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Radiación y sistemas de modulación de dosis

Dr. Eric Kimura Hayama

La Tomografía Computada (TC) es un método de imagen que emplea radiación ionizante. La tendencia en la medicina moderna es incrementar el número de procedimientos diagnósticos, siendo en el momento actual la radiación proveniente de razones médicas, la principal fuente de radiación humana en países desarrollados. Por ende, debe de enfatizarse la importancia de las implicaciones potenciales de los efectos de la radiación diferentes a los que se persiguen con fines diagnósticos. En particular, a los fenómenos estocásticos y a las formas en que se puede disminuir la dosis efectiva de radiación.

De acuerdo a modelos matemáticos se ha estimado que 1 de cada 2000 pacientes sometidos a una tomografía computada cuya dosis sea de 10 o más mSv, podría fallecer de cáncer como efecto de la radiación recibida [Berrington de Gonzalez A et al. Arch Intern Med 2009; 169(22):2071-2077].

En general, la dosis de radiación se mide y expresa en 4 formas:

  1. Exposición (CTDI100, Coulomb/kg)
  2. Dosis —pre-adquisición— (CTDIvol, Gy)
  3. Dosis acumulada —post-adquisición— (DLP, mGy cm)
  4. Dosis efectiva (E, mSv).

Para fines prácticos, los parámetros de mayor interés son la dosis acumulada, cuyo valor es multiplicado por factores de ponderación que difieren de acuerdo a la edad del paciente y a la región anatómica a explorar (ver American Association of Physicists in Medicine, www.aapm.org/pubs/reports/rpt_96.pdf).

Esto se debe a que la sensibilidad a los efectos de la radiación son diferentes de acuerdo a estos factores. En el caso de la angiotomografía del tórax, los factores de ponderación son: 0-4 meses 0.039, 5-12 meses 0.026, 1.1-5 años 0.018, 6-10 años 0.013 y ≥11 años 0.014. Por ejemplo, si la dosis acumulada (DLP) fue de 100 mGy cm en un paciente de 50 años, su dosis efectiva resulta de multiplicar 100 x 0.014, es decir 1.4 mSv. Todos los sistemas muestran la dosis a la que fue expuesta el paciente.

La TCMD cardiovascular ha sido pionera en el desarrollo de los sistemas de reducción de dosis, gran parte, resultado de los estudios PROTECTION, en donde se describieron de forma detallada los factores que incrementan y reducen la radiación.

Las técnicas de reducción y modulación de dosis siguen el principio ALARA (As Low As Reasonable Achievable): “el mejor estudio con la menor dosis posible”. Entre éstas se cuentan:

  • La modulación basada en el eje Z
  • En el trazo electrocardiográfico
  • La adquisición prospectiva
  • El ajuste del campo de exploración
  • El ajuste del kV y corriente (mA y mAs) del tubo de acuerdo al peso
  • La reconstrucción iterativa
  • El uso de protectores de sulfato de bario, algunos de los cuales se comentan a continuación.

La adquisición prospectiva (ver sección de Protocolos) sólo emite radiación en un segmento del ciclo cardiaco por lo que reduce de manera significativa la dosis de radiación (más del 80% de acuerdo al estudio de Earls y col. —Radiology 2008; 246: 742-753—). En la actualidad, este tipo de adquisiciones son la regla, ya que los protocolos retrospectivos se prefieren en el caso de pacientes con frecuencias cardiacas irregulares (por ej. fibrilación auricular), “elevadas” (>65 lpm) o en pacientes en quienes interesa la evaluación funcional o valvular.

Sin embargo, con el empleo de equipos con alta resolución temporal y alto volumen de cobertura, es posible la realización estudios prospectivos en estos últimos grupos y en la población pediátrica.

La modulación de dosis basada en el trazo cardiaco consiste en reducir (mas no detener) la corriente del tubo (incluso más del 90%) en las fases del ciclo en las cuales se espera mayor movimiento. Este modelo de modulación se aplica únicamente en los protocolos retrospectivos.

Finalmente, la reconstrucción iterativa (RI) ha surgido como una excelente alternativa para reducir la dosis efectiva. Consiste en “iterar”, es decir “repetir” o “ciclar” la reconstrucción de una imagen, con lo cual se reduce de manera significativa el ruido y se incrementa la señal. Esto permite reducir el kV de adquisición sin deteriorar la calidad del estudio: por ejemplo, es posible adquirir una imagen con 100 kV y con la aplicación de la RI las imágenes resultantes aparentan haberse obtenido con 120 kV. Existen en el mercado diversos tipos de reconstrucción iterativa, dependiendo del “espacio” en el que se realice la iteración: 1) espacio de datos crudos (raw data-space), 2) espacio de las imágenes (image/slice-space) o 3) en ambos.

En conclusión, es importante mantener siempre en nuestras mentes el principio ALARA y aplicar las numerosas herramientas disponibles hasta ahora para obtener la mejor imagen con la menor dosis de radiación.