Colegio de cirujanos dentistas de Costa Rica

Colegio de Cirujanos Dentistas
Curso Básico Protección
contra las
Radiaciones Ionizantes
Dra. Ana Luisa Berrocal Domínguez
Código MS. PCR – 040 - 2000
Año 2015
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Introducción
Curso Básico de Protección contra las Radiaciones Ionizantes
I Parte:
Radiografía Instrumento Diagnóstico
1- Ley General de Salud
a. Curso básico de radiaciones ionizantes
b. Permiso de funcionamiento
c. Responsable del funcionamiento
d. Conceptos básicos de ética en diagnóstico radiográfico
2- Legalidad de la Radiografía como Instrumento Diagnóstico
Radiología Odontológica
1 - Historia de los Rayos X
a. Descubrimiento
b Desarrollo de técnicas intra orales
c. Desarrollo de la película dental
d. Actualidad en radiología odontológica, método convencional y método digital
2- Equipos Convencionales de Radiología Dental 2 horas
a. Regulaciones internacionales de construcción
b. mA y Kv mínimos
c. Largo del aditamento localizador del Haz de Rayos X
d. Forma del aditamento localizador y diámetro máximo
3-
Factores que controlan la Formación del Haz de Rayos X en los equipos dentales intra
orales y panorámicos
a. Tiempo de exposición
b. Colimación
c. Filtración
d. Distancia Foco – objeto
e. Miliamperaje
f. Kilovoltage
4- Haz de Rayos X de Calidad
a. Diferentes equipos , convencional y panorámicos
b. Cantidad y tiempo de exposición
c. Calidad de rayos X y el kilovoltage
5- Factores que afectan la absorción y penetración del Haz de Rayos X
a. Longitud de onda
b. Composición y densidad de la materia o tejidos a irradiar
c. Grosor de los tejidos a irradiar
6- Propiedades de las Radiaciones ionizantes
a. Penetración
b. Absorción
c. Sensibilizaciones de sales de plata
d. Sensibilización de placas sensores CCD y CMOS
7- Factores que afectan la absorción de los Rayos X
a. Grosor y densidad de los tejidos
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8- Película dental, pantallas intensificadoras y rejillas
a. Componentes de la película dental
b. Tamaño y forma de los gránulos de haluros de plata
c. Velocidad de la película
d. Pantallas intensificadoras, su función y composición
e. Rejillas anti difusoras, función y composición
9- Proceso de revelado
a. Cuarto oscuro, componentes y requisitos
b. Formación de la imagen latente
c. Componentes de los químicos, revelador y fijador
d. Temperatura de los químicos
e. Proceso automático
f. Proceso manual
10- Características generales de la radiográfica diagnóstica
a. Densidad radiográfica, exposición, grosor del objeto, densidad del objeto
b. Contraste radiográfico, contraste del sujeto, contraste de la película, radiación dispersa.
c. Velocidad radiográfica
d. Latitud de la película
e. Ruido radiográfico
f. Nitidez y borrosidad radiográficas, del receptor de imagen, geométrica
11- Geometría de la proyección de sombras
a. Nitidez y resolución de la imagen
b. Distorsión del tamaño de la imagen
c. Distorsión de la forma de la imagen
d. Técnicas de paralelismo y de bisectriz del ángulo
e. Técnicas de localización de objetos.
12- Errores radiográficos
a. Mal posicionado de la película, del haz de rayos X
b. Mal escogencia de tiempo de exposición de acuerdo al individuo, técnica, tipo de película
c. Mal proceso de revelado
d. Mal proceso de archivo
13- Control de calidad en radiología odontológica
a. Receptores de imágenes
b. Revelado manual y automático de las películas
c. Comprobación de los equipos de rayos X
d. Control de Infecciones
Física de las Radiaciones Ionizantes;
1- Nociones fundamentales de la Física de las Radiaciones Ionizantes
a. Conceptos fundamentales
b. Composición de la materia, estructura atómica
c. Naturaleza de la radiación
d. Clasificación de las radiaciones
e. Radiación de partículas
f. Radiaciones electromagnéticas
g. Radiaciones ionizantes
h. Radiación, ionización y radiactividad
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2- Radiaciones Ionizantes
a. Definición
b. Propiedades de las radiaciones ionizantes
c. Espectro Electromagnético
d. Radiación dura y suave
e. Rayos X en Odontología
f. Radiación primaria
g. Radiación secundaria o por diseminación
3- La máquina de Rayos X
a. Componentes generales del equipo
b. Tubo de Rayos X, sus partes y función
c.
Fuente de energía
d.
Componentes de la cabina de control
e.
La toma de radiografías intraorales.
f.
Proceso de revelado de la película dental, manual y automático
4- Producción de Rayos X dentales
a. Tipos de rayos X
b. Radiación de frenado o deceleración
c. Radiación característica
5- Factores que controlan el Haz de Rayos X
a. Tiempo de exposición
b. Intensidad y miliamperaje (mA)
c. Voltaje del tubo kilovoltage (Kvp)
d. Filtración
e. Colimación
f. Intensidad y distancia
g. Ley del cuadrado inverso
6- Interacciones de la Radiación X en odontología
a. Absorción de energía y efecto fotoeléctrico
b. Dispersión Compton
c. Dispersión Coherente
d. Electrones secundarios
e. Atenuación de los rayos X
7- Dosimetría
a. Definición y justificación de su uso
b. Detectores, por ionización, gaseosos, semiconductores y por excitación, de centelleo y
termoluminicentes
8- Medidas de Radiación
a. Unidades de medida
b. Medidas de exposición
c. Medidas de dosis absorbidas
d. Medidas de dosis equivalentes
e. Dosis eficaz
f. Límite de dosis
g. Exposición ocupacional de mujeres
h. Medidas empleadas en Radiología Dental
i. Radiactividad
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II Parte
Radiobiología:
1- Mecanismo de la lesión por efecto de las radiaciones ionizantes
a. Mecanismos de la lesión por radiación
b. Química de la radiación
c. Efecto directo
d. Radiólisis del agua
e. Efecto Indirecto
f. Cambio de las moléculas biológicas
g. Efecto de la radiación a nivel celular, núcleo, alteraciones cromosómicas, citoplasma
h. Efecto sobre la cinética celular, retraso mitótico, muerte celular,
recuperación
2- Efectos de la Radiación
a. Radiosensibilidad de los tejidos y órganos,
b. Teorías de la lesión por radiación .
c. Efectos a corto y largo plazo
d. Factores modificadores, dosis, índice de dosis, oxígeno, transferencia de energía lineal
e. Curva dosis – respuesta y lesión por radiación
f. Factores que determinan la lesión por radiación
3- Riesgos de la Radiación
a. Efectos de la radiación sobre los tejidos orales, mucosa oral, papilas gustativas, Gl. Salivales
dientes, caries por radiación, hueso
b. Efectos de la radiación de todo el cuerpo
c. Síndrome agudo de Radiación y sus períodos
d. Efecto sobre los fetos
e. Efectos somáticos, carcinogénesis y otros
f. Efectos genéticos
g. Efectos estocásticos y no estocástico
III Parte
Protección Radiológica,
1- Protección contra las Radiaciones Ionizantes.
a. Pilares de protección, optimización, justificación
b. Fuentes de exposición a la radiación
c. Radiación natural, externa, cósmica, terrestre, interna, radón, otras
d. Radiación artificial, médico, productos comestibles e industriales, otras
e. Exposición y dosis en radiología
f. Limitación de dosis
g. Exposición de los pacientes y dosis, médula ósea, tiroides, gónadas, dosis efectiva
h. Riesgo y cálculo del riesgo
2- Métodos para reducir la exposición y dosis Protección al paciente, durante la exposición
a. Equipo adecuado
b. Concepto de velocidad de la película y tiempo de exposición
c. Concepto de distancia y atenuación de los rayos X
d. Aditamentos para la toma de radiografías
e. Collar tiroideo
f. Delantal de plomo
g. Selección adecuado del tiempo de exposición
h. Utilización de técnicas radiográficas adecuadas.
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3- Protección al paciente, después de la exposición
a. Procesamiento adecuado de la radiografía
b. Archivo y documentación de la radiografía
4- Guías de protección al operador según la normativa del reglamento vigente
a. Posición y distancia; 135° del haz de rayos X
b. Barreras de protección
c. Vigilancia del equipo
d. Vigilancia personal
5- Guías de exposición al operador
a. Legislación de seguridad contra la radiación
b. Dosis máxima permisible
c. Dosis máxima acumulada
d. Concepto ALARA
Bibliografía
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Introducción
El hombre desde siempre, ha estado expuesto a fuentes naturales de radiación cuya intensidad depende
del lugar en que se desarrolle y varía con el tiempo al que ha estado expuesto.
Las causas de esta radiación 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 renovación dentro y sobre la corteza terrestre.
Casi desde el descubrimiento de los Rayos X, por el físico Wilhem C. Roentgen en 1895, se pudo
determinar y cuantificar el daño que causa a los tejidos vivos la acción de los Rayos X.
Al existir sustancias radiactivas, productoras de radiaciones ionizantes de forma natural y permanente en
todo el mundo, sumada a la irradiación de tipo industrial para técnicas de esterilización de los alimentos y
otras fuentes producidas por el hombre, hace que la exposición a las radiaciones ionizantes en los seres
vivos, no puede controlarse o eliminarse totalmente.
Es por esto que la exposición a las radiaciones ionizantes a los que son sometidos los pacientes y los
operadores, sea ésta, con fines diagnósticos o curativos, deben ser reguladas mediante normativas muy
estrictas, para de esta manera asegurar que el riesgo al que se verá 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 también
en Brasil, se dieron a la tarea de reglamentar sobre bases internacionales el uso de las radiaciones
ionizantes.
Es la Comisión Internacional para la Protección contra las Radiaciones, ICRP, la que a partir de 1995 da la
pauta para el establecimiento del “Reglamento sobre protección contra las radiaciones ionizantes”, vigente
en Costa Rica, ICRP - # 60, que indica que las radiaciones ionizantes solo deben ser empleadas sí su
utilización está justificada, considerando las ventajas que representa en relación 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 instalación de equipos de radiología dental, del uso adecuado de las barreras de protección y
de las dosis máximas permisibles para los pacientes y los operadores o personal expuesto.
La radiografía dental es un instrumento diagnóstico obligatorio en la mayoría de los procesos de
tratamientos dentales y por lo tanto la mayoría de los odontólogos en Costa Rica, tienen instalados equipos
de radiología dental en sus consultorios.
Este hecho hace que el odontólogo deba ponerse a derecho con la normativa existente, la cual le exige
conocimientos mínimos de la física de la radiología así como lo concerniente al daño que las radiaciones
ionizantes causan en los tejidos vivos y por lo tanto deben acogerse a las normas mínimas de protecci ón
radiológica.
Este folleto tiene como objetivo entregar al odontólogo general, al especialista y al personal auxiliar en
odontología, el conocimiento básico de lo qué son las radiaciones ionizantes y como protegerse del daño
que causan, para así poder acogerse al reglamento y obtener el carné que lo acredita para poder operar
equipos de radiología intra como extra oral convencionales y digitales.
Es importante resaltar que el texto escrito, fotografías y tablas, utilizados en este folleto, en su mayoría,
conforman una recopilación bibliográfica de los libros de texto escritos por especialista en Radiología
Odontológica, reglamentos sobre Radiaciones ionizantes, nacionales y extranjeros, revistas etc. y por
supuesto la experiencia de mi persona como Especialista en Radiología Maxilo-Facial, intrínseca dentro de
los resúmenes publicados en este folleto .
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I Parte
Radiología Odontológica
Equipos de Radiología Convencionales;
Regulaciones Internacionales;
Las características de cualquier haz de radiación producido por un equipo de Rayos X convencional,
vienen definidas, básicamente, por tres parámetros;
-
Tensión de alimentación del tubo, kVp, no mayor de70 kVp
Intensidad, mA, no superar los 10 mA
Tiempo de exposición, mA/seg, que oscilan entre los 0.05 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 mínimo se obtiene que NO se requiere un blindaje
adicional de plomo o su equivalente, en las salas donde se efectúen radiografías 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 clínica 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
más de aquellas paredes de sala que colinden con otros gabinetes en los que puedan haber
otros profesionales o pacientes.
-
Las paredes de la sala estén construidas al menos, por ladrillo de arcilla de 15 cm, o por
otros materiales con equivalente capacidad de atenuación.
De acuerdo al Reglamento de Radiaciones Ionizantes ICRP–60 los equipos convencionales para la toma
de radiografías intraorales de uso odontológico, deben tener las siguientes características técnicas
mínimas;
1- Cabezote con cubierta plomada
2- Un mínimo de 65 Kilovoltios, no menor de 7 mA dentro del tubo, 1.5 mm de aluminio en el filtro,
para equipos de más de 65 Kv el filtro debe ser de un mínimo de 2 mm de aluminio, un aditamento
cilíndrico localizador con un diámetro no mayor de 6 cm o preferiblemente con colimador
rectangular en la parte más externa.
3- Marca externa en forma de punto que determina la ubicación exacta del tubo, longitud de
posición del tubo de rayos X a la salida del aditamento localizador no debe ser menor de 20 cm
la
4- Brazo que en su posición más extendida, mida no menos de 1.8 mts, con al menos tres
articulaciones y con aditamentos, (goniómetros) para saber los grados de angulación en los
movimientos horizontales y verticales del cabezote durante las diferentes técnicas radiográficas.
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5- Tiempos de exposición que deben observarse en una pantalla de al menos tres dígitos, para medir
exposiciones desde 0.08 de seg. hasta más de 1 seg.
