacuten
El 30 de los fotones dispersados por Compton salen de la cabeza del paciente siendo esto una ventaja para el paciente y no para la imagen ya que se produce un velamiento inespeciacutefico en la imagen en la radiografiacutea
Dispersioacuten Coherente o no modificada Involucra un fotoacuten de Rayos X donde la materia altera la ruta Un electroacuten de baja energiacutea interactuacutea con un electroacuten de un orbital externo no hay cambio en el aacutetomo sin embargo el fotoacuten no pierde energiacutea ni se
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
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produce ionizacioacuten no hay desplazamiento del electroacuten pero se altera el curso del fotoacuten de Rayos X Esta interaccioacuten se observa en el 8 de las interacciones de los Rayos X
Fig 17 Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
iquestQueacute sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografiacutea
a Los rayos X pueden pasar a traveacutes del paciente o la materia a radiografiacutea sin ninguna interaccioacuten
b La materia o el paciente a radiografiar puede absorber en su totalidad los fotones de Rayos X
c Los fotones de Rayos X al chocar con la materia pueden dispersarse produciendo radiacioacuten
secundaria Pasan sin interaccionar Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografiacuteas haciendo posible la imagen en la radiografiacutea Pueden ser absorbidos Absorcioacuten se refiere a la transferencia total de energiacutea del fotoacuten de Rayos X a los aacutetomos de la materia o tejidos del paciente
Absorcioacuten Fotoeleacutectrica Dispersioacuten Compton
Dispersioacuten Coherente No hay interaccioacuten
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Fig 18 Interaccioacuten de los rayos X 1 Los rayos X son absorbidos en su totalidad 2 Los rayos X pasan sin limitaciones 3 Los rayos X son desviados o dispersado
7- Calidad y cantidad del Haz de rayos X
El haz de rayos X puede ser modificado en calidad capacidad de penetracioacuten y en cantidad nuacutemero de fotones de rayos X para ajustarse a las necesidades de la aplicacioacuten a la cual se deba exponer ese haz de rayos X Esto se logra - Variando el Tiempo de Exposicioacuten - Variando el mA - Variando el Kilovoltage
- Colimacioacuten y filtracioacuten - Variando distancia foco ndash objeto
Tiempo de exposicioacuten Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo al aumentar el tiempo de exposicioacuten aumenta la cantidad de fotones y viceversa
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Intensidad de la corriente en el tubo Se refiere al mA si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo se calienta maacutes el filamento liberando maacutes electrones aumentando la nube electroacutenica teniendo oportunidad de que se produzcan maacutes choques en el punto focal del aacutenodo y se produzcan mayor numero de fotones de Rayos X Esto es cantidad de fotones de Rayos X Voltaje del tubo Al aumentar el voltaje se aumenta la diferencia de potencial dentro del tubo daacutendole maacutes energiacutea a los electrones de la nube del filamento permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una mayor capacidad de penetracioacuten Esto es calidad de los fotones de Rayos X Filtracioacuten Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energiacutea bajas que no son diagnoacutesticos y que son absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas el haz de rayos X debe ser pasado a traveacutes de un filtro para que los fotones de baja energiacutea sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental asiacute seraacute el grosor y el material que deba ser usado para el filtro De acuerdo a la normativa del reglamento vigente del ICRP-60 para equipos dentales que utilizan Kv de 65 y 70 se deben utilizar filtros de aluminio de un grosor miacutenimo de 15 mm Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv se deben utilizar filtros de 25 mm de aluminio
Fig 19 Colimacioacuten rectangular y redonda
Distancia objeto ndash foco La intensidad del haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente ya que el haz de rayos X se dispersa a medida que se aleja de la fuente
8- Intensidad del Haz de Rayos X Como ya fue descrito la calidad se refiere a la energiacutea o capacidad de penetracioacuten del haz de rayos X y la cantidad se refiere al nuacutemero de fotones de rayos X en el haz Calidad y cantidad describen densidad Densidad Se define como el producto de la cantidad y la calidad de los fotones de rayos X entre la unidad de aacuterea y el tiempo de exposicioacuten Esta relacioacuten se ve afectada por cambios en el kilovoltage maacuteximo miliamperaje tiempo de exposicioacuten y distancia
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Intensidad y kilovoltage maacuteximo (kVp) El kilovoltage maacuteximo controla la energiacutea o poder de penetracioacuten de los rayos X al controlar la velocidad con que viajan los electrones del caacutetodo al aacutenodo dentro del tubo Mientras maacutes alto sea el kilovoltage maacuteximo mayor seraacute la energiacutea del haz de rayos X aumentando la intensidad del haz de rayos X Intensidad y miliamperaje El tiempo de exposicioacuten al igual que el miliamperaje Controla el nuacutemero de fotones en el haz de rayos X al controlar el nuacutemero de electrones que seraacuten capaces de ser bombardeados desde el caacutetodo hacia el aacutenodo Mientras mas alto sea el miliamperaje mayor cantidad de rayos X y mayor es la densidad del haz de rayos X Intensidad y Tiempo de exposicioacuten Al aumentar el tiempo de exposicioacuten se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados dentro del tubo lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el aacutenodo y por ende mayor se produce un haz de rayos X maacutes grande Intensidad y distancia La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada por el efecto de la atenuacioacuten de la radiacioacuten con los elementos del espacio y la dispersioacuten que sufre el haz por la caracteriacutestica de que los fotones son producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagacioacuten Son importantes considera la distancia foco - placa asiacute como la distancia objeto ndash placa Estas diferencias en la distancia hacen que se modifique la calidad de la energiacutea del haz de rayos X El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es maacutes intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de longitud desde la fuente de produccioacuten Ley del cuadrado de la distancia Esta ley dice que
