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El descubrimiento de los rayos x de Wilhelm Conrad Roentgen cambió el mundo, no solo en las ciencias médicas, además abrió un nuevo horizonte de oportunidades e inspiración en la investigación de las ciencias naturales.

Wilhelm nació en el pueblo de Lennep, el 27 de marzo de 1845. Vivió con sus padres en una casa elegante que les servía de residencia y de sede de su comercio textil. En 1848, cuando la revolución se expandió por Alemania, la familia se trasladó a los Países Bajos, presuntamente por motivos comerciales, por lo que la mayor parte de la infancia de Wilhelm transcurrió en Apeldoorn, donde se encontraba su escuela. La idea era que al finalizar la secundaria él se hiciese cargo del negocio familiar.

En 1862, sus padres lo inscribieron en la Escuela Técnica de Utrecht, y él se fue a vivir a la casa del Dr. Jan Willem Gunning (1827-1900). Además de ser amigo de su padre, este médico daba clases de química en la universidad. Él fue quien alimentó la fascinación de Wilhelm por las ciencias naturales.

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La radiación ionizante es un tipo de energía que liberan los átomos en forma de ondas electromagnéticas (rayos gamma o rayos X) o partículas (partículas alfa y beta o neutrones). La desintegración espontánea de los átomos se denomina radiactividad, y la energía excedente emitida es una forma de radiación ionizante.

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La exposición de las personas a las radiaciones ionizantes puede producirse en distintas circunstancias: en el hogar o en lugares públicos (exposición pública), en el lugar de trabajo (exposición ocupacional) o en un establecimiento de salud (exposición médica).

Además, esta exposición puede ocurrir por vía interna o externa.

La exposición interna se produce cuando un radionúclido es inhalado, ingerido o entra de algún otro modo en el torrente circulatorio (por ejemplo, a través de una inyección o un herida). La exposición interna cesa cuando el radionúclido se elimina del organismo, ya sea espontáneamente (por ejemplo, en los excrementos) o gracias a un tratamiento.

La exposición externa, se puede producir cuando el material radiactivo presente en el aire (en forma de polvo, líquido o aerosol) se deposita sobre la piel o la ropa. Generalmente, este tipo de material radiactivo se puede eliminar del cuerpo simplemente lavándose.

Pensando en las formas de protegerse de la radiación ionizante, se pueden distinguir tres situaciones distintas, ya se trate de una exposición planificada, existente o debida a una emergencia.

La exposición planificada se produce cuando se usan de forma deliberada fuentes de radiación con fines concretos, como los aparatos médicos empleados para el diagnóstico o el tratamiento, así como otros de uso en la industria o la investigación.

Otro caso es la exposición conocida a la radiación que ya existe y que se puede tratar de controlar, como la exposición al radón en el hogar o en el lugar de trabajo o a la radiación natural de fondo existente en el medio ambiente.

Por último, pueden producirse exposiciones en las situaciones de emergencia, por ejemplo, ante un acontecimiento inesperado que requiere actuar con rapidez, como un accidente nuclear o un acto delictivo.

El uso médico de radiaciones abarca el 98% de la dosis que recibe la población procedente de aparatos creados por el ser humano y el 20% de su exposición total. Cada año se realizan en el mundo más de 4200 millones de pruebas diagnósticas radiológicas, 40 millones de pruebas de medicina nuclear y 8,5 millones de tratamientos con radioterapia.

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¿Tiene aplicaciones médicas las radiaciones ionizantes?

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¿Tiene aplicaciones médicas las radiaciones ionizantes?

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Las radiaciones ionizantes tienen múltiples aplicaciones en el campo de la medicina. La especialidad denominada radiología utiliza los rayos X procedentes de un tubo de rayos catódicos para la realización de múltiples tipos de exploraciones radiológicas diagnósticas. En la especialidad de medicina nuclear se manejan diferentes tipos de isótopos no encap- sulados (en forma líquida o gaseosa) que son administrados al paciente o utilizados en laboratorio en pruebas analíticas con fines eminentemente diagnósticos. En el campo de la terapia las radiaciones ionizantes se emplean para el tratamiento de tumores malignos, dando lugar a la especialidad denominada radioterapia.