6- Una luz de encendido y un ruido al hacer exposición de radiación
7- El disparador debe poder alejarse al menos 2 metros de la cabeza del paciente.
8- Dibujos que determinen las piezas a radiografiar, técnicas intraorales distintas, la edad del paciente y
que coincidan con el tiempo de exposición que indica en la pantalla, una vez que ha sido elegido por el
operador.
Recomendaciones específicas para equipos panorámicos tomógrafos volumétricos odontológicos;
La principal característica 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 270º.alrededor
de la cabeza del paciente, en los equipos volumétricos, dependerá el tamaño del giro del campo visual
elegido.
La tensión 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 panorámicas de los que también toman Rx cefalométrico, con
los diferentes tipos de tomógrafos, que pueden ser “tríos”; panorámico, cefalométrico y tomógrafo, o
pueden ser únicamente tomógrafos, de campo visual grande o pequeño
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 hormigón o ladrillo, si no
fuera así deberá considerarse poner un recubrimiento de lámina de fibrocemento de mínimo 12 mm de
grosor.
Deben estar protegidas así mismo las puertas con el material de fibrocemento de 12 mm de grosor y las
ventanas de observación 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;
Composición;
Tiene dos componentes principales, la emulsión y la base. La emulsión, que es sensible a los Rayos X y a
la luz visible, registra la imagen radiográfica. La base es un material plástico de soporte sobre el cual se
deposita la emulsión.
Emulsión;
Los dos principales componentes son los haluros de plata, sensibles a la radiación y a la luz visible, y a
una matriz sobre la cual están suspendidos los cristales. Los haluros de plata están compuestos por
bromuro y yoduros de plata.
La emulsión se ubica en ambos lados de la base, unida a esta mediante un adhesivo. La matriz donde
están suspendidos los cristales es un material gelatinoso, y encima de la emulsión hay una delgadísima
capa de material protector del tipo teflón, que protege a la película de efectos externos.
Base;
La función de la base es soportar la emulsión y es flexible y traslúcida con leve color azulado.
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Fig. 1 Esquema de la película de rayos
Radiología Digital intraoral
Durante la década de los 80’s, la radiología digital intraoral fue introducida en la práctica odontológica. A
mediados de los 90 la baja resolución de estos sistemas limitó en gran medida su aplicación en
odontología. Sin embargo al final de la década, los avances tecnológicos tuvieron una drástica mejoría en
las posibilidades diagnósticas de estos sistemas de radiología digital.
Hoy en día estos avances incluyen la simplificación tanto de los aparatos como de los programas de
software a los que van asociados, una rápida obtención de la imagen radiográfica y, en definitiva, mayores
comodidades tanto para el dentista como para el paciente
1987. Trophy, El uso de la radiografía digital ha aumentado considerablemente desde su introducción al
mercado, debido a que produce imágenes instantáneas. Esta tecnología 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 área médica siendo la radiología una de las más utilizadas.
De este modo la aceptación de la radiología digital ha ido creciendo en el mundo de la odontología y cada
año son más los profesionales que deciden incorporar esta tecnología en sus clínicas
La radiografía digital directa a diferencia de la radiografía digitalizada, utiliza sensores electrónicos sensibles
a los rayos-x que son colocados de manera similar a la película común. El sensor electrónico va conectado a
una computadora, creando una imagen que será visualizada inmediatamente en el monitor. La sensibilidad
extrema del sensor permite una reducción que varía desde un 30% en radiografías del cráneo a 60% en
panorámica y hasta 90% de disminución de radiación en radiografías intraorales.
Sensores de equipos digitales
Tipos de radiología digital
Existen actualmente dos tecnologías diferentes en radiología digital;
- radiología digital directa (RDD)
-radiología digital indirecta (RDI).
Radiología digital directa
Emplea como receptor de rayos X un captador rígido habitualmente conectado a un cable óptico a través
del cual la información captada por el receptor es enviada al computador.
Se denomina directa porque, a la inversa de la indirecta, no requiere ningún tipo de escaneado tras la
exposición a los rayos X, sino que el propio sistema realiza automáticamente el proceso informático y la
obtención de la imagen.
Radiología digital indirecta (radiología con fósforo fotoestimulable)
La imagen es capturada de forma analógica en una placa de fósforo fotoestimulable y convertida en digital
tras su procesado o escaneado.
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Principios básicos
Radiología digital directa
Funciona con sensores fotosensibles similares a los de las cámaras fotográficas digitales. Puesto que
estos sensores se estimulan con luz y se deteriorarían al ser expuestos a rayos X, el receptor o captador
de estos sistemas consta de otros dos componentes, además del sensor (Figura 2). La primera capa, el
escintilador, se encarga de transformar los rayos X en luz. Una pequeña cantidad de radiación atraviesa el
escintilador sin ser convertida en luz, por lo que una segunda capa compuesta por fibra óptica u otros
materiales evita la penetración de los rayos X hasta el sensor y por tanto su deterioro.
FIG 2 Estructura de un captador de radiología digital directa
El sensor está formado por una estructura de celdillas o píxeles fotosensibles capaces de almacenar
fotones, y que convierten la señal luminosa que reciben en una señal eléctrica de intensidad proporcional.
Esta señal eléctrica es enviada a un convertidor analógico digital o DAC que, como su propio nombre
indica, transforma la señal analógica (eléctrica) en una digital (basada en un código binario).
De este modo, la señal luminosa que recibe cada píxel del sensor será convertida en un valor formado por
ceros y unos, y este valor será interpretado como un determinado nivel de gris.
La unión de todos los puntos grises correspondientes a las distintos píxeles generará finalmente una
imagen.
Radiología digital indirecta
Emplea placas de aspecto similar a las películas radiográficas convencionales pero compuestas por una
emulsión cristalina de fluorohaluro de bario enriquecido con Europio.
Esta emulsión es sensible a la radiación. Los rayos X provocan la excitación y liberación de un electrón del
Europio, que es captado por una vacante halógena del fósforo de almacenamiento. Las vacantes
electrónicas y los electrones captados se recombinan y causan luminiscencia, convirtiendo los rayos X en
energía latente almacenada.
Un láser de helio-néon estimula la luminiscencia de la placa, liberando los electrones atrapados, que se
recombinan con las vacantes del Europio.
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La energía, en forma de luz, es captada por un tubo fotomultiplicador y transformada en señal eléctrica.
Finalmente, la señal resultante es convertida en digital mediante un convertidor analógico-digital, que
determina el número máximo de tonos de gris.
Características técnicas (resolución)
En la actualidad existen tres tipos de sensores empleados en RDD:
— CCD (charge-couple device).
— CMOS-APS (complementary metal oxide semiconductor active pixel sensor).
— Super CMOS.
Estos sensores tienen distintas características y propiedades y, por tanto, confieren diferentes prestaciones
al sistema de RDD.
Los CCD tienen una mayor sensibilidad a la luz y proporcionan imágenes de mayor nitidez, pero tienen
también un costo más elevado.
Los CMOS-APS son externamente idénticos a los CCD pero utilizan una nueva tecnología en píxeles
(APS).
Ofrecen las siguientes ventajas sobre los CCD:
— Reducen 100 veces los requisitos del sistema para procesar la imagen.
— Mejora la fiabilidad y la vida media de los sensores.
— Capacidad de transmisión en cada una de las celdas. Esto evita el efecto de «blooming»
o de contaminación entre píxeles vecinos cuando hay situaciones de sobreexposición.
— Permite mejores opciones de interpolación de la imagen.
— Más fáciles de interconectar a nuevos sistemas que los CCD.
Por otra parte tienen también algunas desventajas:
— Son menos sensibles y de menor calidad, pero al ser fáciles de fabricar son más
baratos.
— Son muy sensibles al ruido de imagen, tienen poca sensibilidad.
— El área activa de estos sensores es más pequeña.
Por último, el Super CMOS es una evolución del CMOS que según sus fabricantes ofrece una resolución
superior.
Ventajas de la Radiología Digital. El mayor beneficio tanto en la fotografía como en la radiografía digital se
encuentra en el proceso de revelado, mientras que en el proceso convencional se requiere imprimir un
negativo o una placa radiográfica, para ser llevado a un proceso de revelado y fijación de la imagen el cual
puede variar entre minutos en el caso de las radiografías hasta horas o días en el caso de las imágenes
fotográficas, las imágenes digitales se obtienen en fracciones de segundos esto puede significar una
diferencia entre la obtención o no de una buena imagen. En la fotografía y en la radiología 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 electrónica o
impresa.
Los beneficios colaterales son:
Sanitario: Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador y menor cantidad de material
contaminante (Plomo, Químicos de revelador y fijador)
Economía: Ahorro de placas radiográficas y rollos fotográficos y en la compra de reveladores y fijadores así
como también en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado.
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Ergonomía: Disminución del espacio para guardar las imágenes, facilitando la creación de archivos
digitales para dar un diagnóstico y envío de resultados. El alto contraste de las imágenes digitales facilita el
diagnóstico imagenlógico por parte del radiólogo o de la persona encargada de realizarlo y al ser imágenes
archivadas en procesador, permite el envío de los resultados obtenidos a archivos vía Internet con
asombrosa rapidez, esta es una manera muy efectiva de facilitar la interconsulta entre profesionales y
optimizando la comunicación con el paciente.
Desventajas de la Radiología Digital. La facilidad con la que las imágenes electrónicas pueden ser
modificadas, despierta la suspicacia de que las mismas pudiesen ser adulteradas para actos ilícitos, ya que
un técnico altamente especializado puede hacer las modificaciones tan perfectas que aun otro técnico no
podría distinguirlas. Mientras esto sucede como medida preventiva la recomendación ante cualquier duda
relacionada a imágenes sería solicitar una copia digital de la imagen en CD u otro medio y proceder a
ampliarla dos o tres veces su tamaño original con cualquier procesador de imágenes, esto le permitirá
observar las zonas de variación de contraste y o color en la imagen que pudieran levantar alguna sospecha
de alteración de la misma. Además los diferentes “softwares”, presentan elementos de seguridad de las
imágenes guardadas y archivadas que no permite cambios
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Producción de la Imagen en Tomografía Volumétrica Digital
Reconocemos cuatro etapas en este proceso:
Configuración de la adquisición
El equipo realiza un movimiento giratorio parcial o completo, mientras el generador de rayos x
gira simultáneamente junto al área de detección alrededor de la cabeza del paciente.
Lo más simple en la exposición del paciente es usar un haz constante
de radiación durante la rotación, permitiendo que el detector tome
muestras constantes de lo atenuado por el haz durante su trayectoria.
- La generación Sin embargo, la emisión continua de la radiación no contribuye a la
de rayos X
formación de la imagen y resulta una gran exposición del paciente a
la radiación. Como alternativa el haz de rayos X es pulsado para
coincidir con el detector, lo que significa que el tiempo de exposición
es marcadamente menor al tiempo total de exanimación.
Las dimensiones del campo visual o el volumen a explorar dependen
en principio del tamaño del detector y su forma, la geometría del haz
de proyección y la habilidad para centrarlo. La colimación del haz
- Campo visual primario de rayos X limita la exposición a la región de interés. La
limitación del tamaño del área asegura que se pueda seleccionar el
campo de visión óptimo para cada paciente, basado en la región que
nos interesa explorar.
- Factores de
exploración
Durante el examen, se realizan exposiciones simples proporcionando
imágenes de proyección 2D conocidas como "crudas". La serie
completa de estas imágenes es lo que se conoce como datos de
proyección. El número de imágenes comprendidas en estos datos es
determinado por el número de imágenes adquiridas por segundo, la
trayectoria y la velocidad de rotación. Mientras más datos de
proyección, es decir imágenes "crudas" se obtienen, la imagen final
será más fiel. Sin embargo, esta cantidad debe ser la mínima posible
para obtener una imagen de calidad diagnóstica.
Detección de la imagen
Dependiendo del tipo de detector de imágenes que utilice el equipo de TVD:
Permite que una baja intensidad de rayos x sea amplificada y a la
- Dispositivo de
vez almacena y muestra los datos de una imagen de tal forma
carga acoplada
que cada píxel se convierte en una carga eléctrica. Con este
(CCD)
sistema se pueden crear distorsiones geométricas que se deben
procesar luego en la computadora.
Percibe los rayos X usando un detector indirecto y una gran área
plana cubierta de un material centellador. Este es un material que
exhibe luminiscencia cuando por él pasa radiación ionizante,
electrones, positrones u otras partículas o iones más pesados.
- Detector tipo
Esto se produce porque el material absorbe parte de la energía
pantalla plana (TFT)
de la partícula incidente y la re-emite en forma de un corto
destello de luz. Los detectores planos proporcionan un mayor
rango dinámico y no generan distorsiones geométricas.
- Sensor CMOS
Con fibra óptica, convierte las señales de radiación que viajan a
través de la fibra óptica en impulsos eléctricos, al tener integrado
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un convertidor digital. El consumo eléctrico de este tipo de
sensores es muy inferior a los otros, y muestra una alta
efectividad en su funcionamiento.
La resolución y el detalle de las imágenes obtenidas por el TVD son determinadas por los voxels
(volume elements - elementos, unidad de volumen producidos por la data volumétrica). Son la
unidad más pequeña del volumen obtenido, así como lo es el pixel en las imágenes digitales en
2D . La dimensión del voxel depende principalmente del tamaño del pixel en el área del detector.
En el Tomógrafo Volumétrico Digital, los voxel tienen lados y profundidad de igual tamaño
llamados isotrópicos. En el Tomógrafo Computarizado Convencional los voxels son
anisotrópicos, es decir, son de igual altura y ancho pero de diferente profundidad.