La intensidad del Haz de rayos X es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia Inversamente proporcional significa que al aumentar una variable necesariamente la otra disminuye Cuando se aumenta la distancia foco objeto en el doble de 20 cm a 40 cm la intensidad del haz de rayos X es una cuarta parte de la intensidad original
Fig 20 El cuadrado de la distancia y la intensidad de los Rayos X
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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9- Medidas de radiacioacuten
La radiacioacuten al igual que otros conceptos fiacutesicos como temperatura volumen etc puede ser medido La ICRU (International Comission of Radiation Units and Measurments) establecioacute unidades de medida para la radiacioacuten en la exposicioacuten las dosis y las dosis equivalentes Hay dos maneras de medir la radiacioacuten el sistema tradicional y el sistema internacional estas son
Sistema tradicional - roentgen (R) - dosis absorbida de radiacioacuten (rad) - equivalente roentgen en el ser humano (rem)
Sistema Internacional - culombios kilogramos (Ckg) - Gray (Gy) - Sievert (Sv)
Dosimetriacutea se refiere a la cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten o dosis Dosis se utiliza para describir la cantidad de energiacutea absorbida por unidad de masa en el sitio de intereacutes o a evaluar Exposicioacuten es una medida de radiacioacuten basada en la capacidad para producir ionizacioacuten en el aire en condiciones estaacutendar de temperatura y presioacuten
Unidades de Medida
Exposicioacuten Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionizacioacuten esto es a su paso va arrancando electrones de los aacutetomos presentes y dejando en lugar del aacutetomo un ioacuten cargado positivamente Mide la intensidad de la radiacioacuten a la que estaacute expuesto un objeto El Roentgen R es la unidad tradicional que mide la exposicioacuten a la radiacioacuten medida en el aire 1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 208 x 109 pares de iones en 1 cc de aire
Roentgen = Coulumbio kilogramo
38 x 10 3 R = 1 Ckg 1 R = 258 x 10-4 C Kg
El Roentgen solamente es usado para medir a los Rayos X y a los Gamma Recientemente el Roentgen ha sido sustituido por el Kerma del aire El Kerma mide la energiacutea cineacutetica transferida de los fotones a los electrones y se expresa en unidades de dosis Gray Gy Dosis absorbida La dosis se puede definir como la cantidad de energiacutea cedida por la radiacioacuten a la materia irradiada por unidad de masa (D) esto es para cualquier calidad de energiacutea por cualquier tipo de materia irradiada La unidad internacional es el Gray Gy y la unidad tradicional es el Rad Por ejemplo en los tratamientos de radioterapia se suele dar un valor de dosis al tumor de 45 - 50 Gy O una placa de toacuterax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 03 mGy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 001 Gy
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Dosis equivalente (H) Diferentes tipos de radiacioacuten tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis equivalente se utiliza para comparar los efectos bioloacutegicos de los diferentes tipos de radiacioacuten sobre un mismo tejido u oacutergano En realidad lo que nos importa al final es el dantildeo bioloacutegico y resulta que para igual dosis absorbida el dantildeo es distinto seguacuten el tipo de radiacioacuten ionizantes por ejemplo los haces de neutrones son maacutes dantildeinos que los de radiacioacuten X Es tambieacuten una magnitud que considera la energiacutea cedida por unidad de masa pero considerando el dantildeo bioloacutegico Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderacioacuten o factor de calidad de la radiacioacuten (WR ) Los rayos X tienen un factor de ponderacioacuten de 1 La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv) Para exploraciones de rayos X diagnoacutesticas 1 Sv equivale a un Gy El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su utilizacioacuten en proteccioacuten radioloacutegica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiacioacuten WR
Radiacioacuten gamma y X 1
Partiacuteculas beta 1
Neutrones 5 -20
Protones 5
Partiacuteculas alfa 20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen
1 Sv = 100 rem 1 rem = 001 Sv
Dosis efectiva (E) Se utiliza para estimar el riesgo en los seres humanos Es la suma de los productos de las dosis equivalentes para cada oacutergano o tejido por los factores de compensacioacuten de los tejidos Esto es que cada tejido tiene un factor de compensacioacuten con un valor asignado El factor de compensacioacuten es diferente para cada diferente tejido u oacutergano = WT
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u oacutergano WT
superficie oacutesea piel 001
vejiga mama hiacutegado esoacutefago tiroides 005
medula oacutesea colon pulmoacuten estoacutemago 012
Goacutenadas 020
Resto de los tejidos 005
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20
PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Dada cierta irradiacioacuten para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada oacutergano por el factor de ponderacioacuten del tejido para acabar sumando todos los productos Esta magnitud se mide en Sv y se acepta como el mejor paraacutemetro para caracterizar la probabilidad de aparicioacuten de efectos bioloacutegicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos determiniacutesticos Ejemplo Un individuo recibe irradiacioacuten por rayos X de 1mGy en goacutenadas 4mGy en vejiga y recibioacute irradiacioacuten por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon entonces ha recibido
1mSv en goacutenadas 4 mSv en vejiga 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 02 mas 4 X 005 mas 30 X 001 mas 20 X 012 = 31 mSv de dosis efectiva
