Detección y Dosimetría de Radiación

Ionización de la Materia

La ionización de ciertos materiales da lugar a procesos irreversibles (enegrecimiento) que posteriormente pueden ser medidos por métodos químicos.

Detectores Gaseosos

En los detectores gaseosos de ionización, en una determinada zona, los electrones adquieren tal energía que producen ionizaciones secundarias en su choque con moléculas neutras del gas. Esta zona se conoce como región proporcional.

Cámaras de Ionización

Las cámaras de ionización se clasifican, atendiendo a la forma de los electrodos, en planas y cilíndricas.

Entre las desventajas de los dosímetros personales basados en cámaras de ionización, NO se encuentra que sean de fácil lectura.

Dosímetros Termoluminiscentes

Los dosímetros de termoluminiscencia están formados por:

• Fluoruro de Litio (con Magnesio y Titanio)
• Sulfato de Calcio (con Disprosio)

La estimación de las dosis en piel se puede realizar utilizando cámaras de ionización y dosímetros de termoluminiscencia.

Dosimetría

La dosimetría se refiere al conjunto de medidas que se realizan para estimar la dosis de radiación recibida, tanto a nivel personal (dosimetría personal) como en un área determinada (dosimetría de área).

Equipos de Área

Los equipos de área pueden ser:

• Fijos: ubicados en almacenes, con sistema de alarma y conectados a un ordenador.
• Portátiles: utilizados para comparaciones periódicas en el servicio de radiología.

Es importante que el servicio de radiología disponga de al menos un equipo de área.

Medición de Dosis en Piel

Los dos instrumentos capaces de medir la dosis en piel al paciente son:

• Dosímetros termoluminiscentes (TLD)
• Cámaras de ionización

El instrumento más utilizado para este fin es el dosímetro termoluminiscente (TLD).

Ionización de Gases

La ionización de gases produce dos partículas: una con carga positiva y otra negativa. Estas partículas tienden a recombinarse, por lo que se necesita un campo eléctrico lo suficientemente fuerte como para evitar dicha recombinación y permitir la recolección de las cargas de distinto signo.

Tipos de Detectores de Luminiscencia

• Detector de centelleo: el fenómeno de luminiscencia es inmediato al paso de la radiación.
• Detector de termoluminiscencia: el fenómeno de luminiscencia queda definido en el tiempo hasta que el material es activado térmicamente.

Cámaras de Ionización: Gases de Llenado

Los gases de llenado utilizados en las cámaras de ionización son:

• Aire a presión atmosférica
• Argón

La corriente generada en una cámara de ionización es muy pequeña, por lo que necesita una posterior amplificación.

Detectores Geiger-Müller

El gas de llenado de un detector Geiger-Müller suele estar constituido por una mezcla de argón y otro gas llamado extintor, que suele ser cloro o bromo.

Tubos de Rayos X

Generación de Rayos X

El lugar donde se generan los rayos X es el tubo de rayos X.

En el interior del tubo de rayos X se realiza el vacío para que el desplazamiento de los electrones sea lo más rectilíneo posible.

Control de la Emisión de Electrones

El número de electrones que saltan de las últimas capas electrónicas del átomo de Wolframio al espacio circundante, y el número de electrones dispuestos a ser acelerados, se regula con el miliamperaje del aparato.

Disipación de Calor en el Ánodo

Para solucionar el problema del exceso de calor en el ánodo, se utilizan ánodos giratorios.

Interacción de los Electrones con el Ánodo

Al llegar al ánodo, los electrones son frenados al pasar por las proximidades de los núcleos atómicos. Tras el choque de los electrones contra los átomos del metal anódico, se produce el salto de electrones desde órbitas más profundas a otras órbitas más externas de dichos átomos.

Rectificación de la Corriente

El paso de la energía eléctrica de la red convencional (alterna) a continua se denomina rectificación de la corriente.

Filtración del Haz de Rayos X

La filtración utilizada en radiodiagnóstico con aluminio se denomina filtración total del haz.

Efecto Anódico

Debido al efecto anódico, se detecta una mayor dosis de radiación en la zona correspondiente al cátodo.

Radiación de Fuga

A la radiación que se escapa por la cabeza del tubo de rayos X se le denomina radiación de fuga.

Colimación

La colimación se utiliza para:

• Restringir el tamaño del haz de rayos X.
• Disminuir la dosis de radiación al paciente.
• Disminuir la dosis de radiación al personal expuesto.

Ventajas del Ánodo Giratorio

El ánodo giratorio permite:

• Aumentar la vida útil del tubo de rayos X.
• Disipar una mayor cantidad de calor.

Factores que Afectan la Emisión de Rayos X

• Temperatura del filamento: a mayor temperatura, mayor número de electrones producidos y, por lo tanto, mayor número de fotones de rayos X generados.
• Tiempo de disparo: a mayor tiempo de disparo, mayor número de electrones y, por lo tanto, mayor número de fotones de rayos X generados.

Materiales del Ánodo

El ánodo puede ser de Wolframio, Molibdeno o Radio-Paladio.

El Wolframio se utiliza por sus siguientes características:

• Alto número atómico.
• Alto punto de fusión.
• Alta conductividad térmica.

Componentes del Tubo de Rayos X

La ampolla de vidrio que contiene el ánodo y el cátodo está contenida en un recipiente metálico que actúa como coraza.

Espectro de Rayos X

• Número atómico efectivo: cuanto más hacia la derecha esté en el espectro, mayor será la energía efectiva o calidad del haz de rayos X.
• Área bajo la curva: cuanto mayor sea el área bajo la curva, mayor será la intensidad o cantidad de rayos X.

El aumento de la energía efectiva del haz de rayos X implica una mayor capacidad de penetración.

La forma del espectro depende de una serie de factores:

• Filtración.
• Potencial de aceleración.
• Tipo específico de fuente de alta tensión.
• Número atómico efectivo del ánodo.

Curvas de Carga

Las curvas de carga son representaciones gráficas realizadas con los parámetros de intensidad de corriente (miliamperaje), kilovoltaje y tiempo de exposición.

Tipos de Filtración

• Filtración inherente: producida por los materiales estructurales del tubo de rayos X (vidrio, aceite, etc.).
• Filtración añadida: originada por colocar materiales a la salida del haz de rayos X antes de irradiar al paciente.

La filtración total del haz es la suma de la filtración inherente y la añadida, y se suele expresar en mm equivalentes de Al.

La filtración total del haz conlleva:

• Endurecimiento del haz.
• Aumento de la energía media del haz.
• Disminución de la intensidad global de radiación.
• Menor dosis en piel al paciente.
• Mejor contraste de la imagen.

Rejillas Antifusoras

Las rejillas antifusoras se colocan entre el paciente y el receptor de la imagen (película) para absorber la radiación dispersa, lo que mejora la calidad de la imagen.

Si se aleja la película del paciente, llega a ella menos radiación dispersa, pero la imagen aparece aumentada.