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Es el método diagnóstico que consiste en la obtención de imágenes del organismo por medio de un equipo de rayos X. El tubo elemental de rayos X consiste en un filamento incandescente (cátodo) que produce electrones, los cuales son acelerados en el vacío haciéndolos chocar contra un anticátodo, originándose radiación electromagnética denominada rayos X. Todo ello está contenido en una ampolla de vidrio, incluida en una envoltura forrada con plomo, excepto por el orificio de salida de la radiación.

La imagen radiológica se produce al atravesar el haz de rayos X la zona que se desea explorar y ser absorbidos los rayos X de manera diferente por los tejidos, obteniéndose un haz emergente que presenta variaciones de intensidad, las cuales se hacen visibles mediante sistemas de imagen en pantalla, denominándose entonces la exploración radioscopia o impresionando una película que una vez revelada da lugar a una radiografía.
Algunos ejemplos que podemos encontrar son los siguientes:

La tomografía axial computarizada o TAC es un medio radiológico que consiste en la reconstrucción mediante un computador de los cortes de un órgano o zona explorada producidos por un haz de rayos X muy fino que va girando alrededor del mismo.

La mamografía es la técnica radiológica utilizada para la exploración de los senos en la mujer, permitiendo el diagnóstico de lesiones mamarias benignas o malignas, incluso de muy pequeñas dimensiones.

La radiología dental utiliza equipos y procedimientos especiales como películas o tubos de rayos X intraorales o radiografías panorámicas de boca.

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La medicina nuclear es una especialidad médica, que utiliza las radiaciones ionizantes procedentes de los radioisótopos o radionucleidos para realización de estudios morfológicos y funcionales de numerosos órganos, así como para las determinaciones radioanalíticas de numerosas sustancias contenidas en el organismo. Para la realización de los estudios sobre los pacientes es necesaria la introducción en el organismo de una pequeña cantidad de sustancia radiactiva denominada radiofármaco, por diferentes vías, generalmente la intravenosa o la digestiva, inhalación, etc. Estas sustancias, por su especial afinidad, se fijan en el órgano que se desea estudiar, emitiendo radiación gamma que es detectada por un equipo denominado gammacámara, cuyo detector se sitúa sobre el órgano a explorar, recibiendo los fotones procedentes del radiofármaco.

Estas señales son transformadas en impulsos eléctricos que son modulados, amplificados y procesados por medio de un ordenador adjunto al equipo, lo que permite la representación espacial del órgano, denominada gammagrafía, sobre una pantalla o placa de rayos X, papel o la visualización de imágenes sucesivas del mismo para el estudio de una determinada función.

Las ventajas fundamentales de los métodos exploratorios de medicina nuclear son el no ser peligrosos ni molestos para el paciente y el tener efectos secundarios mínimos, ya que la radiación que se recibe es igual o menor a la de estudios radiológicos de rutina.

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¿Cuáles son las principales aplicaciones diágnosticas de los isótopos?

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¿Cuáles son las principales aplicaciones diágnosticas de los isótopos?

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Prácticamente todas las especialidades médicas pueden beneficiarse de los estudios morfológicos, funcionales y analíticos de la medicina nuclear. Los estudios morfológicos pueden completarse con técnicas exploratorias de imagen radiológicas y ecográficas u otras de reciente adquisición, como la tomografía axial computarizada o la resonancia magnética nuclear.

Dentro de la especialidad de endocrinología tienen gran interés los estudios gammagráficos tiroideos o suprarrenales, junto con las determinaciones hormonales útiles para el estudio de estos mismos órganos.

En la especialidad de cardiología, las aplicaciones se centran sobre todo en el diagnóstico de las alteraciones de la circulación cardíaca que producen cuadros como las anginas o infartos de miocardio, así como en el diagnóstico de las cardiopatías congénitas.

Los estudios pulmonares permiten estudiar la vascularización y ventilación pulmonar, las cuales están afectadas en numerosas enfermedades del aparato respiratorio.

