La dosimetría interna es la ciencia y el arte de evaluar la dosis de radiación ionizante interna debida a los radionucleidos incorporados al interior del cuerpo humano. [1]
Los radionucleidos depositados dentro de un cuerpo irradiarán tejidos y órganos y darán lugar a una dosis comprometida hasta que se excreten del cuerpo o el radionucleido se descomponga completamente.
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 (CIPR) se aplican para establecer una relación entre la ingesta individual y las mediciones del bioensayo, y luego inferir la dosis interna.
La dosis de radiación interna debida a la inyección, ingestión o inhalación de sustancias radiactivas se conoce como dosis comprometida .
La CIPR define la dosis efectiva comprometida, E( t ), como la suma de los productos de las dosis equivalentes comprometidas en el órgano o tejido y los factores de ponderación tisulares apropiados W T , donde t es el tiempo de integración en años posteriores a la ingestión. El período de compromiso se considera de 50 años para los adultos y de 70 años para los niños. [2]
La CIPR afirma además que "en el caso de la exposición interna, las dosis efectivas comprometidas se determinan generalmente a partir de una evaluación de la ingesta de radionucleidos a partir de mediciones de bioensayos u otras cantidades (por ejemplo, la actividad retenida en el cuerpo o en los excrementos diarios). La dosis de radiación se determina a partir de la ingesta utilizando coeficientes de dosis recomendados". [3]
Existen algunas vías de ingesta (de radionúclidos), a saber:
En una zona radiactiva, las partículas de radionucleidos pueden estar suspendidas en el aire y entrar en el cuerpo por inhalación. Estas partículas pueden depositarse en diferentes partes del tracto respiratorio según su diámetro aerodinámico . [4]
Monitorización in vivo
Monitorización interna de la dosis de radionucleidos que emiten radiación que puede penetrar fuera del cuerpo, por ejemplo, rayos X o rayos gamma de suficiente energía. Se puede medir con 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 sustituyendo a los detectores para medir fotones de baja y alta energía por sistemas electrónicos adecuados.
La calibración de estos sistemas se lleva a cabo con diferentes tipos de fantasmas físicos y matemáticos. Los fantasmas físicos incluyen BOMAB , LLNL, JAERI, de tiroides y de rodilla. Algunos de los fantasmas matemáticos más conocidos son MIRD, CRISTY y, actualmente, los fantasmas de vóxel, también conocidos como fantasmas humanos computacionales .
Monitoreo in vitro
Monitoreo de los radionucleidos presentes en el organismo a partir de la muestra de bioensayo extraída del cuerpo; 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, recopilados en el visualizador de datos OIR (ICRP134/137), [6] pueden representarse mediante sistemas compartimentados con coeficientes constantes. El modelo conceptual utilizado por ICRP puede resumirse de la siguiente manera.
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 da en la ICRP 130 (2016) que actualiza la ICRP 66 (1994). Si una persona inhala instantáneamente una cantidad I, se deposita directamente en algunos compartimentos del HRTM. La fracción depositada en cada compartimento se llama Fracción de Deposición Inicial o IDF. Es una función del Diámetro Aerodinámico Mediano de Actividad (AMAD), que incluye tamaño, forma, densidad, parámetros anatómicos y fisiológicos, así como varias condiciones de exposición. Los valores de IDF pueden calcularse siguiendo el procedimiento descrito en la ICRP 130/66 u obteniéndolo de su Anexo. El modelo general del HRTM es común a cualquier elemento excepto 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 e ICRP 137.
b) El Modelo del Tracto Alimentario Humano (HATM). 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 el tracto digestivo. La deposición se produce en el estómago (ST). Parte o todo el flujo se transfiere, a través del SI, a la sangre (B). La velocidad de transferencia del 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 aplican a un elemento. Los modelos actuales se describen en ICRP 134 e ICRP 137. Se han desarrollado algunos códigos informáticos para estimar la ingesta y calcular la dosis interna utilizando datos de Biassay. [7]
El modelado biocinético se utiliza ampliamente en la dosimetría interna y para evaluar los datos de bioensayos . Se pueden utilizar programas informáticos para las evaluaciones de bioensayos. [8] Los valores de medición de bioensayos se pueden utilizar para estimar la ingesta desconocida. [9]