Descriptores de dosis de radiación: Bert, DQO, DAP, y otras criaturas extrañas

RESUMEN:

A través de los años, un número de términos se han utilizado para describir la dosis de radiación. Ocho descriptores comunes de dosis de radiación incluyen: tiempo de radiación de fondo equivalente (BERT), dosis órgano crítico (COD), dosis absorbida en superficie (SAD), producto dosis-área (DAP), nivel de diagnóstico de referencia aceptable (Darling), la dosis efectiva (DE), dosis fetal absorbida (FAD) y la energía total impartida (TIE). BERT se compara con la radiación de fondo natural anual (alrededor de 3 mSv por año) y es fácilmente comprensible para el público en general. COD se refiere a la dosis de radiación administrada a un órgano crítico individual. El TAE es la dosis de radiación en la superficie de la piel. DAP es un producto de la superficie irradiada multiplicado por la dosis de radiación en la superficie. Darling es por lo general el nivel de radiación que abarca el 75% (tercer cuartil) de los datos derivados de una encuesta a nivel nacional o regional. Darlings son para orientación voluntaria. Consistentemente dosis más altas de pacientes deben ser investigados por posibles deficiencias equipos o protocolos no óptimos.

ED se obtiene multiplicando la dosis de radiación a cada órgano por su factor de ponderación y luego mediante la adición de esos valores para obtener una sumatoria final. Se puede utilizar para evaluar el riesgo de cánceres inducidos por la radiación y graves efectos hereditarios para las generaciones futuras, independientemente del procedimiento que se realiza. Es el descriptor de dosis de radiación más útil. FAD es la dosis de radiación para el feto, y TIE es la suma de la energía impartida a todo el tejido irradiado. Cada uno de estos descriptores se pretende relacionar en última instancia con la dosis de radiación, a efectos biológicos potenciales. Para evitar confusiones, la clave está en evitar el uso de los términos indistintamente. Es importante comprender cada uno de los descriptores de dosis de radiación y su derivación a fin de evaluar correctamente la dosis de radiación y de consultar con los pacientes preocupados por los riesgos de la radiación.

INTRODUCCION:

Hay un gran número de términos se han utilizado en los últimos años para describir la dosis de radiación (1-8). La confusión puede surgir a través del uso indebido de la terminología para describir las dosis de radiación de los procedimientos clínicos a los pacientes. Por ejemplo, un típico tomografía computarizada (TC) de la cabeza puede ofrecer un índice de dosis de TC promedio de más volumen (CTDIvol) de 44,8 mGy, CTDI en la periferia (CTDIp) de 45,3 mGy, CTDI en la posición central de 43,9 mGy, una dosis órgano en el cerebro de 35 mGy, y una dosis efectiva de 1,4 mSv. Cada uno de estos descriptores de dosis transmite un tipo diferente de información. CTDIp puede ser adecuado para evaluar la dosis de radiación a la piel que causaría posiblemente la depilación o eritema (9) y la dosis de radiación en el ojo para la inducción potencial de cataratas (9). Debido a la atenuación de rayos X por el cráneo, la dosis cerebro es diferente del valor CTDIvol. Una reciente publicación discute los posibles problemas de aprendizaje, déficit de la función cognitiva, y déficits motrices atribuido a la irradiación del sistema nervioso central (10). La dosis órgano en el cerebro es importante por esta razón.

La dosis efectiva se utiliza principalmente para evaluar el riesgo de efectos estocásticos, incluyendo cánceres radioinducidos, mortales y no mortales y efectos hereditarios graves a todas las generaciones. Debido a que la cabeza es relativamente insensible a la radiación inducida por el cáncer, la dosis eficaz es un valor

mucho más bajo que los de la CTDIvol y la dosis órgano al cerebro. Sin embargo, es importante indicar tanto el valor y el tipo de dosis que se está especificando; citando a una dosis de radiación para un cabezal de escaneo CT de 1,4 mSv sin indicar que el valor es una dosis eficaz, incorrectamente puede sugerir al lector que la dosis del ojo y el cerebro es de 1,4 mSv, que es sólo un 3%-4% del valor real. Confusión similar se produce en la literatura para las dosis de radiación de otros tipos de exámenes radiológicos. Por lo tanto, es fundamental entender los descriptores de radiación diferentes dosis y aplicarlos adecuadamente.

En este artículo, revisamos una serie de diferentes descriptores de dosis de radiación e indicaremos cómo la información que transmiten puede ser mejor utilizada. También comparamos descriptores de dosis diferentes para procedimientos radiológicos comunes. Esta comparación ilustra las grandes diferencias en la magnitud de estos descriptores de los mismos procedimientos clínicos, además de las variaciones entre los diferentes procedimientos clínicos. Al permitir una mejor comprensión de los descriptores de dosis y sus valores típicos para una variedad de estándares exámenes de imágenes clínicas, esperamos proporcionar formas de controlar mejor las dosis de radiación de los pacientes.

