Protección Radiológica

Protección Radiológica

El término física de la salud fue acuñado durante los primeros días del Proyecto Manhattan, el trabajo secreto en tiempo de guerra que se emprendió con el fin de desarrollar la bomba atómica. El grupo de físicos y médicos responsables de la seguridad frente a la radiación de las personas que participaban en la producción de bombas atómicas fueron los primeros físicos de la salud. Así, el físico de salud es un científico especialista en radiación que se ocupa de la investigación, de la enseñanza y de los aspectos operacionales de la seguridad frente a la radiación. 

Radiación y salud

En el año 2000, la National Academy of Sciences identificó los 20 principales logros científicos y técnicos del siglo XX. Las técnicas de imagen en medicina ocupaban el número 14 de la lista. Es importante señalar esto a nuestros pacientes, muchos de los cuales mantienen una actitud cautelosa frente a la radiación. Nunca se lee la palabra «radiación» en un periódico o revista sin que vaya acompañada del adjetivo «peligroso», «mortal» o «perjudicial».

El criterio ALARA se ha adoptado por la relación lineal sin umbral (LNT, linear nonthreshold) entre dosis de radiación y respuesta en relación con los efectos estocásticos (cáncer, leucemia y efectos genéticos). Sin embargo, también hay que reconocer que en las técnicas de imágenes diagnósticas se emplean niveles realmente bajos de radiación. Sin duda, la aplicación de esta radiación ha tenido una gran repercusión sobre nuestra salud y sobre el incremento de la longevidad. No obstante, debido a la LNT hay que continuar siendo conscientes de la dosis de radiación al paciente y al profesional y debemos tomar las medidas necesarias para poner en práctica el concepto ALARA.

Principios fundamentales de la protección frente a la radiación

Toda la actividad de la física de la salud en radiología está diseñada para minimizar la exposición a la radiación de los pacientes y del personal. Los tres principios fundamentales de la protección frente a la radiación que se desarrollaron con relación a actividades nucleares, tiempo, distancia y radioprotección, encuentran una aplicación igualmente útil en la radiología diagnóstica. Cuando se observan estos principios fundamentales, puede minimizarse la exposición a la radiación.

Minimizar el tiempo

La dosis a un individuo se relaciona directamente con la duración de la exposición. Si se duplica el tiempo durante el cual un sujeto está expuesto a la radiación, la exposición se duplicará, 

Durante la radiografía, se mantiene al mínimo el tiempo de exposición para reducir el emborronamiento por movimiento. 

Maximizar la distancia

A medida que aumenta la distancia entre la fuente de radiación y la persona, disminuye rápidamente la exposición a la radiación. Esta disminución en la exposición se calcula con el empleo de la ley de la inversa del cuadrado.

La mayor parte de las fuentes de radiación son fuentes puntuales. La diana del tubo de rayos X, por ejemplo, es una fuente puntual de radiación. Sin embargo, la radiación dispersa generada en un paciente parece proceder no de una fuente puntual, sino más bien de una fuente extendida.

En radiografía, la distancia desde la fuente de radiación al paciente suele fijarse por el tipo de exploración, y el  radiólogo se sitúa detrás de una barrera protectora.

Empleo de blindaje

La colocación de un blindaje entre la fuente de radiación y las personas expuestas reduce en gran medida el nivel de exposición a la radiación. El blindaje utilizado en radiología diagnóstica suele consistir en plomo, aunque también se utilizan materiales de construcción convencionales.

Puede calcularse la cantidad que una barrera protectora reduce la intensidad de radiación si se conoce la capa de hemirreducción (HVL, half-value layer) o la capa de reducción al décimo del valor (TVL, tenth-value layer) del material de barrera. 

Otro ejemplo de la aplicación del blindaje en radiología es el empleo de ropa protectora. Los delantales protectores suelen contener 0,5 mm de Pb. Esto equivale aproximadamente a 2 HVL, que reduce la exposición profesional al 25%. Las determinaciones reales muestran que estos delantales protectores reducen la exposición aproximadamente al 10% porque los rayos X dispersos inciden en el delantal con un ángulo oblicuo.

Dosis Efectiva

Es relativamente fácil medir la exposición y dosis de radiación del paciente durante el procedimiento de imagen con rayos X. Sin embargo, el procedimiento de imagen con rayos X implica una exposición corporal parcial. Las imágenes radiográficas son colimadas al tejido de interés; por tanto, no está expuesto el cuerpo en su totalidad.

Los coeficientes del riesgo de radiación se basan en la exposición a la radiación de la totalidad del cuerpo, como sucedió en los supervivientes a la bomba atómica de Hiroshima y Nagasaki. Cuando sólo una parte del cuerpo está expuesta, como en los procedimientos médicos de imagen por rayos X, el riesgo de una respuesta estocástica a la radiación no es proporcional a la dosis hística, sino más bien a la dosis efectiva.

La dosis equivalente del cuerpo entero es la media ponderada de la dosis de radiación a los diversos órganos y tejidos. El National Committee on Radiation Protection (NCRP) ha identificado diversos tejidos y órganos y la radiosensibilidad relativa de cada uno de ellos.

