Unidades de medición en radiología
La Comisión Internacional de Unidades y Medidas Radiológicas (ICRU) es un organismo de normalización establecido en 1925 por el Congreso Internacional de Radiología. Su objetivo es desarrollar recomendaciones internacionalmente aceptables para las cantidades y unidades de radiación y la radiactividad, así como los procedimientos de medición asociados y datos físicos. (1)
| Cantidad | Nombre | Símbolo | Unidad | Año |
|---|---|---|---|---|
| Exposición (X) | röntgen | R | esu / 0.001293 g of air | 1928 |
| Dosis absorbidas (D) | erg•g−1 | 1950 | ||
| rad | rad | 100 erg•g−1 | 1953 | |
| gray | Gy | J•kg−1 | 1974 | |
| Activity (A) | curie | c | 3.7 × 1010s−1 | 1953 |
| becquerel | Bq | s−1 | 1974 | |
| Dose equivalent (H) | röntgen equivalent man | rem | 100 erg•g−1 | 1971 |
| sievert | Sv | J•kg−1 | 1977 | |
| Fluence (Φ) | (reciprocal area) | cm−2 or m−2 | 1962 |
Para poder medir y comparar las energías absorbidas por el tejido en diferentes condiciones ha sido necesario definir ciertos conceptos ( de exposición, de dosis absorbida, de dosis equivalente) , así como las unidades correspondientes. Estas definiciones y unidades han ido evolucionando a medida que se ha tenido mayor conocimiento de la radiación.
La Comisión Internacional de Unidades de Radiación ( CIUR) se ha abocado a la tarea de definir un sistema de unidades aceptado internacionalmente, y de empleo rutinario en la Comisión Internacional de Protección Radiológica ( CIPR). Estas unidades en el sistema internacional (S.I.) incluyen el Becquerel, el Gray y el Sievert, y su definición se basa en el sistema MKS. Vienen a substituir al Curie, al rad y al rem, que son unidades tradicionales. En lo que sigue se definen, en primer lugar, las unidades del S.I. para cada uno de los conceptos, y después las antiguas. La transición de un sistema de unidades al otro ha sido lenta, por lo que es frecuente encontrar las antiguas unidades en los textos, en los medidores de radiación y en el uso cotidiano.
La exposición es una medida de la ionización producida por una radiación; su unidad es el Roentgen. Un Roentgen (R) es la exposición (X o gamma) recibida por un kilogramo de aire en condiciones estándar de presión y temperatura (CSPT) si se produce un número de pares de iones equivalente a 2.58 x10- 4 Coulombs. Como la carga de un ion es 1.602 x 10-19 Coulombs, esto equivale a que se produzcan 1.61 x 1015 pares de iones/ kilogramo de aire. En resumen,
Esta definición es totalmente equivalente a la antigua, en que se tomaba 0.001293 gramos (1 cm³ de aire en vez de un kilogramo, y una unidad electrostática de carga en vez de un Coulomb.
Del número de iones producidos en aire por un Roentgen se puede calcular la energía empleada, si se recuerda que la energía necesaria para cada ionización del aire es de 34 eV, equivalente a 5.4 x10 -18 joules (J). Resulta ser:
En vista de que el Roentgen deposita diferentes cantidades de energía según el material que recibe la exposición, resulta más cómodo definir un nuevo concepto, la dosis absorbida (D), como la energía depositada por unidad de masa, independientemente de qué material se trate.
Como se puede ver: 1 rad = 0.01 Gy = 1 cGy. Nótese también que un Roentgen deposita en tejido una dosis de 0.96 rad, casi un rad, por lo que con frecuencia estas dos unidades se confunden.
Aunque todas las radiaciones ionizantes son capaces de producir efectos biológicos similares, una cierta dosis absorbida puede producir efectos de magnitudes distintas, según el tipo de radiación de que se trate. Esta diferencia de comportamiento ha llevado a definir una cantidad llamada factor de calidad (Q) para cada tipo de radiación.
Se seleccionó arbitrariamente Q = 1 para rayos X y gamma, y para las otras radiaciones los valores dados en el cuadro 4. El factor de calidad es una medida de los efectos biológicos producidos por las distintas radiaciones, comparados con los producidos por los rayos X y gamma, para una dosis absorbida dada. Así, por ejemplo, un Gray de partículas alfa produce efectos biológicos 20 veces más severos que un Gray de rayos X (según los valores del cuadro 4). El factor de calidad Q depende de la densidad de ionización de las diferentes radiaciones. La dosis equivalente es un nuevo concepto que se definió tomando en cuenta el factor de calidad. Es igual a la dosis absorbida multiplicada por el factor de calidad. La unidad de dosis equivalente en el S.I. es el Sievert (Sv), definido como:
Tipo de radiación
|
Q
|
Rayos X, g
|
1
|
Electrones
|
1
|
Neutrones térmicos
|
2.3
|
Neutrones rápidos
|
10
|
Protones
|
10
|
Partículas a
|
20
|
Es común usar los prefijos conocidos, c (centi = 10-2), m (mili = l0-3), m (micro = 10-6), k (kilo = 103), y M (mega = 106) para indicar múltiplos o submúltiplos de las unidades de radiación. Algunas conversiones útiles son:
| Concepto | Proceso físico |
S.I.
| Unidades antiguas |
Actividad
|
Desintegración nuclear
|
Bq
|
Ci
|
Exposición
|
Ionización del aire
|
R
|
R
|
Dosis absorbida
|
Energía depositada
|
Gy
|
rad
|
Dosis equivalente
|
Efecto Biológico
|
Sv
|
rem
|
Las unidades de dosis absorbida y dosis equivalente expresan la cantidad total de radiación recibida, por ejemplo, en una operación dada. Sin embargo, para controlar los riesgos por radiación también es necesario conocer la rapidez (razón o tasa) a la cual se recibe la dosis. Para conocer la razón de dosis (D/t), se divide la dosis recibida (D) entre el intervalo de tiempo (t) correspondiente. La dosis total recibida es igual a la razón de dosis multiplicada por el tiempo de exposición.
D= (D/T) t.
Por ejemplo, si una fuente radiactiva produce a una cierta distancia una razón de dosis de 1 mrem/ hr y una persona permanece en esa posición durante 8 horas, entonces recibirá una dosis total de 8 mrem. (2)
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