La dosis efectiva es una cantidad de dosis en el sistema de protección radiológica de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) . [1]
Es la suma ponderada de los tejidos de las dosis equivalentes en todos los tejidos y órganos especificados del cuerpo humano y representa el riesgo estocástico para la salud de todo el cuerpo, que es la probabilidad de inducción de cáncer y efectos genéticos de niveles bajos de radiación ionizante . [2] [3] Tiene en cuenta el tipo de radiación y la naturaleza de cada órgano o tejido que se irradia, y permite la suma de las dosis de los órganos debido a los diferentes niveles y tipos de radiación, tanto interna como externa, para producir un cálculo general calculado dosis eficaz.
La unidad SI para la dosis efectiva es el sievert (Sv), que representa un 5,5% de probabilidad de desarrollar cáncer. [4] La dosis efectiva no pretende ser una medida de los efectos deterministas sobre la salud, que es la gravedad del daño tisular agudo que seguramente ocurrirá, que se mide por la cantidad de dosis absorbida . [5]
El concepto de dosis efectiva fue desarrollado por Wolfgang Jacobi y publicado en 1975, y fue tan convincente que la CIPR lo incorporó en sus recomendaciones generales de 1977 (publicación 26) como "dosis equivalente efectiva". [6] El nombre "dosis efectiva" reemplazó el nombre "dosis equivalente efectiva" en 1991. [7] Desde 1977 ha sido la cantidad central para la limitación de dosis en el sistema internacional de protección radiológica de la CIPR . [1]
Usos
Según la CIPR, los principales usos de la dosis eficaz son la evaluación prospectiva de la dosis para la planificación y optimización de la protección radiológica y la demostración del cumplimiento de los límites de dosis con fines reglamentarios. Por tanto, la dosis eficaz es una cantidad de dosis central a efectos regulatorios. [8]
La CIPR también dice que la dosis efectiva ha contribuido significativamente a la protección radiológica, ya que ha permitido sumar las dosis de la exposición total y parcial del cuerpo a la radiación externa de varios tipos y de la ingesta de radionucleidos. [9]
Uso para dosis externa
El cálculo de la dosis efectiva es necesario para la irradiación parcial o no uniforme del cuerpo humano porque la dosis equivalente no considera el tejido irradiado, sino solo el tipo de radiación. Varios tejidos corporales reaccionan a la radiación ionizante de diferentes maneras, por lo que la CIPR ha asignado factores de sensibilidad a tejidos y órganos específicos de modo que se pueda calcular el efecto de la irradiación parcial si se conocen las regiones irradiadas. [10] Un campo de radiación que irradia solo una parte del cuerpo conlleva un riesgo menor que si el mismo campo irradiara todo el cuerpo. Para tener esto en cuenta, se calculan y se suman las dosis efectivas a los componentes del cuerpo que han sido irradiados. Esto se convierte en la dosis efectiva para todo el cuerpo, la cantidad de dosis E . Es una cantidad de dosis de "protección" que puede calcularse, pero no puede medirse en la práctica.
Una dosis eficaz conllevará el mismo riesgo eficaz para todo el cuerpo independientemente de dónde se haya aplicado, y conllevará el mismo riesgo eficaz que la misma cantidad de dosis equivalente aplicada uniformemente en todo el cuerpo.
Uso para dosis interna
La dosis efectiva se puede calcular para la dosis comprometida, que es la dosis interna resultante de inhalar, ingerir o inyectar materiales radiactivos.
La cantidad de dosis utilizada es:
La dosis efectiva comprometida, E ( t ) es la suma de los productos de las dosis equivalentes de órganos o tejidos comprometidos y los factores de ponderación tisulares apropiados W T , donde t es el tiempo de integración en años después de la ingesta. Se considera que el período de compromiso es de 50 años para los adultos y de 70 años para los niños. [11]
Cálculo de dosis efectiva
La radiación ionizante deposita energía en la materia que se irradia. La cantidad utilizada para expresar esto es la dosis absorbida , una cantidad de dosis física que depende del nivel de radiación incidente y de las propiedades de absorción del objeto irradiado. La dosis absorbida es una cantidad física y no es un indicador satisfactorio del efecto biológico, por lo que para permitir la consideración del riesgo radiológico estocástico, las cantidades de dosis dosis equivalente y la dosis efectiva fueron diseñadas por la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU) y la CIPR para calcular el efecto biológico de una dosis absorbida.