Seguacuten la ICRP-60 que si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una se estima que 5 de estas presentariacutean caacutencer radioinducido a lo largo de su vida por lo que 31 mSv X 5 = 15 en 100000 que sufririacutean caacutencer radioinducido Limitacioacuten de dosis La observacioacuten de los liacutemites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la proteccioacuten frente a las radiaciones ionizantes Los liacutemites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser rebajados de acuerdo con los estudios de optimizacioacuten adecuados y se aplica a la suma de las dosis recibidas por exposicioacuten externa e interna en un periodo considerado Los periodos que se definen son por un antildeo y son diferentes para los trabajadores expuestos personas en desarrollo estudiantes en relacioacuten a radiaciones ionizantes miembros del puacuteblico asiacute como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia
LIacuteMITE DE DOSIS (mSvantildeo)
APLICACION TRABAJADORES PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
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PROMEDIADOS EN PERIacuteODOS
DEFINIDOS DE 5 ANtildeOS
1
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIELMANOS Y PIES
150
500
500
15
50
-
10- Dosimetriacutea Detectores o dosiacutemetros Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiacioacuten bien sea natural o producida artificialmente Son medidores de radiacioacuten disentildeados para medir dosis de radiacioacuten acumulada durante un periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que estaacute expuesto el personal que trabaja o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiacioacuten Cabe recordar que el dosiacutemetro personal como instrumento de medicioacuten y como tal debe ser objeto de ciertos cuidados Debe tenerse en cuenta que la peliacutecula dosimeacutetrica puede ser afectada
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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por el calor y la humedad muy excesivos asiacute como por gases y vapores quiacutemicos de diferentes
tipos los que pueden influir en los resultados iquestQueacute propoacutesitos se logran con la dosimetriacutea personal
Objetivo Medir evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en funcioacuten de su trabajo contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relacioacuten con los posibles efectos bioloacutegicos
Finalidad
1 Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitacioacuten de Dosis y por tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de maacutergenes aceptables 2 Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis 3 Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de proteccioacuten existentes en cada instalacioacuten seguir su evolucioacuten a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la comparacioacuten con los niveles de proteccioacuten en instalaciones anaacutelogas 4 Evaluar la Dosis Colectiva a fin de estimar el impacto radioloacutegico de una determinada instalacioacuten o actividad 5 Proporcionar una base de datos que posibilite la realizacioacuten de estudios estadiacutesticos y epidemioloacutegicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser de caacutemara de ionizacioacuten de peliacutecula fotograacutefica o de termoluminiscencia Estos uacuteltimos son los maacutes utilizados ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un periacuteodo largo de tiempo normalmente de un mes
Detectores de termoluminiscencia Ciertos cristales como el Ca F 2 Mn (fluoruro de calcio activado con manganeso) y como el LiF (fluoruro de litio) poseen la propiedad de emitir luz al ser calentados tras haber sido expuestos a la radiacioacuten Se les denomina cristales termoluminiscentes Al ser irradiados la radiacioacuten va a excitar los aacutetomos que constituyen el cristal produciendo movimiento de electrones libres que dejaraacuten huecos en el cristal Al ser eacuteste calentado volveraacute a su estado normal y la energiacutea que habiacutea absorbido seraacute emitida en forma de luz susceptible de cuantificarse La cantidad total de luz es proporcional al nuacutemero de electrones excitados que a su vez son proporcionales a la cantidad de energiacutea absorbida de la radiacioacuten Para su lectura el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo fotomultiplicador cuya sentildeal de salida una vez amplificada se conecta a un voltiacutemetro digital El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser sometido a intensidades de radiacioacuten conocida La respuesta de los dosiacutemetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 01 mSv a 100 Sv
Detectores de semiconductores Los semiconductores son soacutelidos cristalinos generalmente de Si o Ge cuyas propiedades eleacutectricas los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones entre las que destaca como maacutes importante la fabricacioacuten de los conocidos chips componentes de los ordenadores modernos Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes eacutestas liberan al interaccionar cargas eleacutectricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros) que dan lugar a un aumento de la conductividad del semiconductor Esto significa que si el semiconductor estaacute sometido a una diferencia de potencial la corriente que circularaacute seraacute proporcional a la tasa de exposicioacuten y la carga recogida seraacute proporcional a la exposicioacuten Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su pequentildeo tamantildeo
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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II Parte Biologiacutea de las Radiaciones Ionizantes La Radiobiologiacutea es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto de la absorcioacuten de energiacutea procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del organismo para compensar los efectos de esa absorcioacuten de energiacutea y de las lesiones que se pueden producir en el organismo La interaccioacuten de la radiacioacuten con ceacutelulas es una funcioacuten de probabilidad al azahar las radiaciones pueden o no interaccionar y si interaccionan eacutestas pueden o no producir dantildeos La interaccioacuten inicial entre la radiacioacuten ionizante y la materia se producen a nivel del electroacuten en los primeros 10-13 segundos siguientes a la exposicioacuten Estos cambios modifican las moleacuteculas bioloacutegicas de la materia en los siguientes segundos a horas Cuando el dantildeo ocurre en un tiempo mayor las consecuencias por el dantildeo pueden llegar a ser auacuten mayores La interaccioacuten de la radiacioacuten con una ceacutelula no es selectiva la radiacioacuten no elige una zona determinada de la ceacutelula para causar maacutes o menos dantildeo Los efectos visibles producidos en las ceacutelulas