Efectos estocásticos de la radiación ionizante y magnitudes dosimétricas: E, ESAK, DSE, PDA, CTDI

Efectos Estocásticos de la Radiación Ionizante

Los efectos estocásticos sobre la salud debidos a la radiación ionizante dependen de:

• La dosis absorbida.
• El tipo y energía de la radiación considerada (R).
• El órgano o tejido irradiado (T).

Para tener en cuenta la eficacia biológica relativa de los diferentes tipos de radiación ionizante, se introducen los factores de ponderación de la radiación (W_r).

Factor de Ponderación del Tejido (W_t)

Comparación de los factores de ponderación de los tejidos (W_t) según las recomendaciones de la ICRP de 1991 y 2007:

• Médula ósea, colon, pulmón, estómago: 0,12 (ambos años).
• Mama: 0,05 (1991) / 0,12 (2007).
• Gónadas: 0,20 (1991) / 0,08 (2007).
• Vejiga, hígado, esófago, tiroides: 0,05 (1991) / 0,04 (2007).
• Superficie ósea, piel: 0,01 (ambos años).
• Cerebro: Incluido en 'Resto' (1991) / 0,01 (2007).
• Glándulas salivares: No especificado (1991) / 0,01 (2007).
• Resto de tejidos: 0,05 (1991) / 0,12 (2007).

Magnitudes Dosimétricas Fundamentales

Dosis Efectiva (E)

Es la suma de las dosis equivalentes en los diferentes tejidos y órganos del cuerpo (H_T), ponderadas según su radiosensibilidad mediante los correspondientes factores de ponderación del tejido (W_t). Considera tanto irradiaciones internas como externas.

E = Σ_T (W_t * H_T)

La suma de todos los W_t es igual a la unidad.

• Unidad: Sievert (Sv).
• H_T: Es la dosis equivalente en un tejido u órgano T.
• W_t: Es el factor de ponderación del tejido T.

Magnitudes Operacionales (Irradiación Externa)

Son magnitudes diseñadas para la monitorización de la exposición a la radiación externa. Se miden con instrumentación sencilla y proporcionan una estimación práctica y generalmente conservadora (sobreestimación) de las magnitudes limitadoras (como la dosis efectiva).

Se definen a partir de la dosis equivalente en puntos específicos del cuerpo humano o de maniquíes estándar, relacionándose con las magnitudes limitadoras bajo condiciones de irradiación específicas.

Equivalente de Dosis Personal H_p(d)

Es la dosis equivalente en tejido blando ICRU a una profundidad d por debajo de un punto específico del cuerpo. Se utiliza para la monitorización individual:

• H_p(0,07): (d = 0,07 mm) Utilizada para estimar la dosis equivalente en la piel y extremidades.
• H_p(3): (d = 3 mm) Utilizada para estimar la dosis equivalente en el cristalino.
• H_p(10): (d = 10 mm) Utilizada como estimador de la dosis efectiva para radiación penetrante.

Magnitudes en Procedimientos Específicos

Kerma en Aire en la Superficie de Entrada (ESAK - Entrance Surface Air Kerma)

Es el kerma en aire medido en el punto donde el eje central del haz de radiación incide sobre la superficie de entrada del paciente, en ausencia del paciente. Se mide, por tanto, "en aire libre".

Características:

• No incluye la contribución de la radiación retrodispersada por el paciente.
• Aumenta al reducirse la distancia foco-piel del paciente.
• En radiología intervencionista, se suele referir a un punto situado a 15 cm del isocentro del arco, en dirección al foco, para representar la superficie de un paciente estándar.

Unidades: J/kg (Gray - Gy).

Dosis en la Superficie de Entrada (DSE - Entrance Surface Dose)

Es la dosis absorbida en el centro del campo de radiación, sobre la superficie de entrada del paciente. A diferencia del ESAK, la DSE sí incluye la contribución de la radiación retrodispersada por el paciente.

Características:

• Aumenta al reducirse la distancia foco-piel del paciente.
• Es una magnitud comúnmente utilizada para la estimación de dosis a pacientes en radiología convencional (simple).

Producto Dosis-Área (PDA o DAP - Dose Area Product)

Es la integral de la dosis (o kerma en aire) sobre el área de la sección transversal del haz de rayos X. Equivale al producto de la dosis (o kerma en aire) media en el área del haz por el área de dicho haz.

PDA = Dosis media * Área

Características:

• Es una magnitud independiente de la distancia al foco de rayos X donde se mida (siempre que todo el haz sea interceptado por el medidor).
• Su valor es constante a lo largo de la trayectoria del haz desde el foco hasta el paciente (en ausencia de atenuación).
• Es un buen indicador del riesgo estocástico total asociado a un procedimiento.

Unidades: Gy·cm² o mGy·cm².

Dosimetría en Mamografía

Las magnitudes dosimétricas relevantes en mamografía incluyen:

• ESAK: Definido de forma análoga a la radiología convencional.
• DSE: Definida de forma análoga a la radiología convencional.
• Dosis Glandular Media (DG M o MGD - Mean Glandular Dose): Considerada la magnitud más relevante para la estimación del riesgo de cáncer de mama inducido por radiación. Se calcula a partir del ESAK y factores que dependen de la calidad del haz, el espesor y composición de la mama comprimida.

Índice de Dosis en Tomografía Computarizada (CTDI - Computed Tomography Dose Index)

Es la integral del perfil de dosis a lo largo de una línea paralela al eje de rotación (eje z) para una única adquisición (corte o rotación), dividida por el espesor nominal del haz (N x T, donde N es el número de cortes simultáneos y T el espesor de cada corte).

CTDI = (1 / (N * T)) * ∫ D(z) dz

Representa la dosis media en el volumen escaneado para esa adquisición única, asumiendo que se repitiera de forma contigua.

Medición:

En la práctica, se mide utilizando una cámara de ionización tipo lápiz con una longitud activa estándar (generalmente 100 mm o 10 cm) insertada en maniquíes cilíndricos estándar de PMMA (polimetilmetacrilato) que simulan la cabeza y el cuerpo.

Se suelen reportar dos valores:

• CTDI₁₀₀: Medido con la cámara de 100 mm.
• CTDI_w (CTDI ponderado): Combina las mediciones en el centro (1/3) y la periferia (2/3) del maniquí: CTDI_w = (1/3)CTDI_100,centro + (2/3)CTDI_{100,periferia}.
• CTDI_vol (CTDI volumétrico): Ajusta el CTDI_w por el pitch del estudio helicoidal: CTDI_vol = CTDI_w / pitch. Representa la dosis media en el volumen total explorado.