Para obtener una dosis eficaz, la dosis de órgano absorbida calculada D T se corrige primero para el tipo de radiación utilizando el factor W R para obtener un promedio ponderado de la cantidad de dosis equivalente H T recibida en los tejidos corporales irradiados, y el resultado se corrige adicionalmente por la tejidos u órganos siendo irradiado utilizando el factor W T , para producir la cantidad de dosis efectiva E .
La suma de las dosis efectivas para todos los órganos y tejidos del cuerpo representa la dosis efectiva para todo el cuerpo. Si solo se irradia una parte del cuerpo, solo se utilizan esas regiones para calcular la dosis efectiva. Los factores de ponderación del tejido se suman a 1,0, de modo que si todo el cuerpo se irradia con radiación externa de penetración uniforme, la dosis efectiva para todo el cuerpo es igual a la dosis equivalente para todo el cuerpo.
Uso del factor de ponderación tisular W T
Los factores de ponderación de tejido de la ICRP se dan en la tabla adjunta, y también se dan las ecuaciones utilizadas para calcular a partir de la dosis absorbida o la dosis equivalente.
Algunos tejidos, como la médula ósea, son particularmente sensibles a la radiación, por lo que se les asigna un factor de ponderación desproporcionadamente grande en relación con la fracción de masa corporal que representan. Otros tejidos, como la superficie dura del hueso, son particularmente insensibles a la radiación y se les asigna un factor de ponderación desproporcionadamente bajo.
Órganos | Factores de ponderación tisular | ||
---|---|---|---|
ICRP26 1977 | ICRP60 1990 [13] | ICRP103 2007 [14] | |
Góndolas | 0,25 | 0,20 | 0,08 |
Médula ósea roja | 0,12 | 0,12 | 0,12 |
Colon | - | 0,12 | 0,12 |
Pulmón | 0,12 | 0,12 | 0,12 |
Estómago | - | 0,12 | 0,12 |
Pechos | 0,15 | 0,05 | 0,12 |
Vejiga | - | 0,05 | 0,04 |
Hígado | - | 0,05 | 0,04 |
Esófago | - | 0,05 | 0,04 |
Tiroides | 0,03 | 0,05 | 0,04 |
Piel | - | 0,01 | 0,01 |
Superficie del hueso | 0,03 | 0,01 | 0,01 |
Glándulas salivales | - | - | 0,01 |
Cerebro | - | - | 0,01 |
Resto del cuerpo | 0,30 | 0,05 | 0,12 |
Total | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
Calculando a partir de la dosis equivalente:
- .
Calculando a partir de la dosis absorbida:
Dónde
- es la dosis eficaz para todo el organismo
- es la dosis equivalente absorbida por el tejido T
- es el factor de ponderación del tejido definido por la regulación
- es el factor de ponderación de la radiación definido por el reglamento
- es la dosis absorbida promediada en masa en el tejido T por radiación de tipo R
- es la dosis absorbida de la radiación de tipo R en función de la ubicación
- es la densidad en función de la ubicación
- es el volumen
- es el tejido u órgano de interés
Los factores de ponderación de tejido de la ICRP se eligen para representar la fracción de riesgo para la salud, o efecto biológico, que es atribuible al tejido específico mencionado. Estos factores de ponderación se han revisado dos veces, como se muestra en el gráfico anterior.
La Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos todavía respalda los factores de ponderación de tejidos de 1977 de la ICRP en sus regulaciones, a pesar de las recomendaciones revisadas posteriormente de la ICRP. [15]
Por tipo de imagen médica
Dosis efectiva por tipo de imagen médica | |||
---|---|---|---|
Órganos objetivo | Tipo de examen | Dosis eficaz en adultos [16] | Tiempo equivalente de radiación de fondo [16] |
TC de la cabeza | Serie única | 2 mSv | 8 meses |
Con + sin radiocontraste | 4 mSv | 16 meses | |
Pecho | TC de tórax | 7 mSv | 2 años |
TC de tórax, protocolo de detección de cáncer de pulmón | 1,5 mSv | 6 meses | |
Radiografía de pecho | 0,1 mSv | 10 días | |
Corazón | Angiografía coronaria por TC | 12 mSv | 4 años |
Tomografía computarizada coronaria de calcio | 3 mSv | 1 año | |
Abdominal | TC de abdomen y pelvis | 10 mSv | 3 años |
TC de abdomen y pelvis, protocolo de dosis bajas | 3 mSv [17] | 1 año | |
TC de abdomen y pelvis, con + sin radiocontraste | 20 mSv | 7 años | |
Colonografía por TC | 6 mSv | 2 años | |
Pielografía intravenosa | 3 mSv | 1 año | |
Serie gastrointestinal superior | 6 mSv | 2 años | |
Serie gastrointestinal inferior | 8 mSv | 3 años | |
Columna vertebral | Radiografía de columna | 1,5 mSv | 6 meses |
TC de la columna | 6 mSv | 2 años | |
Extremidades | Radiografía de extremidad | 0,001 mSv | 3 horas |
Angiografía por TC de las extremidades inferiores | 0,3 - 1,6 mSv [18] | 5 semanas - 6 meses | |
Radiografía dental | 0,005 mSv | 1 día | |
DEXA (densidad ósea) | 0,001 mSv | 3 horas | |
Combinación PET-CT | 25 mSv | 8 años | |
Mamografía | 0,4 mSv | 7 semanas |
Efectos en la salud
La radiación ionizante es generalmente dañina y potencialmente letal para los seres vivos, pero puede tener beneficios para la salud en la radioterapia para el tratamiento del cáncer y la tirotoxicosis . Su impacto más común es la inducción de cáncer con un período de latencia de años o décadas después de la exposición. Las dosis altas pueden causar quemaduras por radiación visualmente dramáticas y / o una muerte rápida a través del síndrome de radiación aguda . Las dosis controladas se utilizan para imágenes médicas y radioterapia .
Nomenclatura reglamentaria
Regulaciones del Reino Unido
El Reglamento de Radiaciones Ionizantes del Reino Unido de 1999 define su uso del término dosis efectiva; "Cualquier referencia a una dosis efectiva significa la suma de la dosis efectiva para todo el cuerpo de la radiación externa y la dosis efectiva comprometida de la radiación interna". [19]
Dosis equivalente efectiva de EE. UU.
La Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. Ha mantenido en el sistema de reglamentación de EE. UU. El término más antiguo equivalente de dosis efectiva para referirse a una cantidad similar a la dosis efectiva de la CIPR. La dosis equivalente efectiva total (TEDE) de la NRC es la suma de la dosis efectiva externa con la dosis interna comprometida; en otras palabras, todas las fuentes de dosis.
En los EE. UU., La dosis equivalente acumulada debida a la exposición externa de todo el cuerpo normalmente se informa a los trabajadores de la energía nuclear en informes de dosimetría regulares.
- equivalente de dosis profunda , (DDE) que es propiamente una dosis equivalente de cuerpo entero
- dosis equivalente superficial , (SDE) que en realidad es la dosis efectiva para la piel
Historia
El concepto de dosis efectiva fue introducido en 1975 por Wolfgang Jacobi (1928-2015) en su publicación "El concepto de dosis efectiva: una propuesta para la combinación de dosis para órganos". [6] [20] Se incluyó rápidamente en 1977 como "dosis equivalente efectiva" en la Publicación 26 de la CIPR. En 1991, la publicación 60 de la CIPR acortó el nombre a "dosis efectiva". [21] Esta cantidad a veces se denomina incorrectamente "dosis equivalente" debido al nombre anterior, y ese nombre inapropiado a su vez causa confusión con la dosis equivalente . Los factores de ponderación tisular se revisaron en 1990 y 2007 debido a nuevos datos.
Uso futuro de Effective Dose
En el 3er Simposio Internacional de la CIPR sobre el Sistema de Protección Radiológica en octubre de 2015, el Grupo de Trabajo 79 de la CIPR informó sobre el "Uso de la dosis efectiva como una cantidad de protección radiológica relacionada con el riesgo".