Dosis efectiva en el paciente

Considérese, por ejemplo, la relación entre la dosis en el paciente y la dosis efectiva en una tomografía computarizada. La exploración por TC de la pelvis da lugar a una dosis más bien uniforme de 2.000 mrad (20 mGy) en los tejidos de la pelvis. Otros tejidos no son irradiados.

Otro ejemplo, como el de radiografía posteroanterior de tórax, ayuda a explicar este concepto. La dosis de entrada cutánea de esta exploración es de aproximadamente 10 mrad. Si se asume que una dosis hística media es la mitad de la dosis de entrada cutánea (5 mrad), la dosis efectiva es de 1,35 mrem.

Dosis efectiva en el radiólogo

Durante la radiografía el radiólogo se coloca detrás de una barrera protectora, por lo que no hay exposición profesional a la radiación.

Características de la protección radiográfica

Muchos dispositivos de protección radiológica y sus accesorios están asociados con los sistemas modernos de imagen de rayos X. Dos de ellos son apropiados para todos los sistemas de imagen de rayos X de diagnóstico y están relacionados con la carcasa de protección del tubo de rayos X y con el panel de control.

Carcasa de protección del tubo de rayos X

Cada tubo de rayos X debe estar dentro de una carcasa de protección que reduce la radiación de fuga durante su uso.

La radiación de fuga debe ser inferior a 100 mR/h (1 mGya/h) a una distancia de 1 m de la carcasa protectora.

Panel de control

El panel de control debe indicar claramente las condiciones de exposición y cuándo el tubo de rayos X está encendido. Estos requisitos generalmente están cubiertos con indicadores de kVp y de mA. A veces, unas señales visibles o audibles indican que el haz de rayos X está encendido.

Indicador de distancia de la fuente al receptor de imagen

Debe haber un indicador de distancia de la fuente al receptor de imagen (SID, source-to-image receptor distance). Este indicador puede ser tan sencillo como una cinta de medida atada a la carcasa del tubo o tan avanzado como los láseres.

Colimación

Debe haber colimadores rectangulares con abertura variable del indicador de luz. Para exámenes especiales, los colimadores se pueden reemplazar por conos y diafragmas. La atenuación del haz útil debida a las mandíbulas del colimador debe ser equivalente a la del material de la carcasa protectora.

Alineación del haz

Además del colimador apropiado, cada tubo de radiografía debe tener un mecanismo para asegurar la alineación apropiada del haz de rayos X y del receptor de imagen. No sirve de nada alinear el haz de luz y el haz de rayos X si el receptor de imagen no está también alineado.

Filtración

El propósito general de todos los haces de rayos X de diagnóstico debe ser tener una filtración total (la inherente más la añadida) de como mínimo 2,5 mm de Al cuando se opere a voltajes superiores a 70 kVp. Los tubos radiográficos que operan entre 50 y 70 kVp deben tener como mínimo 1,5 mm de Al. Por debajo de 50 kVp se requiere un mínimo de filtración total de 0,5 mm de Al. Los tubos de rayos X diseñados para mamografías generalmente tienen una filtración de 30 mm de Mo o 60 mm de Rh.

Normalmente no es físicamente posible examinar y medir el espesor de cada componente de filtración total. Es suficiente con una medida exacta de la capa de hemirreducción (HVL, half-value layer). 

Reproducibilidad

Para cualquier técnica radiográfica, el rendimiento de la intensidad de la radiación debe ser constante de una exposición a otra. Esto se verifica haciendo exposiciones repetidas a la misma técnica y observando la variación media de la intensidad de la radiación.

Linealidad

Cuando se usan estaciones de mA adyacentes, por ejemplo, 100 y 200 mA, y el tiempo de la exposición se ajusta para mAs constantes, el rendimiento de la intensidad de la radiación debe permanecer constante. Cuando el tiempo de la exposición permanece constante y hace que los mAs aumenten proporcionalmente al incremento en mA, la intensidad de la radiación debe ser proporcional a los mAs.

Esto evita cualquier inexactitud en el análisis del temporizador de la exposición. La intensidad de la radiación se expresa en unidades de mR/mAs (mGya/mAs).

Blindaje del operador

No debe ser posible realizar una exposición en un receptor de imagen mientras el radiólogo está fuera de una barrera de protección fija, que generalmente es la cabina de la consola. El controlador de la exposición debe estar fijado en la consola de operación y no en un cable largo. El radiólogo puede estar en una sala de examen durante la exposición, pero sólo si lleva ropa de protección.

Sistema de imagen de rayos X móvil

Se le debe asignar a cada sistema móvil de imagen radiográfica un delantal plomado de protección. El interruptor de la exposición de dicho sistema de imagen debe permitir al operador permanecer como mínimo a 2 m del tubo de la radiografía durante la exposición. Por supuesto, el haz útil debe dirigirse lejos del radiólogo mientras esté colocado a la distancia mínima.