Dosimetría de Radiación: Precisión, seguridad e innovación en física médica; optimización en el control y medición de dosis para tratamientos más seguros.
Dosimetría de Radiación | Precisión, Seguridad e Innovación en Física Médica
La dosimetría de radiación es una rama vital de la física médica, encargada de medir y calcular la cantidad de radiación absorbida por el cuerpo humano. Esta disciplina es crucial para garantizar que los tratamientos de radioterapia sean seguros y efectivos. En este artículo, exploraremos los principios fundamentales de la dosimetría, las teorías y fórmulas utilizadas, así como las innovaciones recientes en este campo.
Principios Fundamentales de la Dosimetría de Radiación
El principio básico de la dosimetría de radiación es medir la dosis absorbida, que se define como la cantidad de energía depositada por la radiación ionizante en una unidad de masa de tejido. La dosis absorbida se mide en gray (Gy), donde 1 Gy es igual a una energía absorbida de 1 joule por kilogramo de tejido.
- Dosis Absorbida (D): La dosis absorbida es fundamental en los tratamientos de radioterapia, ya que determina la cantidad de radiación que una región específica del cuerpo recibe. La fórmula general para la dosis absorbida es:
\[ D = \frac{E}{m} \]
donde:- E = energía absorbida
- m = masa del tejido
Teorías Utilizadas en la Dosimetría de Radiación
La dosimetría se basa en varias teorías físicas para calcular la dosis de manera precisa. Una de las más importantes es la Teoría del Campo de Radiación, que se enfoca en cómo la energía de la radiación se distribuye en el espacio.
- Teoría del Campo de Radiación: Esta teoría considera los campos de radiación como puntos de energía que se dispersan y se absorben en la materia circundante. Utiliza principios de la física cuántica y la teoría de la relatividad para describir la interacción entre la radiación y la materia.
- Teoría de la Interacción de la Materia: Esta teoría describe cómo las partículas ionizantes, como los electrones, los protones y los fotones, interactúan con el tejido humano. Hay tres tipos principales de interacciones:
- Interacción fotoeléctrica: una interacción donde un fotón transfiere toda su energía a un electrón, sacándolo de su órbita.
- Dispersión Compton: una interacción donde un fotón transfiere solo parte de su energía a un electrón, cambiando su dirección.
- Producción de pares: una interacción donde un fotón con energía suficiente crea un par electrón-positrón.
Fórmulas y Cálculos Utilizados en Dosimetría
Para asegurar la precisión en la dosimetría de radiación, se utilizan varias fórmulas y cálculos. Estas fórmulas ayudan a determinar la energía absorbida y a ajustar la dosis administrada en los tratamientos de radioterapia.
- Ecuación de Bragg-Gray: Una de las fórmulas más importantes en dosimetría, la ecuación de Bragg-Gray relaciona la cantidad de energía absorbida por un material con la energía liberada en el medio que lo rodea. La fórmula es:
\[ D = \frac{W}{e} \cdot Q \]
donde:- D = dosis absorbida
- W = energía promedio invertida para crear un par de iones
- e = carga del electrón
- Q = carga total producida en el material
- Factor de Calidad (QF): Este factor se usa para ajustar la dosis absorbida según el tipo de radiación. Diferentes tipos de radiación tienen diferentes efectos biológicos y el factor de calidad tiene en cuenta estas variaciones. La fórmula para la dosis equivalente (H) es:
\[ H = D \cdot Q_F \]
donde:- H = dosis equivalente
- D = dosis absorbida
- QF = factor de calidad