tejidos u oacuterganos por accioacuten de las radiaciones ionizantes no son especiacuteficos es decir no se pueden distinguir de los dantildeos producidos por otros agentes o traumas A pesar del posible dantildeo que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos hay teoriacuteas que apoyan la hipoacutetesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la aparicioacuten de la vida inteligente sobre la faz de la tierra Estas teoriacuteas sostienen que los compuestos orgaacutenicos maacutes simples pudieron sintetizarse debido a la accioacuten de las diversas fuentes de energiacutea sobre precursores inorgaacutenicos En base a esta hipoacutetesis se han efectuado en los uacuteltimos 50 antildeos experimentos donde se someten a la accioacuten de las radiaciones ionizantes luz intensa descargas eleacutectricas alto calor partiacuteculas alfa beta y gamma o bombardeo de electrones y protones la materia inorgaacutenica como el metano amoniaco agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados aminoaacutecidos azuacutecares y otras moleacuteculas orgaacutenicas Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos estos compuestos orgaacutenicos en presencia de la radiacioacuten natural que proviene del espacio y de la corteza terrestre fueron organizando moleacuteculas maacutes complejas hasta llegar a formar membranas y luego ceacutelulas y asiacute el inicio de la vida
1- Mecanismo de la lesiones por radiacioacuten ionizante Para entender y dar explicacioacuten a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposicioacuten a la radiacioacuten es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre los dantildeos que las radiaciones ionizantes son capaces de efectuar en los seres vivos es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular Estos efectos y la manera como se manifiestan dependen de factores inherentes a la radiacioacuten y a caracteriacutesticas propias del individuo como la radiosensibilidad poca o mucha que se tenga o bien de la capacidad de respuesta del tejido irradiado Los factores que determinan el efecto bioloacutegico de una exposicioacuten son el tipo de radiacioacuten y la dosis absorbida asiacute como la velocidad con que se recibe esa dosis y la cantidad de veces repetidas a las que se expone el individuo a esa dosis son factores que modifican la respuesta al efecto bioloacutegica con que responde un organismo irradiado El efecto de una misma dosis en un tejido especiacutefico una mano tiene una respuesta diferente de cuando esa misma dosis irradie el cuerpo entero En el primer caso el individuo puede llegar a sufrir una quemadura severa de la piel mientras que en la irradiacioacuten a cuerpo entero puede perder la vida La radiacioacuten ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal la ensentildeanza de sus propiedades y del manejo cuidadoso que debe daacutersele deberiacutea formar parte de la educacioacuten general
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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que recibe la poblacioacuten y asiacute el temor infundado que existe en la poblacioacuten de que las radiaciones ionizantes son extremadamente peligrosas dejariacutea de existir En el proceso de absorcioacuten de los rayos X se pueden producen dos mecanismos especiacuteficos los que pueden causar lesioacuten
a- Ionizacioacuten b- Formacioacuten de radicales libres
Ionizacioacuten La ionizacioacuten se produce a traveacutes del efecto Fotoeleacutectrico o por la Dispersioacuten Compton En estos efectos se forma un aacutetomo positivo y un electroacuten rechazado o arrancado con carga negativa El electroacuten rechazado de alta energiacutea se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros aacutetomos dentro de los tejidos ionizando y produciendo cambios quiacutemicos dentro de la ceacutelula lo que
conduce a dantildeo bioloacutegico Una moleacutecula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original por esto una sola ionizacioacuten puede significar que las funciones originalmente realizadas por la moleacutecula ya no se cumplan y se inicie un cambio negativo La ionizacioacuten puede tener un efecto menor en las ceacutelulas si los cambios quiacutemicos no alteran las moleacuteculas sensibles o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la funcioacuten celular o blancos criacuteticos Ionizacioacuten Fotoacuten de rayos que interactuacutea Excitacioacuten Cambios quiacutemicos con el tejido Roturas de Uniones Cambios bioloacutegicos Formacioacuten de radicales libres Los Rayos X causan dantildeo celular baacutesicamente a traveacutes de la formacioacuten de radicales libres producto de la ionizacioacuten en su gran mayoriacutea del agua de la ceacutelula Los radicales libres son moleacuteculas sin carga que tiene un electroacuten en su orbital maacutes externo es muy reactivo e inestable los mecanismos que utilizan los radicales libres para obtener equilibrio son los siguientes
a Se pueden recombinar sin causar cambios en la moleacutecula b Se combinan con otros radicales libres y causan cambios c Se combinan con moleacuteculas ordinarias para formar toxinas
A- Fotones de rayos X Producen formacioacuten que interactuacutean con Hay de el agua en las ceacutelulas ionizacioacuten radicales libres B-
Radicales Se combinan Toxinas como el H2O2
libres para formar (peroacutexido de hidroacutegeno)
Teoriacuteas de la lesioacuten por radiacioacuten Hay dos teoriacuteas acerca de coacutemo la radiacioacuten dantildea los tejidos bioloacutegicos
a Teoriacutea Directa b Teoriacutea Indirecta
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
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Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
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Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Teoriacutea Directa Los fotones chocan de forma directa con aacutereas o blancos criacuteticos dentro de la ceacutelula por ejemplo con el ADN RNA proteiacutenas estructurales o enzimaacuteticas Los dantildeos que ocurren causan cambios en la estructura o la funcioacuten de blancos criacuteticos