Voxel Isotrópico –
Tomografía Volumétrica Digital
Voxel Anisotrópico –
Tomografía Convencional
Reconstrucción de la imagen
Una vez que los marcos de la proyección se han adquirido, la data debe ser procesada para
crear el conjunto de datos volumétricos. Este proceso es llamado reconstrucción. El número de
los marcos de proyección individual serán desde 100 a más de 600, cada una con más de un
millón de píxel, con 12 a 16 bits (es la unidad más pequeña de información que utiliza un
computador, son necesarios 8 bits para crear un byte) asignados a cada píxel. La reconstrucción
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 adquisición de la imagen y computadora de procesamiento de imagen) para obtener la
imagen. El tiempo de reconstrucción varía dependiendo de los parámetros de adquisición
(tamaño del voxel, campo visual y número de proyecciones), velocidad de procesamiento de
hardware del equipo y del software (algoritmos de reconstrucción). Los equipos de última
generación logran la reconstrucción en 2 minutos o menos
Exhibición de la imagen
El volumen obtenido es presentado al operador en una pantalla con una reconstrucción
volumétrica y en tres planos ortogonales (axial, coronal y sagital)
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Características de la imagen en radiografía convencional, de placa.
El procesado de la película de rayos X provoca ue se oscurezca el área expuesta. El grado y patrón de
oscurecimiento depende de numerosos factores, incluyendo la energía e intensidad del haz de rayos X, la
composición del sujeto estudiado, el tipo de emulsión empleada y las características del procesamiento de
la película.
Densidad radiográfica;
Está influenciada por la exposición y por el grosor y densidad del sujeto a radiografiar.
Cuando se expone una película a un haz de rayos X y posteriormente se procesa, los cristales de haluros
de plata de la emulsión que fueron sensibilizados por los fotones de rayos X se convierten en plata
metálica.
Estos granos de plata metálica bloquean la luz y dan a la película su apariencia oscura. A la cantidad de
ennegrecimientos, muchos o pocos, se les denomina densidad radiográfica.
Exposición:
El ennegrecimiento de la película depende del número de fotones absorbidos por la emulsión. Al aumentar
el tiempo de exposición, se incrementan el número de fotones que alcanza la película y aumenta por tanto,
la densidad de la radiografía.
Al reducir la distancia entre el punto focal y la película aumenta también la densidad de la película, y
viceversa.
16
Grosor del objeto;
Cuanto más grueso sea el objeto a radiografiar, más se atenuará el haz de rayos X y más clara aparecerá
la imagen resultante.
Si se utilizan los tiempos de exposición de adultos con niños pacientes edéntulos, las radiografías serán
muy oscuras, porque la cantidad de tejido absorbente en el camino del haz de rayos X es menor.
Es necesario utilizar los tiempos adecuados según sea el paciente y el objeto a radiografiar, basados en el
tipo de radiografía 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 formación de la imagen. Cuanto mayor sea la densidad del objeto a radiografiar, mayor será la
atenuación del haz de rayos X que pasa a través de dicho individuo o del área.
En la cavidad oral se pueden ordenar en forma decreciente de densidad;
Esmalte, dentina, cemento, hueso, músculo, grasa aire.
Las obturaciones metálicas son mucho más densas que el esmalte y por lo tato absorben mucho más la
radiación.
Los absorbentes atenúan los rayos X de forma diferente, unos más que los otros, llevando información a la
radiografía que se traduce en zonas de diferentes tonalidades, desde zonas blancas a zonas negras
pasando por todas las tonalidades de grises, conformando así la imagen radiográfica.
Las zonas de mayor absorbencia se denominan radiopacas y las de menor absorbencia radiolúcida.
A-
B-
Fig. 2. A- Cuña escalonada de diferentes grosores y
densidades radiográficas
B- Radiografía de la cuña demostrando diferentes
Contraste radiográfico;
Define el rango ente las diferentes densidades o ennegrecimientos, como la diferencia de densidades entre
regiones claras u oscuras
Una placa que muestre áreas claras y oscuras con pocas o ninguna zona de gris, se le denomina,
contraste alto.
Una radiografía constituida únicamente por zonas de grises, claras y oscuras, se le denomina escala larga.
Una radiografía diagnóstica no debe estar dentro de estos dos rangos, ya que en la de contraste alto se
abusó del tiempo de exposición “quemando la radiografía” y en la escala larga, falto tiempo de exposición
y la radiografía se observa “blanca”.
En ambas desaparece la nitidez de la imagen y no pueden o deben hacerse diagnósticos.
A-
BFig. 3 Imagen radiografía contraste A- Escala alta y B- Escala baja
17
Contraste del sujeto:
Se refiere al conjunto de características que influyen sobre el contraste radiográfico, Se ve influido por el
grosor del sujeto, su densidad, y el número atómico.
El contraste del sujeto es alto en una Rx lateral de cráneo, las zonas densas del hueso y los dientes,
absorben la mayor parte de la radiación incidente, mientras que las partes blandas de la cara, menos
densas, transmiten la mayor parte de la radiación.
El contraste del sujeto se afecta con la energía e intensidad del haz de rayos X, esto es la escogencia del
tiempo de exposición.
Contraste de la película;
Es una característica propia en la fabricación de la película, tiene que ver con el tamaño de los cristales y
los elementos utilizados e esos cristales de haluros de plata.
Estas diferencias permiten que en las imágenes placas, se puedan visualizar diferencias en el contraste del
sujeto, o no, y obtener imágenes con mucha o poca nitidez.
Radiación dispersa;
La radiación 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 emisión de fotones que viajan en
direcciones diferentes a las del haz de rayos X primario.
La consecuente radiación dispersa produce el velamiento o niebla radiográfica y el oscurecimiento global
de la imagen, lo que origina una pérdida de contraste radiográfico.
Para reducir la radiación dispersa, se debe;
- Colimar adecuadamente el Haz de rayos X, el diámetros menor de exposición
- Utilizar tiempos de exposición adecuados
Velocidad radiográfica:
Se refiere a la cantidad de radiación requerida para producir una imagen de una densidad estándar.
La velocidad de la película están controlada en gran medida por el tamaño de los gránulos de los haluros
de plata
La velocidad de una película de rayos X dental intraoral viene indicada por una letra que designa su grupo
particular.
Grupo de
Velocidad de la película
C
D
E
F
Rango de velocidad
(Roentgen recíprocos)
6 - 12
12 - 24
24 - 48
48 - 96
Roentgen recíprocos, son el recíproco de la exposición en roentgen que se requiere para obtener una densidad
óptica aceptable.
Las películas más rápidas del mercado son las de velocidad E, requieren de menor cantidad, menos de la
mitad, de radiación para obtener una densidad adecuada y observar en la placa una imagen diagnóstica.
El que la película E tiene mayor velocidad en comparación con la película D, se debe a la forma aplanada
de los cristales de haluros de plata de la emulsión.
Hay que recordar que se puede disminuir la cantidad de radiación, aumentado la temperatura de los
líquidos, sin embargo esto aumenta la niebla química de la película, bajando así la calidad diagnóstica.
Este apartado se verá en detalle en el capítulo del proceso de revelado.
18
Nitidez y Borrosidad de la Imagen
Nitidez;
Es la capacidad de una radiografía para definir un borde con precisión, por ejemplo, la diferencia de
densidades entre el esmalte y la dentina.
Está determinado por el tamaño de los haluros de plata en la emulsión y el tamaño del punto focal del tubo
productor de rayos X.
Borrosidad;
Es indefinición de los bordes de la imagen. Esta dada por movimiento de la película, del sujeto o del
aparato de Rayos X durante la toma de las radiografías así como también por factores geométricos,
distancia objeto – placa, distancia placa –foco, así como la perpendicularidad del rayo central al eje del
objeto a radiografiar.
Geometría de la proyección de sombras;
Una radiografía es una representación bidimensional de un objeto tridimensional. Para obtener el máximo
valor de una radiografía, el clínico debe reconstruir mentalmente una imagen tridimensional exacta de las
estructuras anatómicas de interés a partir de una o más de estas proyecciones bidimensionales.
Los principios de la geometría de la proyección de sombras describen el efecto del tamaño del punto focal
y de su posición e relación con el objeto y la película sobre la claridad, la ampliación y la distorsión de la
imagen.
Punto focal / nitidez, resolución y borrosidad de los límites;
La nitidez mide la calidad con que se aprecia el límite entre dos estructuras de diferentes densidades.
Ejemplo, línea que separa las densidades entre el esmalte y la dentina.
La resolución de la imagen mide el grado en que es posible hacer la diferencia entre dos pequeños objetos
que se encuentran muy próximos entre sí. Ejemplo espacio de la M. Periodontal y línea cemento dentinal
de la raíz, en la zona apical
Dependiendo del tamaño del punto focal en el ánodo, la nitidez y la resolución será mayor o menor. Es
deseable que el punto focal de un equipo de radiología intraoral, no sea mayor de1 mm, 0.6 es el tamaño
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 línea recta, sus
proyecciones en la película no corresponderán al mismo punto, como resultado la imagen del borde objeto
resulta ligeramente borrosa en vez de definidas nítida.
La zona borrosa se denomina penumbra y cuanto mayor sea el área del punto focal, mayor será el área
de penumbra.
Hay tres maneras de mejorar la nitidez y la resolución de una imagen;
- Tamaño del punto focal, el más pequeño posible
- Aumentando la distancia foco – objeto, cono largo, 40 cm desde el foco hasta el objeto a
radiografiar
- Disminuyendo la distancia objeto – placa.
19
Fig. 4
Los fotones que se originan en sitios diferentes dentro del punto focal dan lugar a la penumbra o
zona de mala definición
Fig. 5 Tamaño del punto focal y penumbra.
Distorsión del tamaño de la imagen.
Distorsión por acortamiento y elongación;
La distorsión de la imagen es la ampliación o disminución de la imagen a partir del tamaño real del objeto
a radiografiar.
La cantidad y calidad de las distorsiones, van a depender de la distancia foco – objeto y de la distancia
objeto – placa y la orientación de la entrada del haz de rayos X.
La placa radiográfica debe de orientarse paralela al eje longitudinal de la pieza dental y el haz de rayos X
debe de orientarse lo más 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 elongación cuando el haz de rayos X se orienta al eje longitudinal de la pieza y no a la bisectriz.
20
A
B
Fig. 6 A- Al aumentar la distancia punto focal – objeto, hay mayor nitidez de la imagen, la
penumbra es menor y también la ampliación de la imagen
B- Se disminuye la distancia entre el objeto y la película, aumenta la nitidez de la
imagen porque se reduce el tamaño de la penumbra y hay menor ampliación de la
imagen
Distorsión de la forma de la imagen;
La distorsión de la forma de la imagen es el resultado de la ampliación desigual de diferentes partes de un
mismo objeto. Esta situación se produce cuando no todas las partes de un objeto se encuentran a la
misma distancia respecto a la dirección del haz de rayos X.
Para evitar distorsiones en la forma, la placa debe ser colocada paralela a l objeto a radiografía y el haz de
rayos X debe entrar perpendicular al eje de la placa y del objeto a radiografiar.
21
A
B
Fig. 7 A- Se produce un acortamiento de la imagen cuando el rayo central es perpendicular a la película
pero el objeto no esta paralelo a ella
B- La imagen radiográfica aparece elongada cuando el rayo central es perpendicular al objeto, pero
no a la película
22
2- Física de las Radiaciones Ionizantes:
Historia de los Rayos X
Las bases que llevaron al descubrimiento de los rayos X datan del siglo XVII cuando nació el conocimiento
de las ciencias del magnetismo y de la electricidad.
1785, Guillermo Morgan, miembro de la Royal Society de Londres, presentó ante esta sociedad una
comunicación en la cual describe los experimentos que había hecho sobre fenómenos producidos por una
descarga eléctrica en el interior de un tubo de vidrio. Habla que cuando no hay aire, y el vacío es lo mas
perfecto posible, no puede pasar ninguna descarga eléctrica, pero al entrar una muy pequeña cantidad de
aire, el vidrio brilla con un color verde, Morgan, sin saberlo había producido rayos X y su sencillo aparato
representaba el primer tubo de rayos X.
Ruhmkorff, Heinrich Daniel (1803-1877). Aunque de origen alemán estableció un taller propio en Paris. Se
especializó en la construcción de instrumentos eléctricos y electromagnéticos de gran precisión. En 1851
diseñó una bobina de inducción en base a trabajos anteriores de Antoine Masson y Louis Breguet
Fig.1 El carrete de Ruhmkorff y Tubo de Crookes
1895, las manos de la Sra. Roentgen no tenían nada en especial, y sin embargo se han convertido en las
más famosas de la historia de la ciencia. Todo gracias a que su marido Wilhem Conrad Roentgen, se le
ocurrió practicar en ellas un audaz experimento. Las expuso durante largo tiempo a la radiación de un tubo
de Crookes y colocó debajo una placa de fotografía. El resultado fue la primera radiografía de la historia.
A.
B.
Fig 2 A. Retrato Dr. W. C. Roentgen B. 1º radiografía 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 así.
Roentgen, Wilhelm 1845 - 1923). Físico alemán descubridor de los rayos X, estudió Ingeniería Mecánica
en el Instituto Politécnico de Zurich y fue profesor de la nueva Universidad Alemana de Estrasburgo de
1876 a 1879. Ocupó después la cátedra de física de la universidad de Giessen y en 1888 fue director del
nuevo Instituto de Física de la Universidad de Wurzburgo.
23
En 1895 descubrió de forma accidental los llamados rayos X, estudiaba el comportamiento de los
electrones emitidos por un tubo de Crookes, el que había fabricado una especie de ampolla de cristal
cerrada casi totalmente al vacío que produce una serie de relámpagos violáceos.
