La dosimetría interna es la ciencia y el arte de evaluar la dosis de radiación ionizante interna debida a los radionucleidos incorporados en el interior del cuerpo humano. [1]
Los radionucleidos depositados dentro de un cuerpo irradiarán tejidos y órganos y darán lugar a dosis comprometidas hasta que se excreten del cuerpo o el radionucleido se descomponga por completo.
Las dosis internas para los trabajadores o miembros del público expuestos a la ingesta de partículas radiactivas se pueden estimar utilizando datos de bioensayos, como mediciones de contadores pulmonares y corporales, concentración de radioisótopos en orina o heces, etc. Los modelos biocinéticos de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) se aplican para establecer una relación entre la ingesta individual y las mediciones del bioensayo, y luego para inferir la dosis interna.
A la dosis de radiación interna debida a la inyección, ingestión o inhalación de sustancias radiactivas se le conoce como dosis comprometida .
La ICRP define la dosis efectiva comprometida, E( t ) como la suma de los productos de las dosis equivalentes comprometidas en órganos o tejidos y los factores de ponderación tisular 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. [2]
La ICRP establece además: "Para la exposición interna, las dosis efectivas comprometidas generalmente se determinan a partir de una evaluación de las ingestas de radionucleidos a partir de mediciones de bioensayos u otras cantidades (por ejemplo, actividad retenida en el cuerpo o en las excretas diarias). La dosis de radiación se determina a partir de la ingesta utilizando los coeficientes de dosis recomendados". [3]
Hay algunas rutas de ingesta (de radionúclidos), a saber,
En una zona radiactiva, las partículas de radionucleidos pueden quedar suspendidas en el aire y entrar al cuerpo por inhalación. Estas partículas pueden depositarse en diferentes partes del tracto respiratorio dependiendo de su diámetro aerodinámico . [4]
Vigilancia in vivo
Vigilancia interna de la dosis de los radionucleidos que emiten radiación que puede penetrar fuera del cuerpo. Por ejemplo los rayos X, los rayos gamma de energía suficiente. Puede medirse mediante dispositivos como un contador de cuerpo entero.
Un contador de cuerpo entero [5] tiene una disposición de fondo baja con sistemas de conteo
Los detectores HPGe están reemplazando a los detectores para medir fotones de baja y alta energía con sistemas electrónicos adecuados.
La calibración de estos sistemas se realiza con diferentes tipos de fantasmas físicos y matemáticos. Los fantasmas físicos incluyen BOMAB , LLNL, JAERI, tiroides y fantasmas de rodilla. Algunos de los fantasmas matemáticos de renombre son MIRD, CRISTY y hoy en día los fantasmas voxel, también conocidos como fantasmas humanos computacionales .
Vigilancia in vitro
Vigilancia de los radionucleidos presentes en el organismo mediante la muestra de bioensayo extraída del organismo; esto incluye muestras de orina, sudor, heces, etc.
Los modelos ICRP se utilizan para simular la distribución de los isótopos en el interior del ser humano. Todos los modelos ICRP actuales, compilados en el visor de datos OIR (ICRP134/137), [6] pueden representarse mediante sistemas compartimentales con coeficientes constantes. El modelo conceptual utilizado por la ICRP se puede resumir como sigue.
El cuerpo humano se puede dividir en tres sistemas:
a) El modelo del tracto respiratorio humano (HRTM). Este modelo se aplica para modelar la ingesta de aerosoles radiactivos por inhalación. La descripción detallada se proporciona en ICRP 130 (2016), que actualiza la ICRP 66 (1994). Si una persona inhala instantáneamente una cantidad I, ésta se deposita directamente en algunos compartimentos del HRTM. La fracción depositada en cada compartimento se denomina Fracción de Deposición Inicial o FIL. Es una función del diámetro aerodinámico medio de actividad (AMAD), que incluye tamaño, forma, densidad, parámetros anatómicos y fisiológicos, así como diversas condiciones de exposición. Los valores de IDF podrán calcularse ya sea siguiendo el procedimiento descrito en ICRP 130/66 o obteniéndolo de su Anexo. El modelo general del HRTM es común a cualquier elemento excepto a las tasas de absorción {fr, ss, sr} que están relacionadas con la forma química del elemento. La ICRP proporciona valores predeterminados de tasas de absorción según los tipos F, M o S, pero los valores específicos para algunos compuestos están disponibles en ICRP 134 y ICRP 137.
b) El Modelo del Tracto Alimentario Humano (HATM). Esto se aplica para modelar la ingesta de partículas en el tracto gastrointestinal siguiendo el modelo proporcionado por la ICRP 105 (ICRP 2005). Las partículas pueden introducirse en el tracto gastrointestinal directamente por ingestión o desde la RT. El depósito se produce en el estómago (ST). Parte o la totalidad del flujo se transfiere, a través del SI, a la sangre (B). La tasa de transferencia de SI a B está dada por fA. El valor de fA está asociado al elemento y a su forma química.
c) Compartimentos sistémicos. Son compartimentos específicos que se aplicarán a un elemento. Los modelos actuales se describen en ICRP 134 y ICRP 137. Se han desarrollado algunos códigos informáticos para estimar la ingesta y calcular la dosis interna utilizando datos de sesgo. [7]
El modelado biocinético se utiliza ampliamente en dosimetría interna y para evaluar datos de bioensayos . Se pueden utilizar programas informáticos para evaluaciones de bioensayos. [8] Los valores de medición del bioensayo se pueden utilizar para estimar la ingesta desconocida. [9]