MAGNITUDES Y UNIDADES RADIOLÓGICAS
Curso de Operadores de Instalaciones de RX Fundación Jiménez Díaz
19 de enero – 2 de febrero de 2018
• ICRU
• Actividad
• Exposición
• Dosis absorbida
• Dosis equivalente y dosis efectiva
• Magnitudes operacionales y magnitudes limitadoras
• Dosimetría a pacientes
Magnitudes y Unidades
• 1895.- Descubrimiento de los rayos X por W. C. Roentgen.
• 1896.- Descubrimiento de la radiactividad por H. Becquerel (rayos uránicos
- radiación emitida espontáneamente por sales de Uranilo).
• 1922.- Estudios epidemiológicos en radiólogos establecen un incremento en
la incidencia de cáncer.
• 1925.- Se crea la ICRU (Comisión Internacional de Unidades de Medida y Radiación) .
• 1928.- Creación del Comité Internacional de Protección contra los Rayos X y
el Radio. (Más tarde ICRP).
ICRP
Elaboración de fundamentos y recomendaciones en materia de protección radiológica .
ICRU
Actividad
Unidad antigua: Curio (Ci) (actividad de un gramo de Radio-226). Unidad del S.I.: Becquerelio (Bq = s-1)
- 1 Bq = 1 transformación por segundo. Se utilizan múltiplos: MegaBecquerelio(MBq) = 106 Bq
KiloBecquerelio(KBq) = 103 Bq
- 1 Ci = 3.7 x 1010 Bq. Se utilizan submúltiplos de la unidad: NanoCurio (nCi) = 10-9 Ci = 37 Bq;
MicroCurio (μCi) = 10-6 Ci = 37.000 Bq = 37 KBq
Actividad
Periodo de semidesintegración
tiempo que tarda en reducirse a la mitad la actividad de una muestra
radiactiva.
Ley de desintegración radiactiva
Ejemplo:
Unidad especial : Roentgen (R).
Unidad del S.I. : Culombio/Kilogramo (C/Kg)
Es la exposición producida por un haz de radiación X ó γ que, absorbido en 1 Kg de masa de aire seco en condiciones normales de presión y temperatura, libera 1 culombio de carga de cada signo.
Relación entre unidades antiguas y del S.I.
- 1 C / Kg. = 3876 R ; 1 R = 2.58x10-4 C / Kg.
Exposición: es el valor absoluto del total de cargas de los iones generados en aire por unidad de masa.
Magnitud dosimétrica definida únicamente para radiación ionizante electromagnética (fotones), basada en la capacidad de la radiación de producir ionizaciones en aire. No aporta información sobre el efecto de la radiación en el tejido.
Tasa de Exposición:
Es la exposición por unidad de
tiempo.
– En el SI sus unidades son:
• C/kg por segundo, es decir, C/s·kg
– En las unidades antiguas [R/s] o [R/h].
– Ejemplo: niveles medios de tasa de exposición a radiación
gamma en España (CSN).
Datos: C.S.N.
Niveles medios de tasa de exposición a la radiación gamma natural en España
Nº iones liberados= 6 Nº iones retenidos= 6
Nº iones liberados= 6 Nº iones retenidos= 2
dm
Nº iones liberados= 6 Nº iones retenidos= 4 dm
dm
dm
Dosis Absorbida
Dosis absorbida: es la energía media, dε, impartida por la radiación ionizante y absorbida en una cantidad de masa dm de un material específico.
Es la magnitud dosimétrica fundamental.
Está definida para todas las radiaciones y para cualquier medio.
Tasa de dosis: dosis absorbida por unidad de tiempo (Gy/s)
Unidad antigua: Rad.
Unidad del S.I. : Gray (Gy = J/Kg)
1mGy = 10-3 Gy; 1 μGy= 10-6 Gy.
Relación entre unidad especial y unidad del S.I.
Dosis Absorbida
La dosis absorbida cuenta la energía impartida en un elemento de masa
dm y realmente consumida en dm.
Así pues, nos permite conocer el daño puntual ocasionado en el elemento
de masa dm: SIRVE PARA EVALUAR EFECTOS DETERMINISTAS.