Léxico de los descriptores de dosis de radiación

La Tabla 1 proporciona una lista de ocho descriptores comunes de dosis de radiación. Se describen en detalle en las secciones siguientes.

Tiempo de radiacion de fondo equivalente (BERT):

BERT fue propuesta por primera vez y promovida por el Dr. John Cameron de la Universidad de Wisconsin-Madison (5). Debido a la naturaleza compleja de las muchas mediciones científicas de los niveles de radiación, el BERT estaba destinado a los términos generales y públicos incorporados que pueden ser fácilmente entendidas sin complicadas unidades científicas, terminología o conceptos. BERT se compara con la radiación de fondo a la que está expuesto a toda la población cada día de sustancias radiactivas naturales en el aire, el suelo y el medio ambiente. La radiación de fondo incluye un componente importante relacionado con el radón. Aunque la cantidad de radiación varía con la altitud y la ubicación, la radiación de fondo anual es de aproximadamente 3 mSv por año (11). Por lo tanto, la cantidad de radiación recibida de un procedimiento radiológico se puede expresar en términos de un cierto número de días o años de la radiación de fondo.

Dosis órgano crítico (COD):

COD se originó a partir de los estudios de medicina nuclear en el que ciertos órganos reciben más radiación que otros órganos debido a diferencias en los biodistribuciones de los radiofármacos (14). Aunque la dosis órgano se observa con mayor frecuencia en la literatura para exámenes radiológicos, COD es una regla mnemotécnica para recordar mejor esta cantidad. COD se refiere a la energía depositada por unidad de masa para órganos críticos individuales para los que la radiosensibilidad y la dosis de radiación son altos. Su unidad de medida es por lo general milligrays, que es equivalente a milijulios por kilogramo. COD se puede utilizar para evaluar los riesgos de irradiación más allá de la inducción de cáncer por ciertos órganos, por ejemplo, otros efectos biológicos potenciales pueden incluir eritema de la piel, cataratas, anormalidades fetales, efectos hematológicos, daño vascular, y efectos sobre el sistema nervioso central. COD puede ser determinado a partir de los descriptores de dosis, tales como dosis de entrada piel o producto dosis-área, mediante el uso de tablas o software basados en cálculos Monte Carlo para tamaños de pacientes estándar (15-18). Además, los valores de DQO para diversos órganos, junto con sus factores de ponderación correspondientes, se pueden utilizar

para calcular la dosis efectiva (19,20). En la práctica clínica, el conocimiento de la dosis en órganos y carcinogénicos la sensibilidad de ciertos órganos puede conducir a mejorar la colimación y el posicionamiento del paciente para reducir los riesgos de la exposición a la radiación.

Dosis absorbida en superficie (SAD):

SAD, que también se conoce como dosis de entrada a la piel, es la cantidad de energía impartida por gramo de tejido en la superficie de entrada. Un gray es igual a 1 millijoule por gramo de energía depositada por las radiografías. Se obtiene multiplicando la exposición a la radiación medida en el aire en la piel por el factor f para el tejido (12). El factor f es un factor de conversión para convertir la exposición a la radiación medida en el aire (culombios por kilogramo a temperatura y presión estándar) a una dosis de radiación equivalente absorbida en el tejido (grises o milligrays) en la misma ubicación en el espacio. Aunque SAD también se conoce como dosis de entrada piel, el término SAD proporciona una nemotécnica mejor. Por sí mismo, SAD no es útil para la evaluación de riesgos de la radiación, excepto por el riesgo de eritema de la piel. Sin embargo, a menudo se utiliza como punto de partida para el cálculo de las dosis de órganos, incluyendo COD. Muchos métodos, tales como los descritos en el manual para la estimación de la dosis absorbida fetal (7) y los programas de ordenador que utilizan simulaciones de Monte Carlo (15-18), requieren SAD como datos de entrada.

Producto dosis area (DAP):

DAP es un producto de la superficie del paciente que está expuesto a la radiación en la entrada de la piel (en centímetros cuadrados o metros cuadrados) multiplicado por la dosis de radiación en esta superficie (en Gray) (2,21) . DAP es valioso debido a los efectos biológicos inducidos por la radiación están directamente relacionados con la magnitud de la dosis de radiación y la cantidad total de tejido que se irradia. Por otra parte, mucha fluoroscopia nueva y unidades de angiografía incluyen una cámara de ionización especial en la superficie del colimador tubo de rayos X que mide directamente DAP y que hace que los valores de DAP fácilmente disponibles. El conocimiento de DAP y de la ubicación y la proyección del haz de rayos X permite el cálculo directo de la dosis efectiva. En la práctica clínica, los datos tabulares de los factores de conversión (en milisievert por los grays-centímetro cuadrado) de DAP puede dar la dosis efectiva (13,21).