Esto incluyó una propuesta para suspender el uso de la dosis equivalente como una cantidad de protección separada. Esto evitaría la confusión entre dosis equivalente, dosis efectiva y dosis equivalente, y utilizaría la dosis absorbida en Gy como una cantidad más apropiada para limitar los efectos deterministas en el cristalino del ojo, la piel, las manos y los pies. [22]
También se propuso que la dosis eficaz podría utilizarse como un indicador aproximado del posible riesgo de los exámenes médicos. Estas propuestas deberán pasar por las siguientes etapas:
- Discusión dentro de los comités de la ICRP
- Revisión del informe por grupo de trabajo
- Reconsideración de los comités y la comisión principal
- Consulta pública
Ver también
- Radioactividad
- Dosis colectiva
- Dosis equivalente efectiva total
- Equivalente de dosis profunda
- Dosis acumulada
- Dosis equivalente comprometida
- Dosis equivalente efectiva comprometida
Referencias
- ^ a b Publicación de la CIPR, 103 párr. 103
- ^ Publicación 103 de la ICRP, glosario
- ^ Publicación 103 de la CIPR, párrafos 104 y 105
- ^ Publicación 103 de la ICRP
- ^ Informe 103 de la ICRP, párrafos 104 y 105
- ^ a b Revista de protección radiológica Vol.35 No.3 2015. "Obituario - Wolfgang Jacobi 1928-2015".
- ^ Resumen ejecutivo de la publicación 103 de la ICRP, párrafo 101
- ^ Resumen ejecutivo de la publicación 103 de la ICRP párrafo j
- ^ Publicación 103 de la CIPR, párr. 101
- ^ Publicación 103 de la ICRP, párrafo 22 y glosario
- ^ Publicación 103 de la ICRP - Glosario.
- ^ UNSCEAR-2008 Anexo A página 40, tabla A1, recuperado 2011-7-20
- ^ Vennart, J. (1991). "Recomendaciones de 1990 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica" . Anales de la ICRP . Publicación ICRP 60. 21 (1-3): 8. Bibcode : 1991JRP .... 11..199V . doi : 10.1016 / 0146-6453 (91) 90066-P . ISBN 978-0-08-041144-6.
- ^ "Las Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica" . Anales de la ICRP . Publicación 103 de la CIPR. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Archivado desde el original el 16 de noviembre de 2012 . Consultado el 17 de mayo de 2012 .
- ^ 10 CFR 20.1003 . Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. 2009 . Consultado el 25 de noviembre de 2012 .
- ^ a b A menos que se especifique lo contrario en los recuadros, la referencia es:
- "Dosis de radiación en exámenes de rayos X y TC" . RadiologyInfo.org por la Sociedad Radiológica de Norteamérica . Consultado el 23 de octubre de 2017 . - ^ Brisbane, Wayne; Bailey, Michael R .; Sorensen, Mathew D. (2016). "Una descripción general de las técnicas de formación de imágenes de cálculos renales" . Nature Reviews Urology (artículo de revisión). Springer Nature. 13 (11): 654–662. doi : 10.1038 / nrurol.2016.154 . ISSN 1759-4812 . PMC 5443345 .
- ^ Zhang, Zhuoli; Qi, Li; Meinel, Felix G .; Zhou, Chang Sheng; Zhao, Yan E .; Schoepf, U. Joseph; Zhang, Long Jiang; Lu, Guang Ming (2014). "Calidad de imagen y dosis de radiación de angiografía por TC de extremidades inferiores utilizando 70 kVp, adquisición de tono alto y reconstrucción iterativa afirmada por sinograma" . PLoS ONE . 9 (6): e99112. doi : 10.1371 / journal.pone.0099112 . ISSN 1932-6203 .
- ^ Las regulaciones de radiaciones ionizantes del Reino Unido de 1999
- ^ Jacobi W. (1975). "El concepto de dosis efectiva - Una propuesta para la combinación de dosis para órganos". Radiat. Reinar. Biophys . 12 (2): 101–109. doi : 10.1007 / BF01328971 . PMID 1178826 . S2CID 44791936 .
- ^ Publicación 103 de la ICRP, párrafo 101
- ^ "Uso de dosis eficaz", John Harrison. 3er Simposio Internacional sobre el Sistema de Protección Radiológica, octubre de 2015, Seúl.
enlaces externos
MA Boyd. "El mundo confuso de la dosimetría de radiación - 9444" (PDF) . Agencia de Protección Ambiental de EE . UU . Archivado desde el original (PDF) el 21 de diciembre de 2016 . Consultado el 26 de mayo de 2014 . - una descripción de las diferencias cronológicas entre los sistemas de dosimetría de EE. UU. Y la ICRP