La dosis absorbida en un órgano es el promedio de la dosis absorbida en ese órgano: SIRVE PARA EVALUAR EFECTOS ESTOCÁSTICOS.
Pero diferentes tipos de radiación producen diferentes distribuciones de dosis absorbida. Así pues, la dosis absorbida no va a ser el mejor
Dosis equivalente y dosis efectiva
Dosis equivalente en un órgano H:
es la dosis absorbida en un
determinado tejido u órgano, D
T,R, multiplicada por un factor adimensional
w
Rque expresa la efectividad biológica de dicha radiación.
w
R:Es un
factor de calidad de la radiación.
Unidad antigua: rem.
Unidad del S.I. : Sievert (Sv = J/Kg)
1mSv = 10-3 Sv; 1 μSv= 10-6 Sv.
Relación entre unidad especial y unidad del S.I.
- 1 Sv = 100 rem - 1 rem= 10-2 Sv
Para γ: WR = 1, por lo que la dosis absorbida D y la equivalente H son numéricamente iguales: 1 Gy de RX corresponde a 1 Sv de RX.
Dosis equivalente y dosis efectiva
Tipo e intervalo de energías Factor ponderal de radiación,
wR
Fotones, todas las energías 1
Electrones y muones, todas las energías 1
Neutrones, energía
< 10 keV 5
>10 keV a 100 keV 10
>100 keV a 2 MeV 20
>2 MeV a 20 MeV 10
>20 MeV 5
Protones distintos de los de retroceso Energía > 2 MeV
5
La exposición a radiación de órganos y tejidos del cuerpo produce efectos
diversos según cual sea el órgano o tejido irradiado.
Dosis efectiva:
es la dosis absorbida en todo el cuerpo ponderada por el
tipo y energía de la radiación así como por el tejido.
La dosis efectiva permite ponderar el riesgo de una determinada
irradiación.
Unidad antigua: rem.
Unidad del S.I. : Sievert (Sv = J/Kg)
1mSv = 10-3 Sv; 1 μSv= 10-6 Sv.
Relación entre unidad especial y unidad del S.I.
- 1 Sv = 100 rem - 1 rem= 10-2 Sv
Tejido u órgano Factor ponderal de
tejido, wT
Gónadas 0.20
Médula ósea (roja) 0.12
Colon 0.12
Pulmón 0.12
Estómago 0.12
Vejiga 0.05
Mama 0.05
Hígado 0.05
Esófago 0.05
Tiroides 0.05
Piel 0.01
Superficie ósea 0.01
Resto 0.05
● Magnitudes definidas para propósitos de limitación.
● El Reglamento sobre Protección Sanitaria contra Radiaciones Ionizantes de julio de 2001 (B.O.E. nº 178 de 6 de julio de 2001) adopta las magnitudes limitadoras definidas por la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP 60, 1991)
● Dosis equivalente en un órgano T (H
T)
● Dosis efectiva : E.
● Las magnitudes limitadoras están basadas en unos factores ponderales de la radiación (wR) y de los tejidos (wT) tabulados. Estos valores se adoptan de los definidos en la publicación ICRP-60, 1991, y revisados en la publicación ICRP-103, 2007.
● En nuestra normativa específica en materia de P.R. los factores ponderales de la radiación y el tejido están recogidos en el anexo 2 del RD 783/2001 Reglamento de Protección Sanitaria contra las Radiaciones Ionizantes.
•
H
Ty E (magnitudes limitadoras)
no pueden medirse.
•
Las Magnitudes Operacionales sirven para estimar de manera
razonablemente conservadora las magnitudes limitadoras .
•
Las magnitudes relacionadas con la vigilancia radiológica de los
Trabajadores Expuestos a radiaciones ionizantes , actualmente vigentes en
nuestra legislación son:
•
Equivalente de Dosis Personal H
p(d) (unidad: Sievert)
• Hp(d) medible con un detector que se lleva en la superficie del cuerpo (dosímetro) y cubierto con espesores apropiados de material equivalente a tejido:
• d = 0.07 mm para la piel
• d = 3 mm para el cristalino
• d = 10 mm dosis profunda
La dosis de radiación debida a las
exploraciones médicas supone, de
media, la fuente de radiación NO
NATURAL más importante a la que
está expuesta la población.