Este tipo de dantildeo son los menos frecuentes la mayoriacutea de los fotones de rayos X pasan a traveacutes de las ceacutelulas y causan poco o ninguacuten dantildeo Efectos sobre las estructuras intracelulares Son varias las experiencias cientiacuteficas que determinan que el nuacutecleo es maacutes radiosensible que el citoplasma sobre todo en ceacutelulas en proceso de mitosis El punto sensible del nuacutecleo es el ADN de los cromosomas Las mutaciones son modificaciones del material geneacutetico DNA no reparadas o mal reparadas y que pueden ser compatibles con la divisioacuten celular presentando caracteres nuevos pudiendo presentar consecuencias geneacuteticas Las alteraciones cromosoacutemicas se han detectado en los linfocitos de la sangre perifeacuterica de
pacientes expuestos a procedimientos meacutedicos diagnoacutesticos Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosoacutemicas en los linfocitos circulantes maacutes de dos deacutecadas despueacutes de la exposicioacuten a la radiacioacuten La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiacioacuten recibida
Teoriacutea Indirecta Los fotones de rayos X interaccionan con el agua produciendo toxinas a partir de los radicales libres formados esta sustancia H2O2 es venenosa y causan dantildeo por disfuncioacuten celular Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las ceacutelulas Por lo tanto al ser el agua el componente maacutes abundante dentro de los tejidos los dantildeos causados seraacuten maacutes por la accioacuten indirecta que la directa La definicioacuten de Accioacuten Directa o Indirecta depende solamente del lugar donde se produzca la ionizacioacuten y la absorcioacuten de energiacutea en la ceacutelula
Fig 1 Esquema de lesioacuten directa e indirecta
Lesioacuten directa
Lesioacuten indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Radio sensibilidad de los tejidos Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las ceacutelulas inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteracioacuten con la radiacioacuten que las ceacutelulas maduras diferenciadas que no se dividen Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad dependiendo de su capacidad de renovacioacuten celular Esto es los tejidos que no tienen renovacioacuten celular seraacuten bastante resistentes a la accioacuten de las radiaciones ionizantes a Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovacioacuten celular - Sistema nervioso - Meacutedula craneal - Tejido muscular b Tejidos con bajo iacutendice mitoacutetico y con ausencia o escasa renovacioacuten celular - Hiacutegado - Tiroides - Endotelio vascular - Tejido conectivo c Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovacioacuten celular - Epidermis - Epitelio intestinal - Meacutedula oacutesea - Goacutenadas - Tejido neoplaacutesico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al dantildeo ocasionado por la radiacioacuten ionizante existen factores que influyen factores fiacutesicos quiacutemicos y bioloacutegicos propios del individuo Dentro del aspecto bioloacutegico debe contemplarse un aspecto importante -La capacidad de reparacioacuten celular que tiene estrecha vinculacioacuten con el fraccionamiento de las dosis de radiacioacuten Es menor el dantildeo con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la suma de ambas cantidad de radiacioacuten en una sola dosis Curva dosis ndash respuesta y lesioacuten por radiacioacuten Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas iquestqueacute nivel de exposicioacuten se considera aceptable Para poder establecer niveles aceptables de exposicioacuten a la radiacioacuten es uacutetil hacer una graacutefica de la dosis administrada y el dantildeo producido Cuando la dosis y el dantildeo se trazan en una graacutefica se produce una relacioacuten lineal sin umbral indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis y esto sugiere que no importa queacute tan pequentildea sea la cantidad de radiacioacuten recibida siempre hay alguacuten dantildeo bioloacutegico No hay una cantidad de exposicioacuten a la radiacioacuten que pueda ser segura La mayor parte de la informacioacuten utilizada para producir una curva de dosis ndash respuesta para exposicioacuten a la radiacioacuten se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiacioacuten en poblaciones como los sobrevivientes a las bombas atoacutemicas sin embargo en el liacutemite de bajas dosis hay poca informacioacuten documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en animales y ceacutelulas
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
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Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Secuencia reparacioacuten y acumulacioacuten de lesioacuten por radiacioacuten Periodo latente A nivel molecular las lesiones sean estas por ionizacioacuten o por la accioacuten de los radicales libres se efectuacutean con cierto grado de rapidez sin embargo el efecto de estas lesiones no son observables de inmediato sino que se toma un periodo mientras aparece la lesioacuten A este periodo desde que se efectuoacute la lesioacuten hasta la aparicioacuten de las lesiones o los efectos cliacutenicos visibles se le denomina periodo latente Periodo de la lesioacuten Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesioacuten en la ceacutelula de los tejidos por ejemplo el cambio de la funcioacuten de la ceacutelula rotura o agrupamiento de los cromosomas formacioacuten de ceacutelulas gigantes cese de la actividad mitoacutetica o actividad mitoacutetica anormal Periodo de recuperacioacuten No todas las lesiones por radiacioacuten en las ceacutelulas son permanentes en cada exposicioacuten hay un periodo de reparacioacuten del dantildeo celular La mayoriacutea de las ceacutelulas en los tejidos tienen una alta respuesta a la reparacioacuten sin embargo esta respuesta estaraacute determinada directamente por la dosis y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u oacutergano Efectos acumulativos Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiacioacuten y estos se manifiestan como cataratas caacutencer o mal formaciones en el bebeacute por nacer Factores que determinan la lesioacuten por radiacioacuten Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesioacuten por radiacioacuten estos son dosis total iacutendice de radiacioacuten cantidad de tejido irradiado sensibilidad celular y la edad Dosis Total Es la cantidad de energiacutea de radiacioacuten ionizante absorbida Iacutendice de radiacioacuten Hay maacutes dantildeo por radiacioacuten con iacutendices de dosis mayores debido a la administracioacuten raacutepida de radiacioacuten que no da tiempo a que se repare el dantildeo celular Cantidad de tejido irradiado Una radiacioacuten de cuerpo completos produce maacutes efectos adversos que la exposicioacuten a un aacuterea especiacutefica Sensibilidad celular Hay mayor cantidad de dantildeo en aquellos oacuterganos o tejidos que presenten mayor actividad mitoacutetica Edad Los nintildeos son maacutes susceptibles a las irradiaciones en comparacioacuten con los adultos
