Artículo: Radiación ionizante en tomografía computada: un tema de reflexión

RESUMEN

La tomografía computada ha revolucionado el diagnóstico por imagen. Debido a su rápida evolución tecnológica y mayor disponibilidad, su utilización crece de manera vertiginosa. Sin embargo, no es inocua, ya que los pacientes expuestos a dosis de radiación ionizante, especialmente los niños, corren un riesgo bajo pero significativo de desarrollar cáncer. Dado que se desconoce el riesgo a largo plazo, en el contexto de la protección radiológica del paciente se acepta que dichas dosis deben limitarse. Para ello se requiere un conocimiento general de los parámetros de medición, así como de los métodos de reducción y de control de la radiación. Este artículo pretende ser una guía de los conceptos importantes en la compresión de estos factores y proporcionar al lector bibliografía relacionada para un uso consciente de esta valiosa herramienta diagnóstica.

Palabras clave: radiación ionizante , tomografía computada, dosis.

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Ejercicios para practicar

Resolver paso a paso, sin omitir unidades y expresando el 

resultado con dos decimales aplicando redondeo.

VIDA MEDIA

a- Considerando que la Vida Media del Calcio 41 es de 103 millones de años:

Si tenemos 2400 gr de Calcio 41; ¿en cuántas vidas medias quedarán 75gr?

b-Considerando que la Vida Media del Yodo 131 es de 8 días:

Si tenemos 2,2 kilogramos de Yodo 131; ¿Cuàntos gramos quedaràn al cabo de 32 dìas?

Aplicando Ley del Cuadrado Inverso:

1) Averiguar la Intensidad inicial si la Intensidad 2= 90 mr y la distancias son: D1= 1,1 m y D2= 140 cm

2) Averiguar la Distancia 2 si Intensidad 1= 30 mR, Intensidad 2= 45 mR y D1= 80 cm.

Aplicando Ecuación de Larmor:

3) Si la frecuencia de precesión equivale a 11 millones de Herz, determinar la Intensidad del Resonador. Indicar si está dentro de rango.

4)Determinar Frecuencia de Precesión en HZ y MHZ si la Intensidad del resonador es de 2,3 Tesla.

Actualización Profesional 2.0 - Segunda parte

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Ejemplo: noticia sobre el Congreso Chileno de Radiología 2016

Resonancia Magnética Nuclear- Fundamentos Físicos - Ecuación de Larmor

Es una forma no invasiva de obtener imágenes del cuerpo. A diferencia de las radiografías y de las tomografías computadas (TAC), que utilizan radiación ionizante, las RMN utilizan imanes y ondas de radio potentes. El escáner para RMN contiene el imán. El campo magnético producido por una RMN es aproximadamente 10.000 veces mayor que el de la tierra y fuerza a los átomos de hidrógeno a alinearse en una cierta forma, similar a la forma como se mueve la aguja de una brújula al sostenerla cerca de un imán. Cuando se envían las ondas de radio hacia los átomos de hidrógeno alineados, éstas rebotan y una computadora registra la señal. Los diferentes tipos de tejidos devuelven señales diferentes. Por ejemplo, el tejido sano devuelve una señal ligeramente diferente a la del tejido canceroso. Las imágenes por resonancia magnética se denominan cortes y se pueden almacenar en una computadora o imprimir en una película.

Las RMN se pueden realizar fácilmente a través de la ropa, sin embargo, debido a que el imán es demasiado potente, ciertos tipos de metal pueden ocasionar errores significativos, llamados distorsiones o artefactos, en las imágenes.

Si la persona tiene MARCAPASOS o cualquiera de los siguientes objetos metálicos en su cuerpo, no se le deben tomar imágenes por resonancia magnética:

• Implantes en el oído interno 
• Clips para aneurisma cerebral
• Ciertas válvulas cardíacas artificiales
• Stents (cánulas) vasculares viejos
• Articulaciones artificiales recientemente colocadas

Al paciente se le pide firmar una autorización en la cual confirma que no posee ninguno de estos elementos en su cuerpo.

Antes de una RMN, a las personas que trabajan con láminas de metal o cualquier persona que pueda haber estado expuesta a pequeños fragmentos metálicos se les debe tomar una radiografía del cráneo para verificar si tienen metales en los ojos (ejemplo: empleados metalúrgicos)

Debido a los fuertes imanes, no se permiten ciertos objetos metálicos dentro de la sala:

• Artículos como joyas, relojes, tarjetas de crédito y audífonos pueden dañarse
• Los prendedores, ganchos para el cabello, cremalleras metálicas u otros artículos metálicos similares pueden distorsionar las imágenes
• Las prótesis dentales removibles se deben retirar justo antes del examen

Los lapiceros, navajas y anteojos pueden salir volando cuando se activa el imán, lo cual puede ser peligroso, por lo que el paciente no debe llevarlos consigo al entrar al área del escáner. Algunas personas se han lesionado en las máquinas para tomar RMN por no haberse despojado de los objetos metálicos de sus ropas o porque otras personas dejaron objetos de metal en el cuarto.

Fundamentos  físicos de la RMN

­          Los protones tienen una carga eléctrica positiva que está en movimiento constante. Como recordarás de Física I, cuando las cargas eléctricas están en movimiento producen una corriente eléctrica.

­          Una corriente eléctrica siempre induce a la formación de un campo magnético.

­          Por lo tanto, cada protón tiene su propio campo magnético, y por ello, puede considerarse como un pequeño imán.

