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 por tejido 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 bajos niveles 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 sumar las dosis de órganos debido a los diferentes niveles y tipos de radiación, tanto interna como externa, para producir un cálculo general. dosis efectiva.
La unidad SI para la dosis efectiva es el sievert (Sv), que representa un 5,5% de posibilidades de desarrollar cáncer. [4] La dosis efectiva no pretende ser una medida determinista de los efectos 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 ICRP lo incorporó en sus recomendaciones generales de 1977 (publicación 26) como "dosis equivalente efectiva". [6] El nombre "dosis efectiva" reemplazó al 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]
Según la ICRP, los principales usos de la dosis efectiva son la evaluación prospectiva de dosis para la planificación y optimización de la protección radiológica, y la demostración del cumplimiento de los límites de dosis con fines reglamentarios. La dosis eficaz es, por tanto, una cantidad de dosis central a efectos reglamentarios. [8]
La ICRP también dice que la dosis efectiva ha hecho una contribución significativa a la protección radiológica, ya que ha permitido sumar las dosis de la exposición corporal total y parcial a radiaciones externas de diversos tipos y a la ingesta de radionucleidos. [9]
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 sólo el tipo de radiación. Varios tejidos del cuerpo reaccionan a la radiación ionizante de diferentes maneras, por lo que la ICRP ha asignado factores de sensibilidad a tejidos y órganos específicos para que el efecto de la irradiación parcial pueda calcularse si se conocen las regiones irradiadas. [10] Un campo de radiación que irradie sólo una parte del cuerpo conllevará un riesgo menor que si el mismo campo irradiara todo el cuerpo. Para tener esto en cuenta, se calculan y suman las dosis efectivas aplicadas a los componentes del cuerpo que han sido irradiados. Esta se convierte en la dosis eficaz para todo el cuerpo, cantidad de dosis E. Se trata de una cantidad de dosis de "protección" que se puede calcular, pero que no se puede medir en la práctica.
Una dosis eficaz conllevará el mismo riesgo efectivo para todo el cuerpo independientemente de dónde se haya aplicado, y conllevará el mismo riesgo efectivo que la misma cantidad de dosis equivalente aplicada uniformemente a todo el cuerpo.
La dosis efectiva se puede calcular a partir de la dosis comprometida , que es la dosis interna resultante de la inhalación, ingestión o inyección de materiales radiactivos.
La cantidad de dosis utilizada es:
La dosis efectiva comprometida, E( t ) es la suma de los productos de las dosis equivalentes comprometidas en órgano o tejido y los factores de ponderación de tejido apropiados WT , donde t es el tiempo de integración en años después de la ingesta. El período de compromiso se considera de 50 años para los adultos y de 70 años para los niños. [11]
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 dosis efectiva, fueron ideadas por la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU) y la ICRP para calcular el efecto biológico de una dosis absorbida.
Para obtener una dosis eficaz, la dosis absorbida calculada en el órgano D T se corrige primero según 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 aún más según la tejidos u órganos que se irradian utilizando el factor W T , para producir la cantidad de dosis eficaz E .
La suma de las dosis efectivas para todos los órganos y tejidos del cuerpo representa la dosis efectiva para todo el cuerpo. Si sólo se irradia una parte del cuerpo, sólo se utilizan esas regiones para calcular la dosis eficaz. Los factores de ponderación del tejido suman 1,0, de modo que si se irradia un cuerpo entero con radiación externa que penetra uniformemente, la dosis efectiva para todo el cuerpo es igual a la dosis equivalente para todo el cuerpo.
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 que es desproporcionadamente grande en relación con la fracción de masa corporal que representan. Otros tejidos, como la superficie del hueso duro, son particularmente insensibles a la radiación y se les asigna un factor de ponderación desproporcionadamente bajo.
Calculando a partir de la dosis equivalente:
Calculando a partir de la dosis absorbida:
Dónde
Los factores de ponderación de tejidos de la ICRP se eligen para representar la fracción de riesgo para la salud, o efecto biológico, atribuible al tejido específico nombrado. Estos factores de ponderación se han revisado dos veces, como se muestra en el cuadro anterior.
La Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos todavía utiliza los factores de ponderación de tejidos de 1977 de la ICRP en sus regulaciones, a pesar de las recomendaciones revisadas posteriores de la ICRP. [15]
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 . Se utilizan dosis controladas para imágenes médicas y radioterapia .
El Reglamento sobre Radiaciones Ionizantes del Reino Unido de 1999 define el uso del término dosis efectiva; "Cualquier referencia a una dosis efectiva significa la suma de la dosis efectiva recibida por la radiación externa en todo el cuerpo y la dosis efectiva comprometida proveniente de la radiación interna". [19]
La Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. ha conservado en el sistema de regulación de EE. UU. el antiguo término dosis efectiva equivalente para referirse a una cantidad similar a la dosis efectiva de la ICRP. 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 Estados Unidos, 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 dosimétricos periódicos.
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 en órganos". [6] [20] Se incluyó rápidamente en 1977 como “dosis equivalente efectiva” en la Publicación 26 de la ICRP. En 1991, la publicación 60 de la ICRP 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 dosis equivalente . Los factores de ponderación de los tejidos se revisaron en 1990 y 2007 debido a nuevos datos.
En el 3er Simposio Internacional de la ICRP sobre el Sistema de Protección Radiológica en octubre de 2015, el Grupo de Trabajo 79 de la ICRP informó sobre el "Uso de la dosis efectiva como cantidad de protección radiológica relacionada con el riesgo".
Esto incluía una propuesta para suspender el uso de dosis equivalentes como 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, la piel, las manos y los pies. [22]
También se propuso que la dosis efectiva podría utilizarse como indicador aproximado del posible riesgo derivado de los exámenes médicos. Estas propuestas deberán pasar por las siguientes etapas:
MA Boyd. "El confuso mundo de la dosimetría de la radiación - 9444" (PDF) . Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . 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 dosimétricos de EE. UU. y de la ICRP