2- Clasificacioacuten de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes Se pueden clasificar en - Efectos a corto y largo plazo helliphelliphelliphelliphellip En el tiempo - Efectos somaacuteticos y geneacutetico helliphelliphelliphellip Diferentes tejidos - Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos hellip Incidencia sobre el efecto Efectos a corto y largo plazo
Corto Plazo hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequentildeo otros en diacutea o semanas Estos efectos estaacuten asociados a grandes cantidades de exposicioacuten a las radiaciones absorbidas en un periodo muy corto de tiempo ejemplo accidentes nucleares bomba atoacutemica Los efectos son el Siacutendrome de Radiacioacuten Aguda que causa voacutemito diarrea peacuterdida del cabello y hemorragias
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Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
55
III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
56
Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
57
Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
58
Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
59
La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
52
Largo Plazo los efectos aparecen en antildeos decenios o en proacuteximas generaciones y estaacuten asociados a pequentildeas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo Los efectos son caacutencer anomaliacuteas en el nacimiento y otros defectos geneacuteticos Efectos somaacuteticos y geneacuteticos Las ceacutelulas somaacuteticas son todas aquellas ceacutelulas de las que estaacute compuesto el cuerpo humano excepto las ceacutelulas de la reproduccioacuten oacutevulos y espermatozoides que se les denomina ceacutelulas geneacuteticas Efectos somaacuteticos se observan directamente sobre la persona irradiada incluyen induccioacuten al caacutencer leucemias y cataratas Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones Efectos geneacuteticos No se observan en la persona irradiada sino que los efectos pasan a las generaciones futuras Estas irradiaciones no afectan la salud del individuo expuesto sino maacutes bien a las de la generacioacuten futura Efectos estocaacutesticos y no estocaacutesticos Estos efectos estaacuten en funcioacuten de la incidencia que tiene la radiacioacuten sobre los efectos Efectos estocaacutesticos Son probabiliacutesticas el que ocurra el efecto y no la gravedad de eacuteste depende de la dosis Cuando se presentan son siempre graves y no presentan umbral un solo fotoacuten pueden producirlos Efectos no estocaacutesticos La gravedad del efecto depende de la dosis existiendo una dosis por debajo de la cual es muy probable que se produzca ninguacuten efecto y si se produce es de poca gravedad Presentan un umbral son ejemplos de estos cataratas esterilidad y lesiones cutaacuteneas
Efecto Estocaacutestico Efecto No estocaacutestico La gravedad no depende La gravedad depende de
dosis dosis ________________________________________________________________________
Efecto geneacutetico Anomaliacuteas hereditarias ________________________________________________________________________ Efecto somaacutetico Carcinogeacutenesis Anemias Caiacuteda del pelo
Esterilidad
53
3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
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Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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3- Riesgos de la Radiacioacuten Fuentes de exposicioacuten a la radiacioacuten A diario el ser humano estaacute expuesto a la radiacioacuten ambiental coacutesmica y terrestre La irradiacioacuten de origen coacutesmico estaacute relacionada con la altura en la que vive el sujeto entre mayor sea la altura mayor es la exposicioacuten sumada a la radiacioacuten terrestre emitida por materiales radiactivos presentes en la tierra y el aire Ademaacutes la tecnologiacutea moderna ha creado fuentes de radiacioacuten artificiales relojes de pulsera luminosos televisioacuten lluvias radiactivas uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear La medicina es otra fuente de radiacioacuten y contribuye la mayor parte de la exposicioacuten a la radiacioacuten artificial a la que se ve expuesto un ser humano Riesgo y caacutelculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso El riesgo probable de producir caacutencer mortal inducido por una radiografiacutea dental es de 3 1000000 El riesgo de que se produzca caacutencer de manera espontaacuteneo es de 3300 1000000 Hay el mismo riesgo de muerte de 1 1000000 por las siguientes actividades - Viajar 10 millas en bicicleta - Viajar 300 millas en auto - Viajar 1000 millas en aeroplano - Consumir 14 cigarrillos Esto sugiere que hay maacutes probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de radiografiacuteas dentales
54
Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
56
Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
57
Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
58
Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
59
La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
54
Radiacioacuten dental y riesgos de exposicioacuten
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por dantildeo a las radiaciones dentales se debe haber dantildeado un oacutergano criacutetico Estos oacuterganos podriacutean ser Glaacutendula tiroides y meacutedula oacutesea activa asiacute como la piel y los ojos
Caacutelculo del riesgo Es necesario una dosis calculada en 6000 mrad para producir caacutencer en la Tiroides 20 radiografiacuteas tomadas con colimador rectangular y en peliacutecula E producen 6 mrad La induccioacuten a la leucemia es probable en dosis de 5000 mrad La dosis promedio a meacutedula con una radiografiacutea dental es de 1 ndash 3 mrad seriacutean necesarias de 2000 a 5000 radiografiacuteas dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia 250 rad en 14 diacuteas causa eritema en la piel Para producir estos cambios en la piel es necesario exponer a un individuo a 500 radiografiacuteas en un periacuteodo de 14 diacuteas