Las exploraciones de aparato digestivo son muy variadas, incluyendo estudios de la función del esófago y estómago, estudios hepáticos para el diagnóstico de cirrosis, quistes o tumores o estudios de vías biliares utilizados en presencia de infecciones de vesícula o cálculos biliares.

La función y morfología del riñón y vías urinarias pueden valorarse mediante técnicas isotópicas que ponen de manifiesto procesos renales, obstrucción de vías urinarias, viabilidad de trasplantes renales, etc.

En pacientes con traumatismos, infecciones o tumores de los huesos la gammagrafía ósea muestra una acumulación exagerada y anómala del radiofármaco inyectado en las zonas alteradas, lo que permite el diagnóstico de estos procesos.

En pacientes oncológicos, los estudios convencionales de medicina nuclear y, sobre todo los estudios con PET, permiten realizar el estadiaje del tumor, indispensable para la toma de decisiones terapéuticas.

Los estudios funcionales del sistema nervioso central son muy útiles en la valoración de pacientes con diversos tipos de demencias, epilepsias, enfermedades vasculares o tumorales.

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La radioterapia es la especialidad médica que utiliza la administración de radiaciones ionizantes con fines curativos para la destrucción de tejidos malignos o tumores.
Dado que las células que componen los tejidos tumorales malignos cumplen habitualmente estas condiciones, dichos tumores pueden ser sometidos a la acción de las radiaciones que producirán la muerte de los tejidos tumorales, sobreviviendo los tejidos sanos circundantes que son más radiorresistentes por estar compuestos de células más diferenciadas y de menor ritmo de crecimiento.

En el tratamiento de tumores malignos, la radioterapia puede utilizarse sola o asociada a otros medios terapéuticos como la cirugía o la quimioterapia. La decisión del tipo de tratamiento se toma en función de una serie de factores como radiosensibilidad del tumor, localización y volumen tumoral, grado de evolución de la enfermedad, estado general del paciente, oportunidad de la irradiación y modalidad técnica empleada.

El estudio de los caracteres de las células tumorales, localización y extensión tumoral permite, una vez decidida esta forma de tratamiento, planificar el tipo de irradiación, cálculo de la dosis total, forma de administración y posible fraccionamiento con intervalos de descanso que puedan facilitar la reducción progresiva del tumor favoreciendo la eliminación de células muertas y permitiendo la mejor reparación de los tejidos circundantes.

Además de con fines curativos, la radioterapia puede utilizarse como terapéutica paliativa en casos de pacientes incurables, en los cuales la masa tumoral produce obstrucciones o compresiones de otros órganos que empeoran la calidad de vida del paciente.

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La teleterapia (tele: lejos) es la forma de radioterapia que utiliza la radiación procedente de un equipo generador situado a cierta distancia de la zona a irradiar. Esta modalidad de irradiación comprende una amplia gama de equipos. La radioterapia convencional o de ortovoltaje, de escasa utilización, se realiza por medio de equipos de rayos X de energías bajas o medias. Los equipos de alta energía o de megavoltaje más usados actualmente comprenden la bomba de cobalto y los aceleradores lineales.

Los equipos de rayos X de energías bajas se emplean más para tratamientos cutáneos, de forma que las dosis máximas se logran en superficie con escasa irradiación de los tejidos situados más profundos. Con energías medias se alcanzan mayores profundidades, ampliándose las posibles indicaciones. Se utilizan diferentes tipos de filtros para reducir la radiación más blanda que afectaría a la piel inútilmente.

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La braquiterapia (braqui: corto, próximo) es la modalidad de radioterapia que utiliza fuentes cerradas o selladas de material radiactivo que se colocan en contacto con el tumor o se introducen en el seno del mismo. Su mayor ventaja es la de concentrar la máxima dosis de radiación en el tejido tumoral con escasa irradiación del tejido sano situado alrededor, basándose en el hecho de que la dosis recibida en la proximidad de una fuente decrece muy rápidamente al alejarse de ella. Se denomina braquiterapia superficial cuando las placas de material radiactivo se colocan sobre la zona tumoral; endocavitaria cuando el material radiactivo se introduce en la cavidad del organismo (vagina y cuello de útero); intersticial cuando se realiza la colocación quirúrgica de agujas, alambres o semillas radiactivas en el seno del propio tumor (mama, cuello, próstata), e i ntraluminal cuando la radiación se aplica por dentro de la luz de alguno de los conductos orgánicos (bronquio, esófago, vascular).

