MAGNITUDES Y MEDIDA DE LA RADIACIÓN Benigno Barbés Fernández U.C.M. Física Médica y P.R Hospital Central de Asturias

CONCEPTOS PREVIOS a. Magnitudes y unidades Magnitud: propiedad física que se puede medir Unidad: patrón para comparar magnitudes Sistema Internacional (S.I.): convenio de unidades Magnitud puntual: la que se define en un punto - p. ej.: energía, tiempo, densidad - p. ej. no: volumen, masa TASA: variación de una cantidad con el tiempo Puntuales promediables (p. ej. densidad) T 1012 G 109 M 106 K 103 - 1 D 10-1 c 10-2 m 10-3 10-6 n 10-9

CONCEPTOS PREVIOS b. Radiactividad unidades nºemisiones tiempo A= S.I.: Bequerelio 1 Bq=1emisión/1segundo (=1s-1) Curio: 1mCi=37MBq (n. inest) → (n. estable) + α (He++), β(e-, e+) ó γ(fotón)

CONCEPTOS PREVIOS    Menor penetración  más rápido transfiere energía  rX (100KeV)  papel Al Pb hormigón

CONCEPTOS PREVIOS c. Ionización - directamente ionizante: partículas cargadas. β-(e-), β+(e+), p+, α++ - indirectamente ionizante: partículas neutras: n0, X, γ c. Ionización → Efectos químicos → efectos biológicos

Magnitudes para la dosimetría 1. Exposición (sólo para fotones y sólo en aire) X= Q m → Carga generada por las ionizaciones producidas por los fotones → masa en la que se producen las ionizaciones ventaja: fácil de medir desventaja: poca información sobre daño biológico magnitud de paso Unidades: - S.I.: C/Kg - Roentgen: 1R=2,6·10-4C/Kg . X Tasa de exposición: X = t

Magnitudes para la dosimetría 2. Kerma (Kinetic energy released per unit mass) (sólo para radiación indirectamente ionizante ( n0, X, γ) , en cualquier medio) γ - atraviesa sin perturbarse - pierde E y cambia trayectoria - arranca un e - K= E(γ → e -) m energía transferida por partículas indirectamente ionizantes (γ) a partículas directamente ionizantes (e-) por unidad de masa

Magnitudes para la dosimetría 2. Kerma (Kinetic energy released per unit mass) (sólo para radiación indirectamente ionizante ( n0, X, γ) , en cualquier medio) K= E(ii → di) m energía transferida por partículas indirectamente ionizantes (γ, n0, X) a partículas directamente ionizantes (e-, e+, p+, α++) por unidad de masa el proceso de medida es X → K → D : magnitud de paso hacia dosis unidades: S.I.: Gray: Gy = J/Kg 1 rad = 1 cGy

Magnitudes para la dosimetría 3. Dosis Absorbida (para cualquier tipo de radiación y en cualquier medio) es la magnitud de interés en dosimetría un e- en un medio... – emitir energía: rX aniquilación y Bremstrahlung(*) – perder su energía en sucesivos choques 1 γ → 1 ionización; 1 e- → 10.000 ionizaciones : el daño celular es por e- (*) Bremstrahlung

Magnitudes para la dosimetría 3. Dosis Absorbida un e- en un medio... – emitir energía: rX aniquilación y Bremstrahlung(*) – perder su energía en sucesivos choques K= Eab m → sólo la Energía absorbida, no la emitida unidades: S.I.: Gray: Gy = J/Kg 1 rad = 1 cGy (las mismas que K ) EN CONDICIONES DE EQUILIBRIO ELECTRÓNICO, K=D

(se vale despistarse) EN CONDICIONES DE EQUILIBRIO ELECTRÓNICO, K=D medio detector medio

Cuestiones . Cual de las expresiones es cierta a) 1mGy = 0.1 rad b) 1 Gy = 100 mrad c) 1 rad = 0.001 Gy d) 1 Gy = 100 rem

Cuestiones . El Kerma y la Dosis absorbida a) Coinciden con la dosis efectiva siempre b) Son numéricamente iguales si la medida se realiza en condiciones de equilibrio. c) Son magnitudes operacionales d) Son magnitudes limitadoras.

Cuestiones . Cuál es verdad 1 MBq = 37 mCi 1 cCi = 370 MBq 1 Bq = 1 emisión / s La b y la c son ciertas

Cuestiones . La Exposición a) Es la magnitud dosimétrica de mayor interés. b) Se define en cualquier material excepto en aire. c) Es una magnitud de paso hacia la dosis absorbida. d) Sus valores se expresan en rad o Grays.