Un día, descubrió 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 había varias planchas de madera y unos gruesos libros. Aquellas radiaciones habían atravesado
todos los obstáculos como por arte de magia.
En enero de 1896 informó oficialmente de la existencia de una radiación de naturaleza desconocida, a la
que llamó «X», capaz de atravesar los cuerpos opacos, y dedicó una serie de trabajos a describir sus
propiedades. Pronto se advirtió la posibilidad de utilización de esos rayos en campos como el de la
medicina, pero Roentgen se negó a patentar su descubrimiento, considerándolo un hecho científico
patrimonio de toda la humanidad.
En 1900 fue nombrado catedrático y director del instituto de física de la universidad de Munich, cargo que
ocupó hasta 1920. Se le concedió el premio Nobel de física en 1901, primer año en que fueron otorgados
Al primitivo tubo de Crookes luego lo sustituyó el llamado tubo de Coolidge en el que el vacío es total.
Dentro de él los electrones liberados por un cátodo golpean contra un obstáculo que puede ser una placa
de tungsteno y producen una temperatura de varios millones de grados además de radiación
Fig. 3 Tubo de Coolidge
En Francia la fosforescencia había sido estudiada con entusiasmo por Alexandre Edmond Becquerel, un
científico fallecido 5 años antes del descubriendo de Roentgen, y cuyo hijo Henry, al escuchar las noticias
de los rayos X, decidió investigar de inmediato si los cuerpos fosforescentes emitían rayos similares.
Fig. 4 Henri Becquerel
Su idea era averiguar si la fosforescencia de tubo de rayos catódicos de Roentgen seria la fuente emisora
de rayos X, usando “sales cristalinas de uranio, que se sabía poseían propiedades fosforescentes.
Desarrollo un sistema utilizando laminillas con material de fosforescencia hasta formar una capa delgada y
transparente, envolvió una capa fotográfica con hojas de papel negro muy gruesas de modo que la capa no
se velara por una exposición de sol, durante el día. Puso sobre la hoja de papel del exterior, una placa de
la sustancia fosforescente y lo expuso durante un día a la luz.
Después puso sobre la hoja de papel del exterior, una placa de sustancia fosforescente y expuso al sol
varias horas.
Concluyó de estos experimentos, que las sustancias fosforescentes en cuestión emiten radiaciones que
atraviesan el papel opaco a la luz y reducen las sales de la plata.
24
Una hipótesis que se presenta de manera natural, sería suponer que estas radiaciones, cuyos efectos
tiene gran analogía con los efectos producidos por las radiaciones estudiadas por los Sres. Lenard y
Roentgen, serían radiaciones invisibles emitidas también por “fosforescencia”
Becquerel había descubierto la radiactividad, pero su explicación estaba incorrecta. Becquerel interpretó el
fenómeno como un caso único de "fluorescencia metálica".
Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenómeno descubrió que cualquier sal de uranio, fluorescente o no,
producía estas radiaciones penetrantes. En 1898 se encontró que otro elemento, además del uranio,
producía este efecto, el torio. La emisión de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad.
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiología, ya que al producirse una lesión en la piel de su
tórax, producto de una fuente radiactiva que descuidadamente traía en la bolsa de su chaleco, hizo que los
médicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos biológicos de estas nuevas radiaciones.
Fig. 5. Marie Curie
Madame Marie Curie le llaman la atención 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 maestría en física, "La conductividad
del aire a través de pruebas cuantitativas de la actividad radiante".
Encuentra que el torio es más radiactivo que el uranio, lo cual reporta a la Academia de Ciencias de París el
12 de abril de 1898. En esa presentación sugiere que la radiactividad es una propiedad atómica, pues es
independiente del estado físico o químico del material radiactivo y también predice que se podrían encontrar
elementos más activos que los conocidos hasta ese momento.
Los esposos Curie desarrollan métodos para investigar nuevos elementos, y en julio de 1898 separan por
dilución 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 país de origen de Madame Curie.
En diciembre del mismo año 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 años el matrimonio trabajó arduamente, haciendo un gran
esfuerzo físico, para llegar a obtener finalmente ¡la décima 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 reacción que se produce
en la piel;
-
En la primera fase detecta enrojecimiento, seguido por formación de vesículas que se rompen
dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis húmeda). La
curación se inicia de la periferia hacia el centro, quedando la piel más delgada y con una
aureola oscura, más expuesta a cualquier daño posterior.
25
Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiología en animales y facilita a los médicos tubos de vidrio
que contienen el gas radiactivo radón, para que realicen sus primeros experimentos clínicos en el tratamiento
de tumores por medio de la radiación.
Mientras tanto, Marie continuaba sus estudios, y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de
doctorado en ciencias físicas, "Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas". Ese mismo año, Henri
Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardonados con el premio Nobel de Física.
Fig. 6 Edmund Kells
1899, E. Kells dentista Nueva Orleans, fue el primero en verificar si un conducto radicular había sido
obturado tomando una radiografía intra oral con una placa fotográfica entre vidrios y envuelta con papeles
negros para que no se velara, de esta manera es el primer odontólogo que tomó la primera radiografía dental
en los Estados Unidos, usando menos cantidad de radiación de la que se había utilizado en las experiencia
anteriores en Europa.
Nunca quiso experimentar en ningún colaborador y todas sus experiencias con radiografías dentales, las
hizo sobre su misma persona, por lo que primero se vio obligado a perder una mano por cáncer, siguió
tratando de mejorar el tiempo de exposición tratando de usar menor cantidad de radiación y llegó así a
perder la otra mano y después se suicidó.
Fig. 7 William H. Rollins
1896, dentro del campo de la radiología dental, fue William H. Rollins en quien creó el primer equipo de
radiología dental
1897, en la guerra de Sudán, se utilizaron los primeros sistemas de visualización portátil en algo así como
monitores de televisión, donde se observaban partes del cuerpo humano. En adelante la radiología medica y
experimental ha ido avanzando hasta lo que conocemos hoy.
1913, la compañía General Electric creó el tubo de rayos X en que utilizó tungsteno al alto vacío con energía
estable y reproducible. Este tubo fue utilizado hasta 1923, en que se crea una versión miniatura y se coloca
dentro de la cabeza del equipo inmersa en un aceite refrigerante, esto fue fabricado por la compañía General
Electric.
En los primeros años de la radiología odontológica, las películas dentales eran envueltas a mano en papel
negro y revestidas con plásticos. Y no fue sino hasta el año de 1913 que la compañía Eastman Kodak fabricó
películas intraorales con envoltura.
26
Se reconoce al Dr. F Gordon Fitzgerald, como el Padre de la Odontología ya que logró el desarrollo de la
técnica paralela y de cono largo, y al Dr. Howard R Raper la Tec. de aleta mordible además que escribió el
primer texto de Radiología Dental.
Dr. Fred M. Medwedeff en 1960, desarrollo la técnica de colimación rectangular
En el campo de la radiología extraoral con la Rx panorámica se le reconoce al Dr. Yrjo Paatero en 1950, el
primer aparato de radiografías panorámicas el Panorex fabricado por la SS White.
Durante muchos años se practicó la radiografía en la medicina y la odontología en forma desordenada y sin
medidas de seguridad. En el curso de los primeros años de experiencia, los numerosos radiólogos perdieron
sus manos por ello, lo que terminó por corroborar los efectos adversos de la radiación sobre los tejidos vivos.
El control de la energía de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas áreas del saber y
específicamente en la medicina ha abierto nuevas posibilidades de diagnóstico y tratamientos.
Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiología humana, así 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 radiación, para fines benéficos o destructivos, fue imaginada desde el principio
por sus descubridores.
Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibió con su esposa Marie, el premio Nobel en 1903, señaló: "Soy de
aquellos que piensan que la humanidad obtendrá más beneficio que daño con estos nuevos
descubrimientos."
En esta frase queda implícito que estaba consciente de que sus descubrimientos podrían dañar a la
humanidad pero confiaba en que los beneficios serían mucho mayores. Casi noventa años después debemos
aceptar que así ha sido.
1987. Trophy El uso de la radiografía digital ha aumentado considerablemente desde su introducción al
mercado, debido a que produce imágenes instantáneas. Esta tecnología 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 área médica siendo la radiología una de las mas utilizadas.
27
3- Nociones Fundamentales de la Física de las Radiaciones Ionizantes;
Estructura atómica y molecular;
El mundo está compuesto por materia. La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y que tenga masa.
Se encuentra en la naturaleza en tres diferentes estados, sólida, líquida y gaseosa. Cuando la materia se
altera produce energía.
La unidad fundamental de la materia o de los elementos es el átomo. Comencemos con el átomo,
originalmente pensado como indivisible, y que es la unidad más pequeña de un elemento que puede existir y
conservar las propiedades químicas propias del elemento.
Los átomos son extremadamente pequeños, miden aproximadamente 10 -8 cm, y pesan alrededor de 10-24 g.
Es claro entonces que cualquier objeto de uso común contiene un enorme número de ellos, una moneda de
un gramo tiene cerca de 1024 átomos del material con se fabricó.
Los átomos, cada uno de ellos esta formado por un núcleo y varios electrones; el número de estos puede
llegar a sobrepasar los cien. Casi todo el peso o masa del átomo esta concentrado en el núcleo, por lo que
la posición del núcleo determina la posición del átomo.
El núcleo tiene carga eléctrica positiva, y los electrones negativos. Es la fuerza eléctrica, la que mantiene a
los átomos como unidad y siendo más ligeros los electrones, éstos giran alrededor del núcleo.
El átomo no puede subdividirse mediante métodos químicos ordinarios, pero pueden romperse en partículas
menores (subatómicas) por la acción de técnicas especiales de alta energía. Se han descrito más de 100
partículas subatómicas; las llamadas partículas elementales, protones, neutrones y electrones, tienen el
máximo interés en radiología, ya que la generación, emisión y absorción de radiación se producen a nivel
subatómico.
Los átomos difieren unos de otros con base en su composición nuclear; el número de protones y neutrones
en el núcleo de un átomo determina su número de masa o peso atómico. El número de protones en el
núcleo, es igual al número de electrones orbitales y esto determina el número atómico,
El átomo más sencillo que se conoce es el Hidrógeno ya que consta de un protón en el núcleo y de un
electrón orbital.
Los electrones son pequeñas partículas con carga negativa que tienen una masa muy pequeña, giran
alrededor del núcleo en orbitales o niveles de energía.
Un átomo contiene un máximo de siete orbitales, cada uno se localiza a una distancia específica del núcleo
y representan grados de energía diferentes. Los niveles están designados con letras K, L, M, N, O, P y Q.
El nivel K se localiza más cercano al núcleo y tiene el grado más alto de energía. Cada orbita tiene un
grado máximo de electrones que puede contener, así por ejemplo la órbita K solo puede mantener dos
electrones.
Fig.8. Diagrama de Bhör del átomo que muestra la estructura e identificación de las capas electrónicas
que rodean al núcleo
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Los electrones se mantienen en sus órbitas gracias a una fuerza electrostática; fuerza de unión entre los
protones del núcleo y los electrones orbitales.
La energía que se requiere para sacar un electrón de su órbita debe exceder la energía de unión del
electrón en ese nivel.
La unidad de energía que se usa en estos casos es el electrón-volt (eV), que es la energía cinética que
adquiere un electrón al atravesar por una diferencia de voltaje de 1 volt. Por ejemplo, la energía de amarre
del electrón en el hidrógeno es de 13.6 eV; para ionizar el átomo de hidrógeno debemos impartirle esta
energía o más. En elementos más pesados (Z mayor) los electrones de la capa K tienen energías de
amarre mayores.
A veces se hace la analogía de una cubeta en un pozo. Si la cubeta está a gran profundidad cuesta mucho
trabajo sacarla del pozo; si el electrón tiene gran energía de amarre se necesita mucha energía para ionizar.
Cuanto más pesado es el elemento, la atracción eléctrica de núcleo y electrones es mayor, por lo que el
pozo es más profundo.
Para sacar un electrón de la capa K se requiere de mucha más energía que sacar una de la capa P o Q.
Por ejemplo en un átomo de tungsteno las energías de unión 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 más átomos unidos forman moléculas. Los electrones hacen posible que se unan átomos de
diferentes elementos para formar compuestos químicos. La molécula más pequeña formada por
diferentes elementos es el agua, H2O
Ionización, Radiación y Radiactividad;
Ionización;
La acción de ionizar un átomo rompe su equilibrio eléctrico. Queda un electrón suelto por un lado y por otro
un átomo al que le falta un electrón y por lo tanto tiene carga neta positiva; se le llama ion positivo. De
inmediato se puede ver que este desequilibrio eléctrico afectará las uniones con otros átomos, o sea, las
propiedades químicas.
Para poder desprender electrones de las capas más cercanas al núcleo, se necesita energía suficiente
para vencer las fuerzas electrostáticas de unión entre los electrones y el núcleo y solamente los Rayos X,
gamma y las partículas de alta energía pueden arrancarlos .
En el caso de los equipos de Odontología 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 átomos de Tungsteno en el punto
focal y obtener Rayos X de alta energía.
La presencia de capas se debe a que en un átomo dado, sólo pueden existir ciertas energías de amarre;
cualquier otra es imposible. Éste es un resultado de la teoría cuántica de los átomos. Se dice que la energía
está cuantizada, y se habla de niveles de energía. En el pozo del cual hablamos, equivale a que la cubeta
sólo puede estar en ciertos peldaños, y el cambio de energía de amarre sólo puede hacerse de un peldaño a
otro bruscamente. Cada elemento tiene su propia estructura de niveles o peldaños, por lo que identificar los
niveles de energía equivale a identificar el elemento .