Niveles de referencia diagnósticos aceptables (DARLing):

DARLing es por lo general el nivel de radiación que abarca el 75% (tercer cuartil) de los datos de la encuesta. En la literatura, DARLing también ha sido llamado el nivel de referencia y el nivel de referencia de diagnóstico, sin embargo, DARLing es una regla nemotécnica para recordar mejor este descriptor dosis. El Colegio Americano de Radiología (ACR) y la Asociación Americana de Físicos en Medicina han publicado valores de Darling sobre la base de la Evaluación Nacional de rayos X de las encuestas de tendencias (22,24).

El British National Radiological Protection Board ha llevado a cabo estudios más amplios que proporcionan valores Darling en unidades a la vez SAD y DAP para la radiografía, fluoroscopia y procedimientos CTDIvol y producto dosis-longitud (DLP) unidades para CT (es decir, CTDIvol × longitud scan) (21, 25-27). Estos datos se han distribuido como directrices voluntarias y no están destinados como valores normativos. Valores de SAD, DAP, o CTDIvol que son mayores que las de Darling, puede atribuirse a la talla del paciente, la complejidad del caso clínico, mal funcionamiento del equipo, o protocolos subóptimos. Algunos de los valores más altos pueden ser inevitables, sin embargo, muchos de los valores más altos se pueden evitar. Cuando las

dosis a pacientes parecen estar por encima de los de DARLing, sobre todo cuando son consistentemente más altos, la investigación y la evaluación son necesarios. Si los protocolos subóptimas o deficiencias equipos son la causa de los niveles de dosis más altas, las áreas problemáticas necesitan ser modificados.

Dosis efectiva:

Se obtiene multiplicando la dosis de radiación a cada órgano por su factor de ponderación del tejido (para dar cuenta de la sensibilidad de cada órgano carcinogénico) y luego mediante la adición de esos valores para obtener una sumatoria (4). La unidad de medida que se utiliza típicamente para la dosis efectiva es milisieverts. Por lo general los datos de tabla de coeficientes de conversión están disponibles para estimar la dosis efectiva de SAD para la radiografía (15-18), a partir de DAP para la fluoroscopia (13,21), o de CTDIvol o DLP para CT (28). El objetivo es convertir las dosis más altas de radiación entregados a una pequeña porción del cuerpo en una dosis equivalente uniforme en todo el cuerpo que lleva el mismo riesgo de causar cánceres inducidos por la radiación fatales y no fatales y efectos hereditarios graves a todas las generaciones. La dosis efectiva es por lo general está entre un 3% -5% de la SAD para la cabeza o las extremidades en estudios de TC y hasta el 75% de la SAD para todo el cuerpo en estudios de TC. Mediante el uso de dosis efectiva, los riesgos de cáncer y los efectos biológicos genéticos pueden evaluarse, independientemente del procedimiento clínico que se realiza. Desafortunadamente, el riesgo de cáncer radioinducido todavía depende de la edad del paciente en la exposición y el sexo; estos factores también deben ser incluidos en la evaluación del riesgo para el cáncer. Para los adultos, generalmente un riesgo potencial de cáncer de 6% por sievert de la dosis efectiva que se utiliza (9). La relación entre la edad de la exposición a la radiación y el riesgo de cáncer se demuestra en la figura y se basa en el informe de datos BEIR VII (9).

Dosis fetal absorbida (FAD):

FAD es la dosis de radiación recibida por el feto de una mujer embarazada que ha sido objeto de un examen radiológico (1). FAD se expresa en milligrays. En la literatura, FAD también se conoce como dosis fetal, sin embargo, FAD es una nemótecnica más fácil de recordar. Normalmente, el FAD es igual a 35% -50% de la SAD para las proyecciones anteroposterior, el 8% -12% para las proyecciones laterales, y el 25% -35% para las proyecciones posteroanterior (7,15).

Debido a que el tamaño del paciente y la posición y el tamaño del feto pueden variar durante el período de gestación, el FAD puede estar asociado con un nivel de incertidumbre. Independientemente, FAD es útil en la evaluación de los efectos biológicos potenciales para el feto causado por la irradiación. Debido a que los efectos biológicos (por ejemplo, la muerte prenatal, anomalías tales como el tamaño pequeño de la cabeza y el retraso mental y el riesgo de cáncer inducido por radiación) también depende de la edad gestacional del feto en el momento de la entrega FAD, un análisis de los beneficios y los riesgos para los estudios radiológicos siempre debe discutir los riesgos asociados con el nivel de FAD a la edad gestacional específica.