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
59
La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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III Parte
Proteccioacuten contra las Radiaciones Ionizantes La proteccioacuten radioloacutegica tiene como finalidad la defensa de los individuos sus descendientes y la humanidad en su conjunto contra los riesgos que se derivan de las actividades humanas que por caracteriacutesticas de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones Se cumplen los objetivos de proteccioacuten radioloacutegica mediante el establecimiento de normas de proteccioacuten para prevenir la produccioacuten de efectos bioloacutegicos no estocaacutesticos y limitar la probabilidad de incidencia de efectos bioloacutegicos estocaacutesticos hasta valores que se consideren aceptables para las personas profesionalmente expuestas y los miembros del puacuteblico Las normativas estaacuten basadas en los principios de - Optimizacioacuten - Justificacioacuten
- Limitacioacuten de la dosis Optimizacioacuten Se utilizaraacuten las menores cantidades de radiacioacuten que sean posibles utilizar sin dantildear o alterar el beneficio Justificacioacuten No se someteraacute al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo mayor al beneficio que va a obtener Limitacioacuten de dosis En Costa Rica y mediante el IRCP 60 las dosis maacuteximas establecidas para la exposicioacuten a radiaciones ionizantes para los operadores la dosis es de 20 mSv por antildeo y para el puacuteblico 1 mSv por antildeo
Concepto ALARA
ldquoTodas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivarrdquo 1- Proteccioacuten al paciente Las teacutecnicas de proteccioacuten se utilizan antes durante y despueacutes de las exposiciones a las peliacuteculas dentales Antes de la exposicioacuten -La prescripcioacuten adecuada de la teacutecnica requerida seguacuten las necesidades cliacutenicas -Equipo adecuado 70 Kv filtro de 15 mm de aluminio colimador de plomo en la salida del tubo y ademaacutes del dispositivo enfocador rectangular -Distancia foco ndash objeto adecuado no menos de 20 cm
Fig 1 Efecto de la colimacioacuten versus cantidad de tejido irradiado
56
Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
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La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
56
Durante la exposicioacuten -Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo -Peliacuteculas raacutepidas Ektaspeed velocidad E Insight velocidad F -Seleccioacuten adecuada del tiempo de exposicioacuten de acuerdo a la teacutecnica adecuada
Fig 2 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Fig 3 Aditamentos necesarios para la proteccioacuten del paciente
Despueacutes de la exposicioacuten Manejo y procesamiento adecuado de la peliacutecula en el cuarto oscuro Archivo adecuado
2- Proteccioacuten al operador Guiacuteas de proteccioacuten para el operador
- Evitar el rayo primario - Distancia del foco de emisioacuten - Posicioacuten con respecto del foco
- Proteccioacuten con barreras Distancia Una de las maneras maacutes efectivas para el operador evite el rayo primario y liacutemite su exposicioacuten a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposicioacuten debe estar parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposicioacuten Cuando esta distancia no es posible se recomienda interponer una barrera de proteccioacuten o blindaje yo chalecos adecuados
57
Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
58
Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
59
La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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Fig 4 Distancia y posicioacuten adecuadas para la toma de radiografiacuteas cuando no ay barreras de proteccioacuten
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Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
59
La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
58
Posicioacuten Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario es mantener la posicioacuten adecuada durante la exposicioacuten a los rayos X Para evitar el rayo primario debe estar colocado perpendicularmente al rayo o en un aacutengulo de 135deg con relacioacuten al foco Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la radiacioacuten dispersa no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisioacuten al menos 18 mts Por lo tanto - Nunca se debe sostener la peliacutecula al paciente dentro de la boca - Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos del operador o del paciente Proteccioacuten Deben de haber barreras de proteccioacuten que absorban el rayo primario y la radiacioacuten dispersa construidos con los materiales adecuados Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo calibracioacuten En los plazos dados por ley o cuando asiacute se requiera
Fig 5 Barreras de proteccioacuten plomadas o de materiales absorbentes Dosimetriacutea personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en cliacutenicas donde existan equipos panoraacutemicos o el volumen de toma radiograacutefica sea alto universidades cliacutenicas de especialidades etc Dosis maacutexima permisible
Para el operador es de 20 mSv antildeo Para el paciente es de 1mSv antildeo
iquestQue consecuencias tiene el superar el liacutemite de dosis para el humano
En la praacutectica muchas veces el liacutemite de dosis es visto erroacuteneamente como una liacutenea de demarcacioacuten entre lo seguro y lo peligroso Una dosis ocasional por encima del liacutemite no significa que produzca dantildeo Pero la exposicioacuten reiterada por encima del liacutemite implica un incremento del riesgo de contraer caacutencer que es inaceptable y exigiriacutea una revisioacuten de las condiciones de trabajo Por ejemplo el liacutemite de dosis se puede comparar al liacutemite de velocidad en el traacutensito el que puede ser sobrepasado en ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente sin embargo conducir permanentemente por encima del liacutemite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de que ocurra uno
iquestCoacutemo se determina el riesgo de la exposicioacuten a la radiacioacuten
La estimacioacuten del riesgo asociado con la exposicioacuten a la radiacioacuten estaacute basado en el incremento de las tasas de caacutencer no en la muerte producida directamente por la radiacioacuten