Radiación y Radiactividad;
La radiación no es misteriosa. Sus orígenes, sus leyes, sus efectos son perfectamente conocidos. La
radiación no es esotérica ni mágica; es perfectamente mundana. La radiación sí es de cuidado. Puede
causar daños, al igual que cualquier otra aplicación de la tecnología.
29
La radiación sí puede ser benéfica si se usa correctamente. Mediante el buen uso de la radiación se han
salvado incontables vidas, no solo mediante la utilización de radiografías y otros métodos de
radiodiagnóstico sino también por el uso de radioterapia en los procesos de cáncer.
La característica de la radiación que más dificulta su comprensión 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 radiación sin saberlo y
posteriormente podrán sentir o no sus efectos, de acuerdo con las condiciones de la irradiación.
Por ejemplo, cuando le toman aun paciente una radiografía no se siente absolutamente nada. Las dosis
recibidas en las radiografías en general son tan pequeñas y esporádicas que el paciente no sufre efectos
posteriores.
Sin embargo las personas que están expuestas a radiaciones más frecuentemente deberán vigilar que no
sea excesiva la exposición, pues a veces los efectos pueden aparecer muchos años después.
La radiación es la emisión y propagación de energía a través del espacio o una sustancia en forma de
ondas o partículas.
La radiactividad se define como el proceso mediante el cual ciertos átomos o elementos, naturales o
creados por el hombre, muy inestables, sufren desintegración espontánea o mueren en un esfuerzo por
obtener un estado nuclear más equilibrado.
Este proceso de desintegración de estos átomos se denomina Edad Media o Período Físico y se refiere al
tiempo necesario para que la actividad de una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad.
Esta magnitud varía mucho entre los diferentes elementos, por ejemplo el Uranio 238 es de 4.5 x 109
años, mientras que la Edad Media o Periodo Físico del Yodo 131 es de solo 8,04 días.
Las formas más comunes de desintegración de los átomos radiactivos o radionucleídos son;
- desintegración Alfa
- desintegración  Beta
- emisión  Gamma
Las emisiones Beta, son utilizadas en el campo de la Medicina para el tratamiento de tumores
Las emisiones Gamma, son emisiones electromagnéticas de alta frecuencia y poder de penetración. Se
utilizan para fines médicos en la cura del cáncer
4- Radiaciones Ionizantes;
Definición
Se define una radiación como ionizante cuando al interaccionar con la materia produce la ionización de la
misma, es decir, origina partículas con carga eléctrica (iones). El origen de estas radiaciones es siempre
atómico, pudiéndose producir tanto en el núcleo del átomo como en los orbitales y pudiendo ser de naturaleza
corpuscular (partículas subatómicas) o electromagnética (rayos X, rayos gamma (γ).
Las radiaciones ionizantes de naturaleza electromagnética son similares en naturaleza física a cualquier otra
radiación electromagnética pero con una energía fotónica muy elevada (altas frecuencias, bajas longitudes de
onda) capaz de ionizar los átomos. Las radiaciones corpusculares están constituidas por partículas
subatómicas que se mueven a velocidades próximas a la de la luz.
Existen varios tipos de radiaciones emitidas por los átomos, siendo las más frecuentes: la desintegración, la
desintegración "β", la emisión "γ' y la emisión de rayos X y neutrones. Las características de cada radiación
varían de un tipo a otro, siendo importante considerar su capacidad de ionización y su capacidad de
penetración, que en gran parte son consecuencia de su naturaleza. En la figura 1 se representan
esquemáticamente estas radiaciones.
30
Fig. 9. Representación esquemática de las diferentes radiaciones y al grado de penetración
Radiación α
Son núcleos de helio cargados positivamente; tienen una energía muy elevada y muy baja
capacidad de penetración y las detiene una hoja de papel.
Radiación βSon electrones emitidos desde el núcleo del átomo como consecuencia de la transformación de
un neutrón en un protón y un electrón.
Radiación β+
Es la emisión de un positrón, partícula de masa igual al electrón y carga positiva, como
resultado de la transformación de un protón en un neutrón y un positrón. Las radiaciones β
tienen un nivel de energía menor que las α y una capacidad de penetración mayor y son
absorbidas por una lámina de metal.
Radiación de neutrones
Es la emisión de partículas sin carga, de alta energía y gran capacidad de penetración. Los
neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partículas, no
existiendo fuentes naturales de radiación de neutrones.
Radiación γ
Son radiaciones electromagnéticas procedentes del núcleo del átomo, tienen menor nivel de
energía que las radiaciones α y β y mayor capacidad de penetración, lo que dificulta su
absorción por las barreras primarias y secundarias.
31
Las radiaciones ionizantes se clasifican en dos formas de radiación, de partículas y electromagnética
Radiación de partículas;
Son partículas pequeñas de materia que poseen masa y viajan en línea recta a gran velocidad, transmiten
energía cinética por medio de masas pequeñas con movimientos muy rápidos. Estos son:
- Electrones, (Partículas Beta y Rayos Catódicos)
- Partículas Alfa
- Los protones
- Los neutrones
Radiación Electromagnética;
La radiación X es una radiación electromagnética ionizante de alta energía; al igual que todas las
radiaciones electromagnéticas tiene las propiedades de ondas y partículas. Los rayos X se definen como
haces de energía de menor peso( fotones) sin una carga eléctrica, que viaja en ondas con una frecuencia
especifica a la velocidad de la luz, acompañada por campos eléctricos y magnéticos oscilatorios colocados
en ángulos rectos uno en el otro.
Pueden ser provocadas o naturales, estas son;
- Rayos cósmicos
- Rayos  Gamma
- Rayos X
- Ultravioleta
- Ondas de Radar
- Microondas
- Ondas de Radio
Rayos X
Es una radiación electromagnética ionizante de alta energía, al igual que todas las radiaciones
electromagnéticas tienen las propiedades de onda y de partículas.
Los Rayos X son haces de energía de menor peso, (fotones) sin carga eléctrica
Que viajan en ondas con una frecuencia específica a la velocidad de la luz. Los fotones de los Rayos X
interactúan con la materia que penetran y causan ionización.
Propiedades;
1- No poseen masa, son invisibles y eléctricamente neutros.
2- Viajan a la velocidad de la luz
3- Viajan en línea 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 ionización
7- Son capaces de producir fluorescencia
8- Sensibilizan sales de plata y forman una imagen en una placa fotográfica
9- Causan cambios biológicos en las células vivas
32
Fig.10
Espectro electromagnético
Por más corta que tenga su longitud de onda un rayo X, este siempre será invisible, esto debido a que se
encuentra más allá del umbral visual y ninguno de los sentidos puede percibirlos.
Radiación dura;
Es el término que se aplica a los rayos X con longitudes de ondas más cortas y son éstas las de mayor uso
en medicina y odontología.
Radiación suave;
Término que se usa para los rayos de longitud mas larga, utilizadas en radiología de mamas, cicatrización
y otras.
5- Aparato de Rayos X
Se divide en tres grandes áreas; módulo de control, brazo de extensión y cabezote.
Módulo de control;
Contiene el botón de encendido, con una luz indicadora, botón de exposición o crono ruptor con luz
indicadora y los selectores del tiempo de exposición. Tiene un cable eléctrico que lo conecta a la
electricidad de la pared.
Brazo de extensión;
Le permite el movimiento al cabezote mediante articulaciones para lograr diferentes angulaciones para las
diferentes técnicas radiográfica. Contiene los cables eléctricos que vienen desde el módulo de control
hacia el cabezote, y proporcionan la energía necesaria para la producción de los rayos X.
33
Cabezote;
Es una caja de metal pesado que contiene al tubo productor de Rayos X, transformadores y aceite
refrigerante.
Brazo de
extensión
Módulo
de
control
Crono ruptor
Cabezote
Fig. 10. Partes de un equipo de radiología dental
La cabeza del tubo está compuesta por las siguientes partes;
a- Caja de metal, rodea al tubo de Coolidge y a los transformadores y está 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 producción 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 actúa como filtro del haz de rayos X.
d- Tubo de rayos X , de vidrio pyrex plomado, al vacío donde se producen los rayos X.
e- Transformadores, cambia el voltaje de entrada, en el cátodo lo bajo y en el ánodo lo aumenta.
f-
Filtros de aluminio; son hojas de aluminio de diferentes grosores cuya función es la filtrar los
rayos X de menor penetración
g-
Colimador de plomo; es una lámina con un orificio redondo o rectangular en el centro que se
ajusta de manera directa sobre la apertura del contenedor metálico, restringe el haz de rayos X
h- Cilindro localizador,
plomo.
aditamento de plástico de forma redonda o rectangular, recubierto de
34
Fig. 11. Diagrama del cabezote de equipo de radiología dental
Cabezal de tubo componentes de la fuente de alimentación y aceite que elimina el calor del tubo de rayos
X
Tubo de rayos X
Tiene un largo no mayor entre 5 a 2.5 cm de largo, es de vidrio pyrex plomado, se encuentra al vacío y en
su interior se encuentra un cátodo y un ánodo.
Cátodo 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 propósito es proporcionar los electrones necesarios para la producción de rayos X mediante el
calentamiento del filamento de tungsteno.
Ánodo o electrodo positivo, es una lámina de tungsteno que sirve como punto focal no mayor de
0.6 mm2 de diámetro incrustado dentro de un vástago de cobre. Tiene como fin, convertir la energía de
choque de los electrones bombardeados mediante la diferencia de potencial, en fotones de rayos X
El tallo de cobre actúa como difusor del calor generado en la producción de rayos X hacia el aceite
refrigerante.
Fig. 12. Ánodo y cátodo
6- Producción de Rayos X Dentales
La electricidad del enchufe de la pared proporciona la corriente eléctrica viajando desde el módulo hacia el
cabezote del tubo, por medio de los alambres eléctricos dentro del brazo de extensión.
Al llegar la electricidad al filamento de tungsteno del cátodo, éste se calienta produciendo una emisión
termoiónica, donde se liberan los electrones de orbitales más externos de los átomos de tungsteno,
produciendo una nube electrónica que permanece unido a el filamento hasta que sea activado el circuito de
alto voltaje dentro del tubo.
35
Cuando se presiona el botón del exposímetro, se activa el circuito de alto voltaje dentro del tubo y los
electrones de la nube del filamento de tungsteno, se aceleran a través del tubo hacia el ánodo, enfocados
o dirigidos por la concavidad de la copa de molibdeno hacia el punto focal variando su energía cinética de
movimiento, por energía calórica, 99% y Rayos X, 1%.
El calor generado durante la producción de Rayos X es
refrigerante que lo absorbe y disipa.
dispersado por el tallo de cobre al aceite
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 través de la ventanilla sin plomo del tubo de vidrio,
por donde podrán 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 láminas de
aluminio, saliendo a través del colimador de plomo solamente Rayos X de alta intensidad
Fig.13. Tubo de rayos X y emisión de rayos X
Fig. 14. Nube electrónica y viaje de los electrones con la diferencia de potencial para producir Rayos X
36
Tipos de radiaciones producidos
Radiación General, de Frenado o Bremsstranhlung;
Se produce cuando un electrón choca con el núcleo de un átomo de tungsteno o cuando un electrón pasa
muy cerca del núcleo del átomo.
En raras ocasiones el electrón choca con los núcleos de los átomos de Tungsteno, pero cuando esto
ocurre, su energía cinética, se convierte en un fotón de rayos X de muy alta energía.
En lugar de chocar contra el núcleo la mayor parte de los electrones solamente pasan cerca de este,
haciendo que el electrón se desvíe y emita un fotón de Rayos X de menor energía y haciendo que el
electrón pierda parte de su energía cinética. Este electrón sigue chocando con más átomos, frenándose y
produciendo fotones de Rayos X cada vez de menor intensidad
La radiación general o Bremsstranhlung son Rayos X de muchas energías y longitudes de onda diferentes
Rayos X
Electrón desviado
Fig. 15. Los electrones acelerados son desviados por los núcleos y emiten energía en forma de Rayos X
Radiación Característica
Esta se produce cuando un electrón de alta velocidad, arranca un electrón de los orbitales internos de los
átomos de Tungsteno y lo ioniza. Una vez desalojado el electrón el resto de los electrones de los otros
orbitales se reordenan para cubrir el espacio vacío, esto conduce a una pérdida de energía que a su vez
genera un fotón de Rayos X .
Este tipo de fotones de Rayos X, solamente serán producidos en los equipos dentales que posean 70 KV o
más. Para desalojar un electrón de la capa K de un átomo de Tungsteno, son necesarios por lo menos 70
keV
Electrón acelerado
Electrón desplazado
Rayos X
Fig. 16. Un electrón acelerado desplaza un electrón de su orbital dejando un espacio vacante que será ocupado por
un electrón del orbital superior, este movimiento genera energía en forma de Rayos X
37
Tipos de Radiación X que se producen después de salir del tubo
Radiación primaria
Los Rayos X que salen por el cilindro localizador, y se denominan Haz primario o rayos de utilidad.
Radiación secundaria;
Cuando el haz principal de Rayos X interactúa con la materia, tejidos blandos, cráneo etc, pierde energía y
se produce una radiación que es nociva para el paciente y desfavorece la formación de la imagen en la
película.
Radiación dispersada;
Es radiación secundaria y es producto de la desviación de un rayo X producto de la interacción con la
materia. Esta radiación es capaz de viajar en cualquier dirección dentro del organismo del paciente, es
dañina ya que es de baja intensidad y se queda absorbida.
5- Interacción de la radiación con la materia
Las partículas cargadas como los electrones, los positrones, muones, protones, iones u otras,
interaccionan directamente con la corteza electrónica de los átomos debido a la fuerza electromagnética.
