En física de la salud , el conteo de cuerpo entero se refiere a la medición de la radiactividad dentro del cuerpo humano. La técnica se aplica principalmente al material radiactivo que emite rayos gamma . Las desintegraciones de partículas alfa también se pueden detectar indirectamente por su radiación gamma coincidente. En determinadas circunstancias, se pueden medir los emisores beta , pero con una sensibilidad degradada. El instrumento utilizado normalmente se denomina contador de cuerpo entero.
Esto no debe confundirse con un "monitor de cuerpo entero" que se utiliza para monitorear la salida del personal, que es el término utilizado en protección radiológica para verificar la contaminación externa de todo el cuerpo de una persona que sale de un área controlada por contaminación radiactiva. [1]
Si un elemento radiactivo del cuerpo humano emite un rayo gamma debido a la desintegración radiactiva y su energía es suficiente para escapar, se puede detectar. Esto se haría por medio de un detector de centelleo o un detector de semiconductores colocado cerca del cuerpo. La desintegración radiactiva puede dar lugar a radiación gamma que no puede escapar del cuerpo debido a que es absorbida u otra interacción por la que puede perder energía; por lo tanto, se debe tener esto en cuenta en cualquier análisis de medición. El recuento de cuerpo entero es adecuado para detectar elementos radiactivos que emiten radiación de neutrones o radiación beta de alta energía (midiendo rayos X secundarios o radiación gamma) solo en aplicaciones experimentales. [2]
Hay muchas formas de colocar a una persona para esta medición: sentada, acostada, de pie. Los detectores pueden ser individuales o múltiples y pueden estar fijos o en movimiento. Las ventajas del recuento de cuerpo entero son que mide el contenido corporal directamente, no depende de métodos de bioensayo indirectos (como el análisis de orina ), ya que puede medir radionucleidos insolubles en los pulmones.
Por otra parte, las desventajas del recuento de cuerpo entero son que, salvo en circunstancias especiales, solo se puede utilizar para emisores gamma debido al autoprotector del cuerpo humano, y puede malinterpretar la contaminación externa como una contaminación interna. Para evitar este último caso, primero se debe realizar una descontaminación escrupulosa del individuo. El recuento de cuerpo entero puede ser incapaz de distinguir entre radioisótopos que tienen energías gamma similares. La radiación alfa y beta está en gran parte protegida por el cuerpo y no se detectará externamente, pero la radiación gamma coincidente de la desintegración alfa puede detectarse, así como la radiación de los nucleidos padre o hijo.
Cualquier detector de radiación es un instrumento relativo, es decir, el valor de la medición sólo se puede convertir en una cantidad de material presente comparando la señal de respuesta (normalmente cuentas por minuto o por segundo) con la señal obtenida de un estándar cuya cantidad (actividad) es bien conocida.
Un contador de cuerpo entero se calibra con un dispositivo conocido como "maniquí" que contiene una distribución y una actividad conocidas de material radiactivo. El estándar industrial aceptado es el maniquí absorbente de botella (BOMAB). El maniquí BOMAB consta de 10 contenedores de polietileno de alta densidad y se utiliza para calibrar sistemas de recuento in vivo diseñados para medir los radionucleidos que emiten fotones de alta energía (200 keV < E < 3 MeV).
Dado que se habían utilizado muchos tipos diferentes de maniquíes para calibrar los sistemas de recuento in vivo , en la reunión internacional de 1990 de profesionales del recuento in vivo celebrada en el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) se destacó la importancia de establecer especificaciones estándar para los maniquíes. [3] El consenso de los asistentes a la reunión fue que se necesitaban especificaciones estándar para el maniquí BOMAB. Las especificaciones estándar para el maniquí BOMAB proporcionan la base para un diseño de maniquí consistente para calibrar los sistemas de medición in vivo . Dichos sistemas están diseñados para medir radionucleidos que emiten fotones de alta energía y que se supone que están distribuidos de manera homogénea en el cuerpo.
Un sistema de conteo bien diseñado puede detectar niveles de la mayoría de los emisores gamma (>200 keV) a niveles muy por debajo de los que causarían efectos adversos para la salud de las personas. Un límite de detección típico para el cesio radiactivo ( Cs-137 ) es de unos 40 Bq. El límite anual de ingesta (es decir, la cantidad que daría a una persona una dosis igual al límite para trabajadores, que es de 20 mSv) es de unos 2.000.000 Bq. La cantidad de potasio radiactivo presente de forma natural en todos los seres humanos también es fácilmente detectable. El riesgo de muerte por deficiencia de potasio se acerca al 100% a medida que el recuento corporal total se acerca a cero.
La razón por la que estos instrumentos son tan sensibles es que suelen estar alojados en cámaras de conteo de bajo nivel de fondo. Normalmente, se trata de una habitación pequeña con paredes muy gruesas hechas de acero de bajo nivel de fondo (unos 20 cm) y, a veces, revestidas con una fina capa de plomo (unos 1 cm). Este blindaje puede reducir la radiación de fondo dentro de la cámara en varios órdenes de magnitud.
Dependiendo de la geometría de conteo del sistema, los tiempos de conteo pueden ser de entre 1 minuto y aproximadamente 30 minutos. La sensibilidad de un contador depende del tiempo de conteo, por lo que cuanto más largo sea el conteo, para el mismo sistema, mejor será el límite de detección . El límite de detección, a menudo denominado Actividad Mínima Detectable (MDA), se obtiene mediante la fórmula:
...donde N es el número de conteos de fondo en la región de interés; E es la eficiencia de conteo; y T es el tiempo de conteo.
Esta cantidad es aproximadamente el doble del límite de decisión, otra cantidad estadística que puede utilizarse para decidir si hay alguna actividad presente (es decir, un punto de activación para un análisis más profundo).
En 1950, Leonidas D. Marinelli desarrolló y aplicó un contador de cuerpo entero de rayos gamma de bajo nivel para medir a las personas a las que se les había inyectado radio a principios de los años 1920 y 1930, contaminadas por exposición a explosiones atómicas y por exposiciones accidentales en la industria y la medicina [4] [5] Los métodos sensibles de dosimetría y espectrometría que desarrolló Marinelli obtuvieron el contenido total de potasio natural en el cuerpo humano. [6] [7] [8] [9] [10 ] [11] El contador de cuerpo entero de Marinelli se utilizó por primera vez en el Hospital Billings de la Universidad de Chicago en 1952. [12]