 Magnitudes limitadoras para Radioprotección 1. Dosis Equivalente en tejido (ponderar según el tipo de radiación y su energía)  ionizaciones más concentradas (p+, α++, n0...) mayor probabilidad de daño irreversible. dosis absorbida en un tejido T debida a una radiación tipo R dosis equiv. en un tejido T debida a una radiación tipo R (p. ej. Hpiel,γ1MeV) HT,R=wRDT,R wγ = we =1 wp= 5 wα= 20 wn= 5 – 20 factor de ponderación

Magnitudes limitadoras para Radioprotección 1. Dosis Equivalente en tejido dosis absorbida en un tejido T debida a una radiación tipo R dosis equiv. en un tejido T debida a una radiación de tipo R (p. ej. Hpiel,γ1MeV) HT,R=wRDT,R factor de ponderación Sumando todos los tipos de radiación... HT=RwRDT,R =RHT,R

Magnitudes limitadoras para Radioprotección 1. Dosis Equivalente en tejido unidades: S.I.: Sievert: Sv = J/Kg 1 rem = 1 cSv El misterio del Sievert y el Gray: 1 Sv = 1 J/s = 1 Gy – Sv si hablamos de riesgo o protección: HT, E – Gy en caso contrario: K, D p.ej: en un haz de fotones, una dosis absorbida de 3mGy en pulmones supone una dosis equivalente en pulmones de 3mSv - Con protones: 3mGy → 5*3=15mSv - Con partículas α: 3mGy → 20*3=60mSv

Magnitudes limitadoras para Radioprotección 2. Dosis Efectiva (ponderar según el tejido: no todos son igualmente radiosensibles) E = T wT HT unidades: S.I.: Sv = J/Kg 1 rem = 1 cSv factor de riesgo Órgano wT Gónadas 0.20 Médula Ósea 0.12 Colon 0.12 Pulmón 0.12 Estómago 0.12 Vejiga 0.05 Órgano wT Mama 0.05 Hígado 0.05 Esófago 0.05 Piel 0.01 Superf. ósea 0.01 Resto 0.05 “proporción de riesgo” debido al tejido T en caso de irradiación total

Magnit. operacionales para Radioprotección Dosis equivalente en un punto (las magn. limitadoras no se pueden medir en interior de un tejido) dosis absorbida en un punto P dosis equiv. en un punto P HP=QDP factor de calidad → poder de penetración del haz en el tejido – para radiación muy penetrante: HP(10) D. Equiv. a 10mm de profundidad – para radiación poco penetrante: HP(0,07) D. Equiv. a 0,07mm de prof. VENTAJA: se pueden medir con un dosímetro externo

Magnitudes para la dosimetría del paciente Dosis Integral: Energía que ha recibido todo el cuerpo DI= (dosis en cada tejido) * (masa del tejido) S Sv Dosis de entrada al paciente: dosis en un punto cercano a la superficie del paciente. incluye la radiación retrodispersa Gy Dosis en órgano: – el parámetro más importante: riesgo de daño al órgano – en órganos internos: simulaciones en maniquíes Sv

Cuadro de magnitudes Dosimetría: X (C/s, R), K (Gy, rad), D (Gy, rad), Dosis abs. órgano (Gy, rad) Radioprotección Limitadoras HT (Sv, rem), E (Sv, rem) Radioprotección Operacionales HP (d) (Sv, rem) Dosimetría Pacientes D. Integral (Sv, rem), D. Entr. Pacte. (Gy, rad), D. Órgano (Sv, rem)

Cuestiones . La dosis a la entrada se mide en a) Gy b) Sv c) C/Kg d) Bq

Cuestiones . La dosis en órgano a) Se mide en Sv y es un buen indicador para la estimación del riesgo en radiodiagnóstico. b) Se mide en Gy y es un buen indicador para la estimación del riesgo en radiodiagnóstico c) No es un buen indicador del riesgo. d) Ninguna de las anteriores afirmaciones es cierta.

Cuestiones . La dosis absorbida en órgano a) Se mide en Sv y es un buen indicador para la estimación del riesgo en radiodiagnóstico. b) Se mide en Gy y es un buen indicador para la estimación del riesgo en radiodiagnóstico c) No es un buen indicador del riesgo. d) Ninguna de las anteriores afirmaciones es cierta.

Cuestiones . El Sievert Es la unidad de dosis absorbida Su abreviatura es Gy Equivale a 100 rem Es una unidad de exposición del Sistema Internacional

Cuestiones . La unidad de dosis equivalente en el Sistema Internacional se simboliza como: Gy Sv C/Kg rem

Cuestiones . La dosis efectiva se define como: La mayor dosis recibida en el cuerpo La dosis multiplicada por el factor de calidad La suma de dosis equivalentes en cada órgano La suma de dosis equivalentes ponderadas en todos los órganos