Los rayos gamma y rayos X interaccionan con los núcleos de la materia con tres mecanismos
distintos. El espacio vacío del orbital K rápidamente es cubierto por un electrón de la capa L liberando
radiación característica, que a su vez interactuará con otros átomos de la materia
Absorción fotoeléctrica:
Es una interacción en la que el fotón incidente desaparece. En su lugar, se produce un fotoelectrón de una
de las capas electrónicas del material absorbente con una energía cinética procedente de la energía del
fotón incidente, menos la energía de ligadura del electrón en su capa original.
Un fotón de Rayos X choca contra un electrón de la capa K dándole toda su energía para poder sacarlo de
esta órbita. El electrón desplazado se llama fotoelectrón y tiene carga negativa, otros átomos lo absorben
porque tiene muy poca energía de penetración.
El 30% de los fotones absorbidos lo hacen por el efecto fotoeléctrico, esto es beneficioso para la imagen
ya que no hay radiación secundaria, pero para el paciente no porque el paciente absorbe toda la radiación
produciéndose ionizaciones en la materia.
Efecto Compton: Es una colisión elástica entre un electrón ligado y un fotón incidente, siendo la división de
energía entre ambos dependiente del ángulo de dispersión. Ocurre cuando un fotón interacciona con un
electrón de un orbital externo. Este electrón absorbe energía del fotón saliendo disparado como una
partícula negativa de baja energía. Como consecuencia de esta interacción, el fotón de Rayos X es
dispersado en una dirección diferente. Entre mayor energía tenga el fotón incidente, menor será el ángulo
de dispersión.
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 inespecífico en la imagen en la
radiografía
Dispersión Coherente o no modificada;
Involucra un fotón de Rayos X donde la materia altera la ruta. Un electrón de baja energía interactúa con
un electrón de un orbital externo, no hay cambio en el átomo, sin embargo el fotón no pierde energía ni se
38
produce ionización, no hay desplazamiento del electrón, pero se altera el curso del fotón de Rayos X. Esta
interacción se observa en el 8/% de las interacciones de los Rayos X.
Absorción Fotoeléctrica
Dispersión Compton
Dispersión Coherente
No hay interacción
Fig. 17. Esquema de las interacciones de los Rayos X con la materia
¿Qué sucede cuando los Rayos X interaccionan con la materia o individuo a radiografía?
a. Los rayos X pueden pasar a través del paciente o la materia a radiografía sin ninguna interacción
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 radiación
secundaria.
Pasan sin interaccionar
Son los responsables de las manchas negras o densidades totales en las radiografías haciendo posible la
imagen en la radiografía.
Pueden ser absorbidos
Absorción se refiere a la transferencia total de energía del fotón de Rayos X a los átomos de la materia o
tejidos del paciente.
39
Fig. 18.. Interacción 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 penetración, y en cantidad, número de
fotones de rayos X, para ajustarse a las necesidades de la aplicación a la cual se deba exponer ese haz
de rayos X
Esto se logra:
- Variando el Tiempo de Exposición
- Variando el mA
- Variando el Kilovoltage
- Colimación y filtración
- Variando distancia foco – objeto
Tiempo de exposición
Controla la cantidad de fotones de Rayos X que salen del tubo; al aumentar el tiempo de exposición,
aumenta la cantidad de fotones y viceversa.
40
Intensidad de la corriente en el tubo
Se refiere al mA, si aumenta la intensidad de la corriente dentro del tubo, se calienta más el filamento
liberando más electrones, aumentando la nube electrónica, teniendo oportunidad de que se produzcan más
choques en el punto focal del ánodo 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, dándole más energía a los
electrones de la nube del filamento, permitiendo que se produzcan fotones de alta intensidad con una
mayor capacidad de penetración. Esto es calidad de los fotones de Rayos X
Filtración
Para reducir o eliminar los fotones de Rayos X de energía bajas, que no son diagnósticos y que son
absorbidos por el paciente produciendo alteraciones nocivas, el haz de rayos X debe ser pasado a través
de un filtro para que los fotones de baja energía sean absorbidos antes de salir por el cilindro enfocador.
Dependiendo del kilovoltage usado dentro del equipo dental así será 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 mínimo de 1.5 mm.
Para equipos de voltaje mayor a 70 Kv, se deben utilizar filtros de 2.5 mm de aluminio.
Fig. 19. Colimación rectangular y redonda
Distancia objeto – 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 energía o capacidad de penetración del haz de rayos X y la
cantidad se refiere al número 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 área y
el tiempo de exposición.
Esta relación se ve afectada por cambios en el kilovoltage máximo, miliamperaje, tiempo de exposición y
distancia.
41
Intensidad y kilovoltage máximo (kVp)
El kilovoltage máximo controla la energía o poder de penetración de los rayos X, al controlar la velocidad
con que viajan los electrones del cátodo al ánodo dentro del tubo.
Mientras más alto sea el kilovoltage máximo mayor será la energía del haz de rayos X, aumentando la
intensidad del haz de rayos X
Intensidad y miliamperaje:
El tiempo de exposición al igual que el miliamperaje. Controla el número de fotones en el haz de rayos X al
controlar el número de electrones que serán capaces de ser bombardeados desde el cátodo hacia el
ánodo.
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 exposición:
Al aumentar el tiempo de exposición, se permite que mayor cantidad de electrones sena bombardeados
dentro del tubo, lo que aumenta la cantidad de fotones producidos en el ánodo y por ende mayor se
produce un haz de rayos X más grande
Intensidad y distancia;
La intensidad de los fotones de rayos X se ve alterada, por el efecto de la atenuación de la radiación con
los elementos del espacio y la dispersión que sufre el haz por la característica de que los fotones son
producidos en un punto y divergen de ese punto hacia el infinito en la propagación.
Son importantes considera la distancia foco - placa así como la distancia objeto – placa.
Estas diferencias en la distancia, hacen que se modifique la calidad de la energía del haz de
rayos X.
El haz de rayos X que sale del cono de 20 cm es más intenso que uno que sale de un cono de 40 cm de
longitud, desde la fuente de producción.
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
42
9- Medidas de radiación
La radiación al igual que otros conceptos físicos, como temperatura, volumen etc, puede ser medido.
La ICRU, (International Comission of Radiation Units and Measurments), estableció unidades de medida
para la radiación, en la exposición, las dosis y las dosis equivalentes.
Hay dos maneras de medir la radiación, el sistema tradicional, y el sistema internacional estas son;
Sistema tradicional:
- roentgen (R)
- dosis absorbida de radiación (rad)
- equivalente roentgen en el ser humano
(rem)
Sistema Internacional:
- culombios / kilogramos (C/kg)
- Gray (Gy)
- Sievert (Sv)
Dosimetría se refiere a la cantidad de exposición a la radiación o dosis.
Dosis se utiliza para describir la cantidad de energía absorbida por unidad de masa en el sitio de
interés o a evaluar.
Exposición es una medida de radiación basada en la capacidad para producir ionización en el aire
en condiciones estándar de temperatura y presión
Unidades de Medida;
Exposición
Un haz de radiaciones ionizantes al atravesar un medio provoca su ionización; esto es, a su paso
va arrancando electrones de los átomos presentes y dejando en lugar del átomo un ión cargado
positivamente. Mide la intensidad de la radiación a la que está expuesto un objeto.
El Roentgen R, es la unidad tradicional que mide la exposición a la radiación medida en el aire.
1R es la cantidad de Rayos X o gamma que producen 2,08 x 10 9 pares de iones en 1 cc de aire.
Roentgen
=
Coulumbio / kilogramo
3.8 x 10 3 R
=
1 C/kg
1R
=
2.58 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 energía cinética 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 energía cedida por la radiación a la materia irradiada
por unidad de masa, (D) esto es para cualquier calidad de energía 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 tórax se da un valor de dosis a la entrada del paciente, de unos 0.3 mGy.
1 Gy
1 rad
=
=
100 rad
0,01 Gy
43
Dosis equivalente (H)
Diferentes tipos de radiación tienen efectos diferentes en un mismo tejidos por lo que la dosis
equivalente se utiliza para comparar los efectos biológicos de los diferentes tipos de radiación
sobre
un
mismo
tejido
u
órgano.
En realidad lo que nos importa al final es el daño biológico, y resulta que para igual dosis absorbida
el daño es distinto según el tipo de radiación ionizantes, por ejemplo los haces de neutrones son
más dañinos que los de radiación X.
Es también una magnitud que considera la energía cedida por unidad de masa, pero considerando
el daño biológico. Es el producto de la dosis absorbida (D) por un factor de ponderación o factor
de calidad, de la radiación (W R ) Los rayos X tienen un factor de ponderación de 1
La unidad internacional para las dosis equivalente es el Sievert (Sv). Para exploraciones de rayos
X diagnósticas, 1 Sv equivale a un Gy. El Sievert sigue siendo una unidad muy grande para su
utilización en protección radiológica y por esto se utilizan los milisieverts (mSv)
Tipo de radiación
WR
Radiación gamma y X
1
Partículas beta
1
Neutrones
5 -20
Protones
5
Partículas alfa
20
La unidad tradicional es el rem equivalente en el hombre al roentgen.
1 Sv
1 rem
=
=
100 rem
0.01 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 órgano o tejido por los factores de compensación de los tejidos. Esto es
que cada tejido tiene un factor de compensación con un valor asignado.
El factor de compensación es diferente para cada diferente tejido u órgano = W T
La unidad internacional es el Sievert Sv
Tejido u órgano
WT
superficie ósea, piel
0.01
vejiga, mama, hígado, esófago, tiroides
0.05
medula ósea, colon, pulmón, estómago
0.12
Gónadas
0.20
Resto de los tejidos
0.05
44
Dada cierta irradiación, para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo, basta multiplicar
la dosis equivalente recibida en cada órgano por el factor de ponderación del tejido para acabar
sumando todos los productos. Esta magnitud se mide en Sv, y se acepta como el mejor parámetro
para caracterizar la probabilidad de aparición de efectos biológicos en valores de dosis habituales
laborales, (dosis por debajo de umbral de efectos determinísticos.
Ejemplo;
Un individuo recibe irradiación por rayos X, de 1mGy en gónadas, 4mGy en vejiga, y recibió
irradiación por neutrones de 3 mGy en piel y 2 mGy en colon, entonces ha recibido;
1mSv en gónadas, 4 mSv en vejiga, 30 mSv en piel y 20 mSv en colon de dosis equivalente
1 X 0.2 mas 4 X 0.05 mas 30 X 0.01 mas 20 X 0.12 = 3.1 mSv de dosis efectiva
Según la ICRP-60 que si un grupo de 100.000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis
efectiva cada una, se estima que 5 de estas presentarían cáncer radioinducido a lo largo de su
vida, por lo que 3.1 mSv X 5 = 15 en 100.000 que sufrirían cáncer radioinducido.
Limitación de dosis ;
La observación de los límites anuales de dosis constituye una medida fundamental en la protección
frente a las radiaciones ionizantes.
Los límites de dosis son valores que nunca deben ser sobre pasados y que pueden ser
rebajados de acuerdo con los estudios de optimización adecuados y se aplica a la suma de
las dosis recibidas por exposición externa e interna en un periodo considerado.
Los periodos que se definen son por un año y son diferentes para los trabajadores expuestos,
personas en desarrollo, estudiantes en relación a radiaciones ionizantes, miembros del público, así
como para las mujeres embarazadas y en los periodos de lactancia.
LÍMITE DE DOSIS
APLICACION
(mSv/año)
TRABAJADORES
PUBLICO
20
1
DOSIS EFECTIVA
PROMEDIADOS EN
PERÍODOS
DEFINIDOS DE 5 AÑOS
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
150
15
PIELMANOS Y PIES
500
50
500
-
10- Dosimetría
Detectores o dosímetros
Son aquellos instrumentos que nos van a permitir medir la radiación, bien sea natural o producida
artificialmente.
Son medidores de radiación diseñados para medir dosis de radiación acumulada durante un
periodo de tiempo y normalmente se utilizan para medir la dosis a que está expuesto el personal
que trabaja, o que permanece en zonas en las que existe riesgo de irradiación.
Cabe recordar que el dosímetro personal como instrumento de medición y como tal debe ser
objeto de ciertos cuidados. Debe tenerse en cuenta que la película dosimétrica puede ser afectada
45
por el calor y la humedad muy excesivos, así como por gases y vapores químicos de diferentes
tipos, los que pueden influir en los resultados .
¿Qué propósitos se logran con la dosimetría personal?
Objetivo : Medir, evaluar y registrar las dosis recibidas por las personas expuestas a radiaciones
ionizantes en función de su trabajo, contribuyendo por lo tanto a proteger su salud en relación con
los posibles efectos biológicos.
Finalidad:
1.
2.
3.
4.
5.
Garantizar que individualmente se cumple con el Sistema de Limitación de Dosis y por
tanto que los riesgos individuales se mantienen dentro de márgenes aceptables.
Cumplir con el requisito legal de medida y registro de las dosis.
Evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de protección existentes en cada
instalación, seguir su evolución a lo largo del tiempo y obtener datos que permitan la
comparación con los niveles de protección en instalaciones análogas.
Evaluar la Dosis Colectiva, a fin de estimar el impacto radiológico de una determinada
instalación o actividad.
Proporcionar una base de datos que posibilite la realización de estudios estadísticos y
epidemiológicos
De acuerdo con el principio de funcionamiento pueden ser: de cámara de ionización, de película
fotográfica o de termoluminiscencia. Estos últimos son los más utilizados, ya que permiten leer la
dosis recibida y acumulada en un período 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
radiación. Se les denomina cristales termoluminiscentes.