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En el ámbito industrial, las aplicaciones de las radiaciones ionizantes son muchas y muy variadas. La industria aprovecha la capacidad que tienen las radiaciones para atravesar los objetos y materiales y el hecho de que cantidades insignificantes de radionucleidos pueden medirse rápidamente y de forma precisa proporcionando información exacta de su distribución espacial y temporal.

Algunas de las aplicaciones más significativas de las radiaciones ionizantes en la industria son la esterilización de materiales; la medición de espesores y densidades o de niveles de llenado de depósitos o envases; la medida del grado de humedad en materiales a granel (arena, cemento, etc.) en la producción de vidrio y hormigón; la gammagrafía o radiografía industrial para, por ejemplo, verificar las uniones de soldadura en tuberías; los detectores de seguridad y vigilancia mediante rayos X en aeropuertos y edificios oficiales; los detectores de humo; detectores de fugas en canalizaciones y la datación por análisis del carbono 14  para determinar con precisión la edad de diversos materiales.

También son muchas las aplicaciones de las radiaciones ionizantes en la agricultura y la alimentación, por ejemplo para determinar la eficacia de la absorción de abono por las plantas, determinar la humedad de un terreno y así optimizar los recursos hídricos necesarios, para el control de plagas y para prolongar el periodo de conservación de los alimentos mediante su irradiación con rayos gamma.

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Efectos de las radiaciones ionizantes en la salud

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Efectos de las radiaciones ionizantes en la salud

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A medida que aumenta su uso, también lo hacen los posibles peligros para la salud si no se utilizan o contienen adecuadamente.

Cuando las dosis de radiación son excesivas pueden tener efectos agudos en la salud, como quemaduras cutáneas o un síndrome de irradiación aguda.

Las dosis bajas de radiación ionizante pueden aumentar el riesgo de presentar problemas de salud a largo plazo, tales como el cáncer.

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¿Están previstas actuaciones médicas en caso de catástrofe nuclear?

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¿Están previstas actuaciones médicas en caso de catástrofe nuclear?

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El Plan Básico de Energía Nuclear (PLANBEN) tiene previsto, en caso de emergencias nucleares en centrales o instalaciones radiactivas, unas directrices de actuación para evitar o reducir los efectos de radiaciones ionizantes para la población, que incluyen la actuación de un grupo sanitario con funciones, personal y medios claramente definidos, que actuarían en conjunción con el grupo radiológico y logístico. Sus misiones serían las de aplicación de medidas profilácticas, la planificación, clasificación y tratamiento de bajas, tanto en los aspectos de primeros auxilios y ayuda a la evacuación (primer nivel de actuación) como el tratamiento de pacientes irradiados o contaminados en unidades especiales (segundo nivel de actuación) ubicadas en hospitales previamente autorizados y que disponen de medios de descontaminación, controles de radiactividad, protocolos de tratamiento previstos y habitaciones radioprotegidas asistidas por personal multidisciplinario experto en este tipo de actividad asistencial.

Respuesta de la OMS

La OMS trabaja en todo el mundo para reforzar la protección de los pacientes, los trabajadores y la población frente a las radiaciones ionizantes, ofreciendo a los Estados Miembros orientaciones basadas en la evidencia y asesoramiento técnico sobre cuestiones de salud pública. Las actividades de la Organización se centran en los aspectos relativos a la salud pública de la protección contra la radiación y abarcan la evaluación, la gestión y la comunicación de los riesgos.

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Busch U. Wilhelm Conrad Roentgen. El descubrimiento de los rayos x y la creación de una nueva profesión médica. Revista Argentina de Radiología. 2016 Oct;80(4):298–307.

Efectos en la salud de las radiaciones ionizantes [Internet]. www.who.int. Available from: https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/ionizing-radiation-and-health-effects

Aplicación de isótopos en medicina [Internet]. Rincón educativo. Available from: https://rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/aplicacion-de-isotopos-en-medicina/