ASPECTOS BÁSICOS DE LAS RADIACIONES: •Radiación: es la propagación de energía a través del espacio o la materia sin la intervención de un medio de transporte. •Se acepta para las radiaciones el modelo dual ondacorpúsculo: se emiten y se absorben como partículas y se transmiten como ondas. •Las ondas electromagnéticas pueden ser descritas por procesos discretos llamados “fotones o cuantos”. La energía transmitida por un fotón está dada por: E = h.f donde h es la constante de Planck, y la energía tiene unidad de eV (energía que adquiere 1 e- cuando es sometido a una diferencia de potencial de 1 Volt). • Ya que la v = λ.f, la energía queda expresada según: E = h.v/λ TM MBF. LUIS ALARCON BASTIAS Centro de Imagenología Hospital Clínico Universidad de Chile • Cuando la energía de una radiación es mayor que el potencial de ionización de cierto átomo se produce ionización. Se las denomina radiación ionizantes y tiene una energía > 13,6 eV. TM MBF. LUIS ALARCON BASTIAS Centro de Imagenología Hospital Clínico Universidad de Chile • La radioactividad está referida a la emisión de ondas o partículas por parte de elementos inestabes o nucleidos. • Ésta desintegración radioactiva es un típico ejemplo de proceso estocástico. • El promedio del número de nucleidos desintegrados por unidad de tiempo se conoce como actividad (A) y tiene unidad de Bequerel = 1desintegración/seg. INTERACCIÓN DE LAS RADIACIONES IONIZANTES CON LA MATERIA: •Efecto Fotoeléctrico: el fotón se encuentra con un e- del material y le transfiere toda su energía •Efecto Compton: el fotón choca con un e- y lo desprende, y el exceso de energía es emitido como REM de menor frecuencia que la incidente. •Producción de pares electrónicos: cuando un fotón se acerca al campo eléctrico de 1 núcleo puede suceder un par electrón-positrón. LEYES Y CONCEPTOS EFECTOS BIOLÓGICOS: RELACIONADOS CON •La dosimetría trata de caracterizar el efecto de las radiaciones a diferentes dosis, es decir, es el análisis de las relaciones dosis-efecto. En este análisis es necesario considerar algunas magnitudes y conceptos importantes. Absorción y atenuación: un haz de radiación X o γ incide sobre un material y parte de los fotones incidentes serán reflejados, dispersados, transmitidos y parte absorbidos. I = Io . e-µx donde µ es el coeficiente de atenuación lineal. • Dosis absorbida: energía absorbida por unidad de masa del material, se mide en Gray (Gy). • Tasa de dosis: dosis absorbida por unidad de tiempo, tiene unidad de Gy/s. • Dosis equivalente: es la sumatoria de la dosis absorbida promediada en un tejido por un factor adimensional referido a la tasa de dosis y fraccionamiento de la irradiación (factor de calidad). • Exposición: cantidad de carga (Σ cargas de 1 mismo signo) generada en cierta masa m de aire por radiaciones ionizantes y tiene unidad de coulomb/kg. Ley de las distancias: es una noción fundamental en el cálculo de dosis y radioprotección. Indica que la intensidad de una radiación es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente. EFECTOS DE LAS RADIACIONES: Somáticos: cuando afecta al individuo expuesto. Estocásticos: probabilísticos es al azar no hay umbral de dosis, Pocurrencia ∝ D se manifiesta a largo plazo No estocásticos: determinísticos presenta umbral de D, Dmín de incidencia se manifiestan a corto plazo Hereditarios: cuando involucran la descendencia. EFECTOS NO ESTOCASTICOS Intensidad del efecto Probabilidad de ocurrencia del efecto EFECTOS ESTOCASTICOS Dosis Dosis Mutagénesis Carcinogénesis DOSIS UMBRAL Cataratas Eritema Anemia Aplásica Esterilidad FORMAS DE ESTUDIO DE LA RADIOSENSIBILIDAD: CUR V AS D E S O BR EV IDA E N F UNC IO N DE LA D O S IS D E IRR AD IAC IO N P A RA ME TR O S N : N úmero de extrapolación D o : D osis letal m edia D q : D osis quasi umbral N Dq D q = D o .ln N Dq: dosis que deja tras de sí la capacidad de reparar. S 1 0.1 2.3 D o 0 2 4 6 8 10 Dosis (J.m -2 ) M odelo M ultitarget Do: dosis letal media, dosis necesaria para reducir la población inicial al 37%. D − § Do S = 1 − ¨¨ 1 − e © · ¸ ¸ ¹ N N: no toma cuenta mecanismos reparación en los de FACTORES QUE AFECTAN LA SENSIBILIDAD: Físicos: •dosis absoluta •tasa de dosis •fraccionamiento •de dosis •LET Biológicos: •fase del ciclo celular •capacidad proliferativa •capacidad de reparación •ploidía •balance hormonal Químicos: •sensibilizantes: O2 (reduce la dosis para el efecto biológico) sensibilizantes de hipóxicas •protectores: reducen efecto radiación, grupos principales sulfuros y disulfuros células RADIACIÓN RECIBIDA POR LOS SERES VIVOS: Dosis total: 3.59 mSv/año Radón 82% 2.95 mSv 2 mSv Terrestre 0.28 mSv Cósmica 0.27 mSv Interna 56% 11% 4% 3% 0.4 mSv Uso médico 11% 8% 0.39 mSv 18% Medicina nuclear 0.64 mSv Productos de consumo 0.14 mSv 8% 0.11 mSv TM MBF. LUIS ALARCON BASTIAS Centro de Imagenología Hospital Clínico Universidad de Chile EFECTOS SOBRE EL DESARROLLO: La irradiación durante el desarrollo puede producir efectos a corto y a largo término. Los más importantes incluyen: * muerte pre y post-natal. * retardo del crecimiento * anormalidades en tejidos y órganos (organogénesis---> malformaciones). * cáncer post-natal temprano (Una dosis de 0.05 Gy en el primer trimestre multiplica por 10 la probabilidad de morir por cáncer en los primeros 10 años de vida). DOCTRINA DE LA RADIOPROTECCIÓN (ICRP): 1. JUSTIFICACION (Beneficios>Daños) 2. LIMITACION DE LA DOSIS (A.L.A.R.A.: As Low As Reasonable Achivable) 3. OPTIMIZACION (de Recursos para bajar las dosis). En general: * Evitar efectos no estocásticos. * Minimizar riesgos de no estocásticos. Radiodiagnóstico : 0.01 - 100 mSv Radioterapia: 1 - 70 Gy (Justificación en Enf. Malignas). MEDIDAS DE RADIOPROTECCIÓN: A.ALEJARSE (Ley de las distancias) B.PROTEGERSE (Ley de absorción) C.MINIMIZAR TIEMPOS DE EXPOSICIÓN Preguntas 1. ¿Qué tipo de interacciones de las radiaciones ionizantes con la materia conoce? 2. Mencione magnitudes y leyes asociadas a la dosimetría. 3. ¿Qué entiende por efectos estocásticos de las radiaciones? Poner ejemplos. 4. ¿De que depende la radiosensibilidad celular y que factores la modifican? 5. ¿Qué efectos puede producir una irradiación en el período de gestación? 6. ¿Qué factores deben tenerse en cuenta para realizar un tratamiento radiante y cuales son los principios generales en que se basa la radioprotección?