Al ser irradiados, la radiación va a excitar los átomos que constituyen el cristal, produciendo
movimiento de electrones libres, que dejarán huecos en el cristal. Al ser éste calentado, volverá a su
estado normal y la energía que había absorbido será emitida en forma de luz susceptible de
cuantificarse.
La cantidad total de luz es proporcional al número de electrones excitados, que, a su vez, son
proporcionales a la cantidad de energía absorbida de la radiación.
Para su lectura, el cristal se calienta y la intensidad de luz que emita es medida por un tubo
fotomultiplicador, cuya señal de salida, una vez amplificada, se conecta a un voltímetro digital.
El instrumento de lectura se calibra midiendo intensidades de luz que emita al cristal tras ser
sometido a intensidades de radiación conocida.
La respuesta de los dosímetros termoluminiscentes se extiende a lo largo de 0.1 mSv a 100 Sv.
Detectores de semiconductores.
Los semiconductores son sólidos cristalinos generalmente de Si o Ge, cuyas propiedades eléctricas
los hacen apropiados para muy diversas aplicaciones, entre las que destaca como más importante
la fabricación de los conocidos "chips", componentes de los ordenadores modernos.
Cuando un semiconductor es alcanzado por radiaciones ionizantes éstas liberan, al interaccionar,
cargas eléctricas negativas (electrones) y positivas (huecos o agujeros), que dan lugar a un
aumento de la conductividad del semiconductor.
Esto significa que, si el semiconductor está sometido a una diferencia de potencial, la corriente que
circulará será proporcional a la tasa de exposición y la carga recogida será proporcional a la
exposición. Se utilizan este tipo de detectores ya que tienen la ventaja de su sencillez y de su
pequeño tamaño.
46
II Parte
Biología de las Radiaciones Ionizantes
La Radiobiología es el estudio de la serie de sucesos que se presentan en los tejidos vivos producto
de la absorción de energía procedente de las radiaciones ionizantes y de los esfuerzos del
organismo para compensar los efectos de esa absorción de energía y de las lesiones que se pueden
producir en el organismo.
La interacción de la radiación con células es una función de probabilidad, al azahar, las radiaciones
pueden o no interaccionar y si interaccionan, éstas pueden o no producir daños.
La interacción inicial entre la radiación ionizante y la materia se producen a nivel del electrón en los
primeros 10-13 segundos siguientes a la exposición. Estos cambios modifican las moléculas
biológicas de la materia en los siguientes segundos a horas. Cuando el daño ocurre en un tiempo
mayor, las consecuencias por el daño, pueden llegar a ser aún mayores.
La interacción de la radiación con una célula no es selectiva, la radiación no elige una zona
determinada de la célula para causar más o menos daño.
Los efectos visibles producidos en las células, tejidos u órganos por acción de las radiaciones
ionizantes, no son específicos, es decir no se pueden distinguir de los daños producidos por otros
agentes o traumas.
A pesar del posible daño que las radiaciones ionizantes son capaces de causar en los seres vivos
hay teorías que apoyan la hipótesis sobre el origen de los procesos evolutivos que culminaron con la
aparición de la vida inteligente sobre la faz de la tierra. Estas teorías sostienen que los compuestos
orgánicos más simples pudieron sintetizarse debido a la acción de las diversas fuentes de energía
sobre precursores inorgánicos.
En base a esta hipótesis, se han efectuado en los últimos 50 años, experimentos donde se someten
a la acción de las radiaciones ionizantes, luz intensa, descargas eléctricas, alto calor, partículas alfa,
beta y gamma o bombardeo de electrones y protones, la materia inorgánica como el metano,
amoniaco, agua y se ha logrado producir compuestos nitrogenados, aminoácidos, azúcares y otras
moléculas orgánicas.
Se cree que en las orillas arcillosas de los pantanos, estos compuestos orgánicos en presencia de la
radiación natural, que proviene del espacio y de la corteza terrestre, fueron organizando moléculas
más complejas, hasta llegar a formar membranas y luego células y así el inicio de la vida.
1- Mecanismo de la lesiones por radiación ionizante
Para entender y dar explicación a lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la
exposición a la radiación, es necesario entender que lo observado en el proceso de la historia sobre
los daños 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 radiación y a características 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 biológico de una exposición son el tipo de radiación y la dosis
absorbida, así 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 biológica
con que responde un organismo irradiado.
El efecto de una misma dosis en un tejido específico, 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 irradiación a cuerpo entero, puede perder
la vida.
La radiación ha sido siempre parte de la vida sobre la tierra y como tal, la enseñanza de sus
propiedades y del manejo cuidadoso que debe dársele debería formar parte de la educación general
47
que recibe la población, y así el temor infundado que existe en la población de que las radiaciones
ionizantes son extremadamente peligrosas, dejaría de existir
En el proceso de absorción de los rayos X, se pueden producen dos mecanismos específicos los
que pueden causar lesión;
a- Ionización
b- Formación de radicales libres.
Ionización
La ionización se produce a través del efecto Fotoeléctrico o por la Dispersión Compton. En estos
efectos se forma un átomo positivo y un electrón rechazado o arrancado, con carga negativa. El
electrón rechazado de alta energía, se encuentra en movimiento constante e interactuando con otros
átomos dentro de los tejidos, ionizando y produciendo cambios químicos dentro de la célula, lo que
conduce a daño biológico.
Una molécula ionizada tiene propiedades que son diferentes a la original, por esto una sola
ionización puede significar que las funciones originalmente realizadas por la molécula ya no se
cumplan y se inicie un cambio negativo.
La ionización puede tener un efecto menor en las células si los cambios químicos no alteran las
moléculas sensibles, o efectos profundos si afectan las estructuras de mayor importancia para la
función celular o blancos críticos.
Ionización
Fotón de rayos
que interactúa
con el tejido
Excitación
Cambios químicos
Roturas de
Uniones
Cambios biológicos
Formación de radicales libres
Los Rayos X causan daño celular básicamente a través de la formación de radicales libres producto
de la ionización en su gran mayoría del agua de la célula.
Los radicales libres son moléculas sin carga que tiene un electrón en su orbital más 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 molécula
b. Se combinan con otros radicales libres y causan cambios
c. Se combinan con moléculas ordinarias para formar toxinas
AFotones de rayos X
que interactúan con
el agua en las células
BRadicales
libres
Hay
ionización
Se combinan
para formar
Teorías de la lesión por radiación
Hay dos teorías acerca de cómo la radiación daña los tejidos biológicos;
a. Teoría Directa
b. Teoría Indirecta
48
Producen formación
de
radicales libres
Toxinas como el H 2O2
(peróxido de hidrógeno)
Teoría Directa
Los fotones chocan de forma directa con áreas o blancos críticos dentro de la célula, por ejemplo con
el ADN, RNA, proteínas estructurales o enzimáticas. Los daños que ocurren causan cambios en la
estructura o la función de blancos críticos.
Este tipo de daño son los menos frecuentes, la mayoría de los fotones de rayos X pasan a través de
las células y causan poco o ningún daño
Efectos sobre las estructuras intracelulares
Son varias las experiencias científicas que determinan que el núcleo es más radiosensible que el
citoplasma, sobre todo en células en proceso de mitosis. El punto sensible del núcleo es el ADN de
los cromosomas.
Las mutaciones son modificaciones del material genético, DNA, no reparadas o mal reparadas y que
pueden ser compatibles con la división celular presentando caracteres nuevos, pudiendo presentar
consecuencias genéticas.
Las alteraciones cromosómicas se han detectado en los linfocitos de la sangre periférica de
pacientes expuestos a procedimientos médicos diagnósticos .
Los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki presentaron alteraciones cromosómicas en los linfocitos
circulantes más de dos décadas después de la exposición a la radiación.
La frecuencia de las alteraciones suele ser proporcional a la dosis de radiación recibida
Teoría 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 daño por disfunción celular.
Estas lesiones se presentan con frecuencia debido al alto contenido de agua que contienen las
células Por lo tanto al ser el agua el componente más abundante dentro de los tejidos, los daños
causados serán más por la acción indirecta que la directa.
La definición de Acción Directa o Indirecta, depende solamente del lugar donde se produzca la
ionización y la absorción de energía en la célula.
Lesión directa
Lesión indirecta
Fig. 1 Esquema de lesión directa e indirecta
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Radio sensibilidad de los tejidos
Bergognie y Tribondeux observaron desde 1906 que las células inmaduras que se dividen
frecuentemente, sufren mayor alteración con la radiación que las células maduras diferenciadas que
no se dividen.
Los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad, dependiendo de su capacidad
de renovación celular. Esto es, los tejidos que no tienen renovación celular serán bastante
resistentes a la acción de las radiaciones ionizantes.
a. Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de renovación celular;
- Sistema nervioso
- Médula craneal
- Tejido muscular
b. Tejidos con bajo índice mitótico y con ausencia o escasa renovación celular;
- Hígado
- Tiroides
- Endotelio vascular
- Tejido conectivo
c. Tejidos con componentes celulares con frecuentes mitosis y alto grado de renovación celular;
- Epidermis
- Epitelio intestinal
- Médula ósea
- Gónadas
- Tejido neoplásico maligno (tratamientos de radioterapia)
Desde el punto de vista de respuesta celular al daño ocasionado por la radiación ionizante, existen
factores que influyen, factores físicos, químicos y biológicos, propios del individuo.
Dentro del aspecto biológico debe contemplarse un aspecto importante;
-La capacidad de reparación celular que tiene estrecha vinculación con el fraccionamiento de las
dosis de radiación. Es menor el daño con dos dosis iguales y separadas en el tiempo que la
suma de ambas cantidad de radiación, en una sola dosis.
Curva dosis – respuesta y lesión por radiación
Si todas las radiaciones ionizantes son nocivas, ¿qué nivel de exposición se considera aceptable?
Para poder establecer niveles aceptables de exposición a la radiación es útil hacer una gráfica de la
dosis administrada y el daño producido.
Cuando la dosis y el daño se trazan en una gráfica se produce una relación lineal sin umbral,
indicando que la respuesta a los tejidos es directamente proporcional a la dosis, y esto sugiere que
no importa qué tan pequeña sea la cantidad de radiación recibida, siempre hay algún daño biológico.
No hay una cantidad de exposición a la radiación que pueda ser segura.
La mayor parte de la información utilizada para producir una curva de dosis – respuesta, para
exposición a la radiación, se obtiene del estudio de los efectos de grandes dosis de radiación en
poblaciones, como los sobrevivientes a las bombas atómicas, sin embargo en el límite de bajas
dosis, hay poca información documentada y esta curva fue efectuada en base a experimento en
animales y células.
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Secuencia, reparación y acumulación de lesión por radiación
Periodo latente:
A nivel molecular las lesiones sean estas por ionización o por la acción de los radicales libres se
efectúan 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 lesión. A este periodo desde que se
efectuó la lesión hasta la aparición de las lesiones o los efectos clínicos visibles, se le denomina
periodo latente.
Periodo de la lesión:
Es el proceso del periodo latente en el cual ocurren los episodios de la lesión en la célula de los
tejidos, por ejemplo, el cambio de la función de la célula, rotura o agrupamiento de los cromosomas,
formación de células gigantes, cese de la actividad mitótica o actividad mitótica anormal.
Periodo de recuperación;
No todas las lesiones por radiación en las células son permanentes, en cada exposición hay un
periodo de reparación del daño celular. La mayoría de las células en los tejidos tienen una alta
respuesta a la reparación, sin embargo esta respuesta estará determinada directamente por la dosis
y la cantidad de estas recibidas en la misma zona u órgano.
Efectos acumulativos:
Se originan por dosis repetidas en la zona de irradiación y estos se manifiestan como cataratas,
cáncer o mal formaciones en el bebé por nacer.
Factores que determinan la lesión por radiación
Es importante reconocer que hay ciertos factores que influyen a la lesión por radiación, estos son;
dosis total, índice de radiación, cantidad de tejido irradiado, sensibilidad celular y la edad.
Dosis Total; Es la cantidad de energía de radiación ionizante absorbida.
Índice de radiación; Hay más daño por radiación con índices de dosis mayores debido a la
administración rápida de radiación que no da tiempo a que se repare el daño celular
Cantidad de tejido irradiado; Una radiación de cuerpo completos produce más efectos adversos que
la exposición a un área específica.
Sensibilidad celular; Hay mayor cantidad de daño en aquellos órganos o tejidos que presenten
mayor actividad mitótica.
Edad; Los niños son más susceptibles a las irradiaciones en comparación con los adultos
2- Clasificación de los efectos producidos por las radiaciones ionizantes
Se pueden clasificar en ;
- Efectos a corto y largo plazo ……………. En el tiempo
- Efectos somáticos y genético …………... Diferentes tejidos
- Efectos estocásticos y no estocásticos … Incidencia sobre el efecto
Efectos a corto y largo plazo;
Corto Plazo; hay efectos que se pueden observar en un plazo de tiempo muy pequeño , otros en día
o semanas. Estos efectos están asociados a grandes cantidades de exposición a las radiaciones,
absorbidas en un periodo muy corto de tiempo, ejemplo accidentes nucleares, bomba atómica.
Los efectos son el Síndrome de Radiación Aguda, que causa, vómito, diarrea, pérdida del cabello y
hemorragias.
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Largo Plazo; los efectos aparecen en años, decenios o en próximas generaciones y están asociados
a pequeñas dosis absorbidas de manera repetitiva en un periodo largo de tiempo. Los efectos son ;
cáncer, anomalías en el nacimiento y otros defectos genéticos.