Los pacientes no están sometidos a límites de dosis.
Se establecen
niveles de referencia
para exploraciones tipo en pacientes
de tamaño estándar.
Dosimetría a Pacientes
Dosis en superficie de entrada del paciente (DSE)
Dosis absorbida en superficie de entrada, teniendo en cuenta la
retrodispersión.
Exploración DSE (mGy)
Abdomen AP 10
Columna Lumbar AP/PA 10
Columna Lumbar LAT 30
Cráneo AP/PA 5
Cráneo LAT 3
Pelvis AP 10
Tórax PA 0.3
Tórax LAT 1.5
Dosis en superficie de entrada del paciente (DSE)
Dosis absorbida en superficie de entrada, teniendo en cuenta la
retrodispersión.
Exploración NRD (mGy) DSE (mGy)
mayo 2016 (2017)
Abdomen AP 10 8.1 (4,4)
Columna Lumbar AP 10 14.2 (10,9)
Columna Lumbar LAT 30 15.7 (11,6)
Cráneo LAT 3 2.5 (1,7)
Pelvis AP 10 8.3 (5,9)
Tórax PA 0.3 0.3 (0,8)
Tórax LAT 1.5 0.7 (0,6)
Mamografía: Dosis Glandular Promedio (DGM)
Incluye factores que dependen del tipo de haz y del tipo de mama y edad
de la paciente.
Mejor indicador del riesgo de carcinogénesis.
Dosimetría a Pacientes
Espesor de mama
comprimida DGM (mGy)
>3 - ≤ 4 <1.5
>4 - ≤ 5 <2
>5 - ≤ 6 <2.5
>6 - ≤ 7 <3
>7 - ≤ 8 <4.5
Mamografía: Dosis Glandular Promedio (DGM)
Incluye factores que dependen del tipo de haz y del tipo de mama y edad
de la paciente.
Mejor indicador del riesgo de carcinogénesis.
Dosimetría a Pacientes
Espesor de mama comprimida
DGM (mGy) DGM (mGy) 2015
>3 - ≤ 4 <1.5 0.9
>4 - ≤ 5 <2 1.1
>5 - ≤ 6 <2.5 1.6
>6 - ≤ 7 <3 2.0
>7 - ≤ 8 <4.5 2.3
-Exploraciones complejas, escopia: Producto dosis área (PDA)
Procedimientos con escopia: hemodinámica, neurorradiología, radiología
vascular…
Por el momento, no hay niveles de referencia legalmente establecidos.
Los equipos deben contar con dispositivos para medir y registrar el PDA.
Dosimetría a Pacientes
Exploraciones complejas, TC: CTDI y DLP
CTDI: dosis ponderada en 5 alojamientos de un maniquí cilíndrico.
DLP (Dose Length Product): CTDI*longitud de la exploración.
Dosimetría a Pacientes
Exploraciones complejas: TC: CTDI y DLP
CTDI: dosis ponderada en 5 alojamientos de un maniquí cilíndrico.
DLP (Dose Length Product): CTDI*longitud de la exploración.