­          Cuando colocamos a un persona en el resonador, los protones del cuerpo son como pequeños imanes que se alinean en un campo magnético externo (el resonador)

­          Las dos formas posibles de alineamiento son: paralelo (↑) y antiparalelo (↓)

­    Por cada 10.000.000 de protones que se alinean en antiparalelo hay 10.000.007 que se alinean en paralelo. Si bien es poca diferencia numérica (siete protones más cada diez millones) este es el estado preferido de los protones ya que así gastan menos energía.

­          Los protones giran sobre su propio eje varios millones de veces por segundo, haciendo un movimiento similar al de un trompo. Este movimiento se llama precesión.

­          La frecuencia de precesión (vueltas sobre su eje por segundo) depende de la intensidad del campo magnético externo, o sea de la intensidad del resonador. Cuanto más intenso es el campo magnético externo mayor es la frecuencia de precesión(más giros sobre si mismos hacen los protones). Esto se representa con la ecuación de Larmor:

         w_{= letra griega Omega,}

         g_{= letra griega Gamma}

   B_{= letra griega Beta}

- w₀ es la frecuencia de precesión que se mide en Hz o MHZ. 1 Herz representa una revolución por segundo y 1 MHZ es igual a 1.000.000 de HZ, o sea un millón de revoluciones por segundo.

- B₀ es la intensidad del campo magnético externo y se mide en Tesla(T).

- g es la constante giromagnética que varía según cada elemento de la tabla periódica. El valor para el protón de Hidrógeno es de 42,5 MHZ / T.

El imán es el componente básico de un equipo de RMN. La intensidad, la homogeneidad y la estabilidad del campo magnético que genera determinan la sensibilidad y resolución máximas del imán. La potencia del campo magnético se mide en unidades Tesla (T), que oscila entre 0,2 y 3,0 T en los imanes que se utilizan en la práctica clínica. En la mayoría de los equipos de RM se utilizan electroimanes superconductores que operan a la temperatura del helio líquido (-­269 ºC), a la cual las bobinas del material conductor conducen la electricidad sin resistencia y con un consumo mínimo de corriente eléctrica. Su principal ventaja es la capacidad de generar un campo magnético muy potente, homogéneo y estable.

­     Los protones que están orientados en direcciones opuestas se cancelan unos con otros, por lo que no tienen efectos magnéticos. Este efecto es comparable a cuando dos personas tiran de extremos opuestos de una soga, sus fuerzas se cancelan.

­  Al colocar al paciente en el resonador el propio paciente se magnetiza, esto quiere decir que adquiere su propio campo magnético por la suma de los protones orientados en paralelo que no tienen opuestos. Esta magnetización se da en dirección longitudinal (a lo largo) del campo magnético del resonador.

 Una vez que el paciente está dentro del resonador se le envía una un pulso corto de ondas electromagnéticas que se llama Pulso de Radiofrecuencia (RF) que capta energía y los protones toman forma antiparalela, lo que hace que disminuya la magnetización longitudinal y los protones entrar en sincronismo (se orientan en la misma dirección al mismo tiempo)

Ejemplo de Ejercicios de aplicación de la Ley de  Larmor:

1)      Averiguar la frecuencia de precesión si el resonador es de 2,5 T. Expresarla en HZ y MHZ

2)      Averiguar la Intensidad del Resonador si la Frecuencia de precesión es de 18 millones de HZ.

Expresar el resultado redondeando a dos decimales.

Aclaración: los problemas pueden ser enunciados con la letra griega que representa los términos: frencuencia de precesión  e intensidad del resonador.

Ley del Cuadrado Inverso o Ley Inversa del Cuadrado (I = 1/D2)

Como radiólogos van  a estar expuestos a los RX. Al realizar prácticas de rutina con el tiempo suficiente para protegerse o al estar en centros de salud debidamente equipados no tendrán riesgo. La cosa será cuando el lugar no tiene mampara o vidrio plomado, o cuando hagan portátiles. Pero a no desesperar, además del delantal, hay una manera barata y fácil de protegerse… LA DISTANCIA. 

Veamos por qué pensando en la radiación que recibe el paciente:

La intensidad de la luz se comporta de una manera especial en relación a la distancia de su fuente. Digamos que tenemos una fuente de RX a 2 metros de distancia del paciente. Si movemos al sujeto al doble de la distancia (4 metros) … ¿Cuánta intensidad de RX lo alcanzará? Lo más común es decir “la mitad ”, pero la realidad es que la fuente de radiación  se comporta siguiendo la Ley del cuadrado inverso. La respuesta correcta es: una cuarta parte de la intensidad.


De acuerdo con esta ley, la intensidad de la luz varía inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Entonces, si tomamos la distancia de 2 metros y la cuadramos nos dará 4, y el inverso es ¼ o un cuarto de la potencia original.


• ·      -Si duplicamos la distancia (2X) nos irradiamos una cuarta parte (1/4)
• ·       Si triplicamos la distancia (3X) nos irradiamos una novena parte (1/9)

Distancias habituales:

ü  1 m paciente acostado a tubo

ü  1,5 m paciente de pie Potter Bucky mural 

Problema para desarrollar y resolver en clase:

Se realiza una radiografía con la siguiente técnica: 70 kVp, 200 mAs y distancia foco paciente de 90 cm. LA radiación emitida es  400 mR .  Luego se realiza una nueva radiografía al paciente como los mismos valores, excepto la DFP que es de 180 cm.  ¿Cual será la nueva radiación emitida? 
Con el video que figura en la parte superior podrás orientarte para resolver el problema

ADN y Proteínas en función de análisis filogenéticos - Video de Abuelas de Plaza de Mayo

Entrevista al Dr. Diego Golombek - Director de la Colección "Ciencia que Ladra"

Radioisótopos - Vida Media