Efectos somáticos y genéticos;
Las células somáticas son todas aquellas células de las que está compuesto el cuerpo humano,
excepto las células de la reproducción, óvulos y espermatozoides, que se les denomina células
genéticas.
Efectos somáticos; se observan directamente sobre la persona irradiada, incluyen inducción al
cáncer, leucemias y cataratas. Estos efectos no son transmitidos a futuras generaciones.
Efectos genéticos; 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 más bien a
las de la generación futura.
Efectos estocásticos y no estocásticos;
Estos efectos están en función de la incidencia que tiene la radiación sobre los efectos.
Efectos estocásticos; Son probabilísticas, el que ocurra el efecto y no la gravedad de éste, depende
de la dosis. Cuando se presentan son siempre graves, y no presentan umbral, un solo fotón pueden
producirlos.
Efectos no estocásticos; La gravedad del efecto depende de la dosis, existiendo una dosis por
debajo de la cual es muy probable que se produzca ningún efecto y si se produce es de poca
gravedad. Presentan un umbral, son ejemplos de estos, cataratas, esterilidad y lesiones cutáneas.
Efecto Estocástico
Efecto No estocástico
La gravedad no depende
La gravedad depende de
dosis
dosis
________________________________________________________________________
Efecto genético
Anomalías hereditarias
________________________________________________________________________
Efecto somático Carcinogénesis
Anemias, Caída del pelo
Esterilidad
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3- Riesgos de la Radiación
Fuentes de exposición a la radiación;
A diario el ser humano está expuesto a la radiación ambiental, cósmica y terrestre. La irradiación de
origen cósmico está relacionada con la altura en la que vive el sujeto, entre mayor sea la altura,
mayor es la exposición, sumada a la radiación terrestre emitida por materiales radiactivos presentes
en la tierra y el aire.
Además la tecnología moderna ha creado fuentes de radiación artificiales, relojes de pulsera
luminosos, televisión, lluvias radiactivas, uso de armas nucleares y el ciclo del combustible nuclear,
La medicina es otra fuente de radiación y contribuye la mayor parte de la exposición a la radiación
artificial a la que se ve expuesto un ser humano.
Riesgo y cálculo del riesgo
El riesgo es la probabilidad de efectos adversos o muerte por un agente peligroso.
El riesgo probable de producir cáncer mortal inducido por una radiografía dental es de 3 :1.000.000
El riesgo de que se produzca cáncer de manera espontáneo es de 3.300 : 1.000.000
Hay el mismo riesgo de muerte de 1: 1.000.000 por las siguientes actividades;
- Viajar 10 millas en bicicleta
- Viajar 300 millas en auto,
- Viajar 1.000 millas en aeroplano,
- Consumir 1,4 cigarrillos
Esto sugiere que hay más probabilidades de muerte por otras circunstancias que por la toma de
radiografías dentales.
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Radiación dental y riesgos de exposición
Para que se disminuya la calidad de vida de un individuo por daño a las radiaciones dentales, se
debe haber dañado un órgano crítico.
Estos órganos podrían ser; Glándula tiroides y médula ósea activa así como la piel y los ojos.
Cálculo del riesgo
Es necesario una dosis calculada en 6.000 mrad para producir cáncer en la Tiroides.
20 radiografías tomadas con colimador rectangular y en película E, producen 6 mrad
La inducción a la leucemia es probable en dosis de 5.000 mrad.
La dosis promedio a médula con una radiografía dental es de 1 – 3 mrad, serían necesarias de 2000
a 5000 radiografías dentales en ese mismo paciente para inducir a la leucemia.
250 rad, en 14 días causa eritema en la piel.
Para producir estos cambios en la piel, es necesario exponer a un individuo a 500 radiografías en un
período de 14 días
54
III Parte
Protección contra las Radiaciones Ionizantes
La protección radiológica 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
características de los equipos que manejan y materiales que utilizan pueden implicar irradiaciones.
Se cumplen los objetivos de protección radiológica mediante el establecimiento de normas de
protección para prevenir la producción de efectos biológicos no estocásticos y limitar la probabilidad
de incidencia de efectos biológicos estocásticos, hasta valores que se consideren aceptables para
las personas profesionalmente expuestas y los miembros del público. Las normativas están basadas
en los principios de;
- Optimización
- Justificación
- Limitación de la dosis
Optimización
Se utilizarán las menores cantidades de radiación que sean posibles utilizar, sin dañar o alterar el
beneficio.
Justificación
No se someterá al paciente en actividades con radiaciones ionizantes que le signifiquen un riesgo
mayor al beneficio que va a obtener.
Limitación de dosis
En Costa Rica y mediante el IRCP # 60, las dosis máximas establecidas para la exposición a
radiaciones ionizantes, para los operadores la dosis es de 20 mSv por año y para el público 1 mSv
por año
Concepto ALARA
“Todas las dosis deben ser tan bajas como sea posible y razonable
para archivar”
1- Protección al paciente
Las técnicas de protección se utilizan antes, durante y después de las exposiciones a las películas
dentales.
Antes de la exposición;
-La prescripción adecuada de la técnica requerida según las necesidades clínicas.
-Equipo adecuado 70 Kv, filtro de 1.5 mm de aluminio, colimador de plomo en la
salida del tubo y además del dispositivo enfocador rectangular.
-Distancia foco – objeto adecuado, no menos de 20 cm.
Fig. 1. Efecto de la colimación versus cantidad de tejido irradiado
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Durante la exposición;
-Collar tiroideo y mandil o delantal de plomo
-Películas rápidas, Ektaspeed velocidad E, Insight velocidad F
-Selección adecuada del tiempo de exposición de acuerdo a la técnica adecuada.
Fig. 2 Aditamentos necesarios para la protección del paciente
Fig. 3 Aditamentos necesarios para la protección del paciente
Después de la exposición;
Manejo y procesamiento adecuado de la película en el cuarto oscuro
Archivo adecuado
2- Protección al operador
Guías de protección para el operador;
- Evitar el rayo primario
- Distancia del foco de emisión
- Posición con respecto del foco
- Protección con barreras
Distancia; Una de las maneras más efectivas para el operador evite el rayo primario y límite su
exposición a los rayos X es mantenerse a una distancia adecuada durante la exposición, debe estar
parado por lo menos 2 metros lejos de la cabeza del tubo de rayos X durante la exposición. Cuando
esta distancia no es posible, se recomienda interponer una barrera de protección, o blindaje y/o
chalecos adecuados.
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Fig. 4. Distancia y posición adecuadas para la toma de radiografías cuando no ay barreras de protección
57
Posición; Otra forma importante de que el operador evite el rayo primario, es mantener la posición
adecuada durante la exposición a los rayos X. Para evitar el rayo primario, debe estar colocado
perpendicularmente al rayo o en un ángulo de 135° con relación al foco.
Esto permite que la cabeza del paciente absorba la casi totalidad de las radiaciones emitidas y la
radiación dispersa, no es significativa al estar alejado del paciente y la fuente de emisión al menos
1,8 mts. Por lo tanto;
- Nunca se debe sostener la película al paciente dentro de la boca
- Nunca se debe sostener el cabezote del equipo con las manos, del operador o del paciente
Protección; Deben de haber barreras de protección que absorban el rayo primario y la radiación
dispersa, construidos con los materiales adecuados.
Se debe mantener una vigilancia adecuada sobre el equipo, calibración. En los plazos dados por ley
o cuando así se requiera
Fig. 5 Barreras de protección, plomadas o de materiales absorbentes
Dosimetría personal es necesaria y debe ser utilizada por ley en clínicas donde existan equipos
panorámicos, o el volumen de toma radiográfica sea alto, universidades, clínicas de especialidades,
etc.
Dosis máxima permisible;
Para el operador es de 20 mSv / año
Para el paciente es de 1mSv / año
¿Que consecuencias tiene el superar el límite de dosis para el humano?
En la práctica muchas veces el límite de dosis es visto erróneamente como una línea de demarcación
entre lo seguro y lo peligroso. Una dosis ocasional por encima del límite no significa que produzca
daño. Pero la exposición reiterada por encima del límite implica un incremento del riesgo de contraer
cáncer que es inaceptable y exigiría una revisión de las condiciones de trabajo. Por ejemplo el límite
de dosis se puede comparar al límite de velocidad en el tránsito el que puede ser sobrepasado en
ciertas oportunidades sin que necesariamente se produzca un accidente; sin embargo conducir
permanentemente por encima del límite de velocidad implica un incremento inaceptable del riesgo de
que ocurra uno.
¿Cómo se determina el riesgo de la exposición a la radiación?
La estimación del riesgo asociado con la exposición a la radiación, está basado en el incremento de
las tasas de cáncer, no en la muerte producida directamente por la radiación.
La acción de la radiación es solo uno de los muchos procesos que influyen en el desarrollo de las
enfermedades malignas, por lo tanto los efectos de la radiación a bajas dosis no son distinguibles de
los niveles normales para esos mismos efectos.
Se ha detectado y cuantificado estadísticamente la existencia de tumores y leucemias radioinducido
mediante estudios epidemiológicos de poblaciones expuestas a dosis de radiación relativamente
altas.
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La fuente más completa de información epidemiológica primaria es el estudio de los sobrevivientes
japoneses de las bombas atómicas, el que ha demostrado una correlación entre la dosis de radiación
recibida y el incremento subsiguiente en la incidencia de tumores de pulmón, estómago, colon,
hígado, mama, ovario, tiroides y vejiga, así como también de varias formas de leucemia .
¿Qué debe hacer usted cuando encuentre este símbolo?
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 símbolo en colores amarillo con negro, está en un envase, bidón, 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 símbolo en colores amarillo con negro está colocado en la entrada de un edificio o en una
puerta de acceso. Señala que es una zona que en el interior se trabaja con radiaciones ionizantes.
No entrar sin autorización, debe entrar con alguien de la instalación.
3) Si el símbolo en colores amarillo con negro se encuentra en un equipo, instrumento o caja de
guantes...etc. Indica que se generan radiaciones ionizantes.
No toque, no lo haga funcionar, no lo desarme, ni dañe.
4) Si el símbolo en colores amarillo con negro de la radiactividad está colocado en cañerías o
estanques. Indica que conduce o almacena material radiactivo.
No abra ninguna válvula, ni llave.
No lo rompa, no apoye objetos sobre ellos.
No utilice el líquido que contiene.
5) Si el símbolo en colores amarillo con negro se encuentra en un vehículo de transporte terrestre,
marítimo o aéreo. Indica que está transportando material radiactivo.
No entrar al vehículo, ni saque cosas de él, sea estos; autos, barcos o aviones
NO ingresar a las zonas controladas o restringidas
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¿Cómo evitar los riesgos si se encuentra con una fuente de radiaciones ionizantes?
Con el fin de reducir la Exposición a las radiaciones ionizantes, es necesario que usted adopte las
siguientes Técnicas.
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: Manténgase lo más alejado posible de la fuente radiactiva. "A mayor distancia de la
fuente radiactiva, menor es la dosis recibida".
BLINDAJE: Cuando se interpone un material ó barrera que absorba ó frene las radiaciones ionizantes,
entre la fuente emisora, menor será la dosis recibida.
¿Qué son las fuentes radiactivas?
Las fuentes radiactivas se clasifican en:
FUENTES SELLADAS: Se entenderá por fuentes selladas, a todo material radiactivo que se encuentre
confinado en un recipiente sólido, inoxidable, consistente y estanco, que impida la fuga del material
radiactivo.
FUENTES ABIERTAS: Se entenderá por fuente abiertas, a todo material radiactivo, que puede pasar a
formar parte del medio ambiente con gran facilidad.
Si encuentra algún objeto abandonado con el símbolo de la radiactividad, avise de inmediatamente a;
- Comisión Costarricense de Energía Nuclear
- Servicio de Protección Radiológica del Ministerio de Salud
- Policía de Investigaciones o al teléfono 911
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Bibliografía
1- Gibilisco A. J. , Diagnóstico
Ed. Panamericana 1988
2- Pasler
Friedrich A,
Ed. Masson Salvat 1992
Atlas
Radiológico
de
en
Radiología
Odontología
Odontológica
5°
ed.
1°
ed.
3- Pasler Friedrich A. Radiología Odontológica 2° ed. Ed. Masson- Salvat
4- Haring Lind
Radiología Dental, Principios y Técnicas, 1° ed. Ed. McGraw- Hill
Interamericana
5- Ministerio de Sanidad y Consumo, España.
Conceptos generales 1988
Protección Radiológica Parte 1°,
6- Eastman Kodak, The Fundamentals of Radiography, 12° ed. 1980
7- Comisión Nacional de Energía Nuclear CNEM Brazil,
Radiología Diagnóstica, 1993
Protección Radiológica en
8- White, Pharoah , Radiología Oral, Principios e Interpretación. 4° ed.
Ed. Harcourt Mosby 2002
9- International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing
Radiation and for the Safety of Radiation Sources.
Safety Series Nº 115-I. International Atomic Energy Agency, Vienna, 1994.
10- Protección Radiológica. Colección Sanidad Ambiental. Ministerio de
Sanidad y Consumo. España, 1990
11- Consejo de Salud Ocupacional, Reglamento sobre protección contra las
radiaciones ionizantes, Ministerio de Salud, Costa Rica 1995
12- Caja Costarricense de Seguro Social, Dept. Control de Calidad de
Operaciones Radiológicas, Reglamento del Sistema de Seguridad
Radiológica Costa Rica 2002
13- Direcciones en Internet; www.wikipedia.org
cires.htmlplanet.com
www.colegiodentistas.org
www.nuclearfisics.ucm.es
www.smf.mx/ucr.ac.cr
www.onu.org.ca/unn/oea
www.iaea.org
www.actaodontologica.com
61