Dosimetría a Pacientes
Exploración TC CTDI (mGy) EU
Cabeza 60
Columna vertebral 70
Tórax 30
Abdomen 35
Caso práctico:
Dosis en órganos y dosis efectiva vs CTDI
TC tórax-abdomen-pelvis
CTDI: 8.4 mGy
Organ wT HT (mGy) wT.HT Remainder Organs HT (mGy)
Gonads 0,2 21 4,1 Adrenals 19
Bone Marrow 0,12 12 1,5 Small Intestine 19
Colon 0,12 19 2,3 Kidney 22
Lung 0,12 21 2,5 Pancreas 18
Stomach 0,12 21 2,5 Spleen 20
Bladder 0,05 22 1,1 Thymus 23
Breast 0,05 18 0,91 Uterus 19
Liver 0,05 20 1 Muscle 13
Oesophagus (Thymus) 0,05 23 1,1 Brain 0,046
Thyroid 0,05 1,1 0,053 Not Applicable N/A
Skin 0,01 11 0,11 Not Applicable N/A
Bone Surface 0,01 22 0,22 Not Applicable N/A
Not Applicable 0 0 0 Not Applicable N/A
Not Applicable 0 0 0 Other organs of interest HT (mGy)
Remainder 0,05 13 0,65 Eye lenses 0,1
Not Applicable 0 0 0 Testes 23
Total Effective Dose
(mSv) 18 Ovaries 18
Uterus 19
Prostate 22
Examen TC Ojos Tiroides Torax Útero Ovarios Gónada s
Cabeza 50 1.9 0.03 * * *
Cervicales 0.62 44 0.09 * * *
Columna (r.toracica)
0.04 0.46 28 0.02 0.02 *
Torax 0.14 2.3 21 0.06 0.08 *
Abdomen * 0.05 0.72 8.0 8.0 0.7
L. Spine * 0.01 0.13 2.4 2.7 0.06
Pelvis * * 0.03 26 23 1.7
El símbolo * indica que la dosis es < 0.005 mGy
Ej:Dosis típicas en mGy en exámenes TC (Shrimpton et al. 1991)
Dosis en pacientes
Procedimiento diagnóstico Dosis efectiva característica (mSv)Nº equivalente RX tórax Periodo equivalente radiación fondo Extremidades y articulaciones (excluida cadera)
<0,01 <0.5 < 3 días
Tórax (PA) 0,02 1 3 días
Cráneo 0,07 3,5 11 días
Columna dorsal 0,7 35 4 meses
Cadera 0,3 15 7 semanas
Pelvis 0,7 35 4 meses
Abdomen 1 50 6 meses
Dosis en pacientes
Procedimiento diagnóstico Dosis efectiva característica (mSv)Nº equivalente RX tórax
Periodo equivalente radiación fondo
Columna lumbar (AP) 1,3 65 7 meses
UIV 2,5 125 14 meses
Esofagograma 1,5 75 8 meses
Tránsito intestinal 3 150 15 meses
Enema opaco 7 350 3 años
TC de cabeza 2,3 115 1 año
TC de tórax 8 400 3 años
TC de abdomen o pelvis 10 500 4 años
Angioplastia coronaria 22 1100 9 años
Ablaciones (arritmias) 17 850 7 años
• Pacientes que reciben altas dosis de radiación en piel.
– Riesgo de aparición de efectos deterministas en piel.
– Protocolo de seguimiento de las posibles lesiones (dermatitis): • dosis en piel > 3 - 5 Gy
• PDA > 300 Gy cm2
• Dosis en el punto de referencia > 3 Gy • Tiempo de escopia > 30 minutos.
Radiation injury in a 40-year-old man who underwent multiple coronary angiography and angioplasty procedures. Images show time sequence of a major radiation injury. These images often provide the first hint to individual patients that injury is related to
a previous fluoroscopic procedure. (a)At 6–8 weeks after
exposure, prolonged erythema with mauve central area appears, suggestive of ischemia. (b) At 16–21 weeks, depigmented skin
with central area of necrosis is seen. (c)At 18–21 months, deep
necrosis with atrophic borders is seen. (a
)
(b) (c
)
(a) Radiation injury in 50-year-old man. Photograph was
obtained 2 months after treatment with approximately 10-Gy
peak skin dose. (b) Same patient 6 months after treatment.
Resumen magnitudes
Magnitud Unidad Tipo Uso
Dosis Absorbida Gy Magnitud física Efectos deterministas
Dosis en órgano Sv Magnitud limitadora Efectos estocásticos Dosis equivalente Sv Magnitud limitadora Efectos estocásticos
Dosis efectiva Sv Magnitud limitadora Efectos estocásticos
Dosis en superficie a la
entrada del paciente Gy Indicador dosimétrico Control de calidad Producto dosis x área Gy·m2 Indicador dosimétrico Control de calidad
Dosis glandular Gy Indicador dosimétrico
Control de calidad y efectos estocásticos
CTDI Gy Indicador dosimétrico Control de calidad