La accioacuten de la radiacioacuten es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las enfermedades malignas por lo tanto los efectos de la radiacioacuten a bajas dosis no son distinguibles de los niveles normales para esos mismos efectos
Se ha detectado y cuantificado estadiacutesticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido mediante estudios epidemioloacutegicos de poblaciones expuestas a dosis de radiacioacuten relativamente altas
59
La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
59
La fuente maacutes completa de informacioacuten epidemioloacutegica primaria es el estudio de los sobrevivientes japoneses de las bombas atoacutemicas el que ha demostrado una correlacioacuten entre la dosis de radiacioacuten recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmoacuten estoacutemago colon hiacutegado mama ovario tiroides y vejiga asiacute como tambieacuten de varias formas de leucemia
iquestQueacute debe hacer usted cuando encuentre este siacutembolo
ESTE SIMBOLO INTERNACIONAL EN FORMA DE TRISECTOR INDICA LA PRESENCIA REAL O POTENCIAL DE RADIACIONES IONIZANTES DENTALES
(Colores guaria o fucsia y amarillo letras negras)
1) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute en un envase bidoacuten tarro botella contenedor bolsa (desechos) cajas Indica que su interior hay material radiactivo No abrir manipular romper fundir o destruir el envase No se debe sacar nada de su interior llevarlo a casa ni poner la fuente en los bolsillos de su ropa
2) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro estaacute colocado en la entrada de un edificio o en una puerta de acceso Sentildeala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes No entrar sin autorizacioacuten debe entrar con alguien de la instalacioacuten
3) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo instrumento o caja de guantesetc Indica que se generan radiaciones ionizantes No toque no lo haga funcionar no lo desarme ni dantildee
4) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro de la radiactividad estaacute colocado en cantildeeriacuteas o estanques Indica que conduce o almacena material radiactivo No abra ninguna vaacutelvula ni llave No lo rompa no apoye objetos sobre ellos No utilice el liacutequido que contiene
5) Si el siacutembolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehiacuteculo de transporte terrestre mariacutetimo o aeacutereo Indica que estaacute transportando material radiactivo No entrar al vehiacuteculo ni saque cosas de eacutel sea estos autos barcos o aviones NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
60
iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
Safety Series Nordm 115-I International Atomic Energy Agency Vienna 1994
10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom
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iquestCoacutemo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes
Con el fin de reducir la Exposicioacuten a las radiaciones ionizantes es necesario que usted adopte las siguientes Teacutecnicas
TIEMPO Permanezca el menor tiempo posible cerca de un fuente radiactiva Mientras menor es el tiempo de permanencia a una fuente radiactiva menor es la dosis recibida
DISTANCIA Manteacutengase lo maacutes alejado posible de la fuente radiactiva A mayor distancia de la fuente radiactiva menor es la dosis recibida
BLINDAJE Cuando se interpone un material oacute barrera que absorba oacute frene las radiaciones ionizantes entre la fuente emisora menor seraacute la dosis recibida
iquestQueacute son las fuentes radiactivas
Las fuentes radiactivas se clasifican en
FUENTES SELLADAS Se entenderaacute por fuentes selladas a todo material radiactivo que se encuentre confinado en un recipiente soacutelido inoxidable consistente y estanco que impida la fuga del material radiactivo
FUENTES ABIERTAS Se entenderaacute por fuente abiertas a todo material radiactivo que puede pasar a formar parte del medio ambiente con gran facilidad
Si encuentra alguacuten objeto abandonado con el siacutembolo de la radiactividad avise de inmediatamente a
- Comisioacuten Costarricense de Energiacutea Nuclear - Servicio de Proteccioacuten Radioloacutegica del Ministerio de Salud - Policiacutea de Investigaciones o al teleacutefono 911
61
Bibliografiacutea
1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
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10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
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12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
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13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
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wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
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1- Gibilisco A J Diagnoacutestico Radioloacutegico en Odontologiacutea 5deg ed Ed Panamericana 1988
2- Pasler Friedrich A Atlas de Radiologiacutea Odontoloacutegica 1deg ed Ed Masson Salvat 1992
3- Pasler Friedrich A Radiologiacutea Odontoloacutegica 2deg ed Ed Masson- Salvat
4- Haring Lind Radiologiacutea Dental Principios y Teacutecnicas 1deg ed Ed McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo Espantildea Proteccioacuten Radioloacutegica Parte 1deg Conceptos generales 1988
6- Eastman Kodak The Fundamentals of Radiography 12deg ed 1980
7- Comisioacuten Nacional de Energiacutea Nuclear CNEM Brazil Proteccioacuten Radioloacutegica en
Radiologiacutea Diagnoacutestica 1993 8- White Pharoah Radiologiacutea Oral Principios e Interpretacioacuten 4deg ed Ed Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources
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10- Proteccioacuten Radioloacutegica Coleccioacuten Sanidad Ambiental Ministerio de
Sanidad y Consumo Espantildea 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional Reglamento sobre proteccioacuten contra las
radiaciones ionizantes Ministerio de Salud Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social Dept Control de Calidad de
Operaciones Radioloacutegicas Reglamento del Sistema de Seguridad
Radioloacutegica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet wwwwikipediaorg cireshtmlplanetcom
wwwcolegiodentistasorg
wwwnuclearfisicsucmes
wwwsmfmxucraccr
wwwonuorgcaunnoea wwwiaeaorg
wwwactaodontologicacom