Energía total impartida (TIE):

TIE es la suma de la energía impartida a todo el tejido que está siendo irradiado por los rayos X (6). La unidad de medida utiliza normalmente para informar TIE es la millijoule, o joule, que es una unidad de energía depositada. Se presume que los efectos biológicos ocasionados están directamente relacionados con empate. Hay factores disponibles en la literatura para convertir TIE a dosis efectiva (6). Por sí mismo, TIE no es un descriptor útil.

Tabla 1:Descriptores de dosis de radiación y las formas de la información puede ser aplicada en la Práctica Clínica

Tiempo de radiacion de fondo equivalente (BERT)

Permite que la cantidad de radiación recibida de un procedimiento radiológico se exprese en términos de un cierto número de días o años de radiación de fondo (que se supone 3 mSv / y). Debido a que la radiación es un fenómeno natural de la vida diaria, este descriptor es fácilmente comprensible para el público en general.

Dosis órgano critico (COD) La energía depositada por unidad de masa de un órgano crítico individual. La unidad utilizada típicamente es milligrays. COD se puede determinar ya sea único o DAP a través de simulaciones de Monte Carlo para los tamaños de los pacientes normales. Valores de DQO de diversos órganos críticos puede ser utilizados para estimar ED, y COD se puede utilizar para evaluar los riesgos de radiación más allá de la inducción de cáncer por ciertos órganos (por ejemplo, eritema de la piel, cataratas, efectos biológicos fetales, efectos hematológicos, daño vascular, y efectos sobre el centro del sistema nervioso). En la práctica clínica, el conocimiento de la dosis en órganos y sensibilidad órgano cancerígeno puede conducir a mejorar la colimación y el posicionamiento del paciente para reducir los riesgos.

Dosis absorbida en superficie (SAD)

La cantidad de energía impartida por gramo de tejido en la superficie de entrada. Se obtiene multiplicando la exposición a la radiación en la piel por el factor f para el tejido. † La unidad utiliza típicamente es milligrays. Por sí mismo, no es útil para evaluar los riesgos de radiación, a excepción de eritema cutáneo. A menudo se utiliza como punto de partida para el cálculo de COD y FAD.

Producto dosis area (DAP) Un producto de la superficie irradiada multiplicado por la dosis de radiación en la superficie (en centímetros cuadrados grises-). DAP está fácilmente disponible debido a la que las nuevas unidades de fluoroscopía y unidades de angiografía incluyen una cámara de ionización especial en la superficie del colimador tubo de rayos X que mide directamente DAP. El conocimiento de DAP y de la ubicación y la proyección del haz de rayos X permite el cálculo directo de COD y ED.

Niveles de referencia diagnósticos aceptables

(DARLing)

Estos valores se establecen a partir de las encuestas. DAP se puede especificar en milligrays o grises centímetros cuadrado. Estos datos son para orientación voluntaria y no por restricciones regulatorias. Cuando las dosis a pacientes parecen estar por encima de DARLing, sobre todo cuando son consistentemente más altos, la investigación es necesaria. Protocolos subóptimos o deficiencias de los equipos podría ser la causa de los niveles de dosis más altas y por lo tanto necesitan ser modificados.

Dosis Efectiva (ED) Se obtiene multiplicando la dosis de radiación cada órgano por su factor de ponderación tisular correspondiente (para dar cuenta de la sensibilidad de cada órgano cancerígeno) y luego agregar estos valores para obtener la sumatoria. La unidad típicamente usada es milisieverts. Datos tabulados de los coeficientes de conversión suelen estar disponibles para estimar la DE de DAP SAD, o DLP. Mediante el uso de ED, los riesgos de cáncer y los efectos biológicos genéticos pueden evaluarse independientemente del procedimiento.

Dosis fetal absorbida (FAD) La dosis de radiación recibida por el feto de una mujer embarazada que ha sido objeto de un examen radiológico. La unidad típicamente usada es milligrays. FAD es útil para evaluar los efectos biológicos potenciales para el feto a partir de la irradiación. Debido a que los efectos biológicos dependen también de la edad gestacional del feto, un análisis de los beneficios y los riesgos para los estudios radiológicos siempre debe discutir los riesgos asociados con el nivel de FAD a la edad gestacional específica.

Energía total impartida (TIE) La suma de energía impartida a todo el tejido irradiado por los rayos x. La energía depositada se mide en milijulios. Se presume que los efectos biológicos están directamente relacionados con empate. TIE se puede convertir en ED. Por sí mismo, el TIE no es un descriptor útil.

Figura. El gráfico muestra que el riesgo de cáncer inducido por radiación depende de la edad del paciente en el momento de la exposición y el sexo. Las relaciones demostradas se basan en la BEIR VII informe de datos (9).