Tarea 12 - 17/12/2018

Esta tarea fue realizada en colaboración con Jorge Pascual y Jose Ángel Ochoa. Se encuentra localizada en el blog de Jorge Pascual.

Tarea 11 - 04/12/18

Enunciado: "¿A qué energías de un fotón corresponderían las diferencias de energía entre los estados del protón para valores típicos de campo magnético usados en RMN?"

Según la ecuación de Larmor la frecuencia de precesión se corresponde con la siguiente formula: f_p = γ x B x (2xpi)^-1

En esta ecuación γ hace referencia a la constante giromagnética, específica de cada material(MHz/T) y B se refiere al campo magnético presente(T). 

En los protones del núcleo de hidrógeno con spin neto de ½ esta constante giromagnética tiene un valor de 42,5 MHz/T y el campo utilizado suele ser de 1 T. En este caso la frecuencia de precesión tiene un valor de 6,76 s^-1.

Teniendo en cuenta que la energía correspondiente a un protón está determinada por la relación entre su energía y la constante de Planck( E = h x f_p ). Resolviendo esta ecuación se obtiene un resultado de 4,48 x  10^-33 J por unidad de protón.

Tarea 10 - 20/11/2018

Enunciado:
"T10 (cierre del tema). A continuación tenéis un anuncio comercial de varias series de equipos de CT de una casa comercial (Toshiba). A partir del anuncio hay que responder a las siguientes preguntas (en una entrada en el blog, claro):

1.-¿Entendéis todos los "argumentos" que exponen para convencer del interés del equipo (o especificaciones)?
2.- Listarlas
3.- ¿Que diferencias hay entre los 3 modelos que se comentan?"

1.- Si. La teoría dada en clase ha sido suficiente para poder entender todas las características de las que se habla en el vídeo.

2.- En el vídeo se habla de tres aparatos diferentes, cuyas características son las siguientes:

Aquallion One: Vision Edition

  - 640 cortes de 0,5nm con un tiempo de rotación de 275 ms.

  - Reconstrucción iterativa de imágenes en 3D AIDR(Adaptive Iterative Dose Reduction). Esto garantiza la menor dosis posible para cada paciente.

  - Utiliza una reconstrucción de 50 fotogramas por segundo.

  - Camilla con soporte de 300 kg y puerta de entrada de 78cm.

  - Desplazamiento lateral asistido.

  - Reconstrucción instantánea de alta resolución y filtros híbridos para acelerar el diagnóstico.

Aquallion Prime

  - Permite la realización de 80 o 160 cortes de 0,5 nm.

  - Reconstrucción iterativa de imágenes en 3D AIDR. 

  - Camilla con soporte de 300 kg y puerta de entrada de 78cm.

  - Desplazamiento lateral asistido.

  - Tamaño reducido. Diseñado para ser instalado en habitaciones pequeñas.

Astellion

  - Su característica principal es la reducción de emisiones de CO2.

  - Modelos con 16 y 32 cortes de 0,5 nm.

  - Reconstrucción iterativa de imágenes en 3D AIDR. En este caso se obtiene una reducción del 75% de dosis por cada corte en comparación con sistemas que no lo usan.

  - Optimizado para utilizar la mínima energía posible con le máximo rendimiento.

  - Tubo con capacidad de 7,5 MHU.

  - Generador de 72kW.

  - Muy silencioso.

  - Reciclable en un 92%

3.-  Los tres modelos tienen, a modo general, características similares y utilizan sistemas de reconstrucción de imagen similar, algo lógico ya que el objetivo principal de los tres es el mismo. Las diferencias más llamativas son las del número de cortes realizados por unidad de tiempo. Si bien es cierto que en los dos últimos modelos no especifica la velocidad a la que se realizan dicha cantidad de cortes se asume que en todos los modelos habla de tiempos de rotación de 275 ms. El modelo Aquallion One: Vision Edition realiza un número de cortes mucho mayor a los otros dos y es el más potente de los tres.

La razón por la que los otros dos modelos presentan una realización de cortes más lenta es que su diseño se ha centrado en otros aspectos. Aquallion Prime ha sido diseñado para ser un aparato de tamaño relativamente reducido que pueda ser colocado en habitaciones pequeñas, mientras que Astellion se ha centrado en un aspecto ecológico, limitando su emisión de CO2, su gasto energético e incluso siendo el propio dispositivo reciclable.

Tarea 9 - 20/11/2018

Enunciado:

 "Tenéis que formaros una idea de las dosis de radiactividad que suponen estas pruebas y de la problemática que esto conlleva (estrategias de medición, calibración, minimización, documentación, ...) y escribir una entrada en el blog que la sintetice. Para ello os propongo dos fuentes de información:

Entrada en Naukas 

Folleto de Siemens pdf (a partir de pg 36)

Buscando "dose reduction techniques ct" salen multitud de artículos interesantes (quizá excesiva información...)"

Esta tarea esta estrechamente relacionada con la tarea 5. En ella se habla de las estrategias principales de prevención y para expandir su explicación se hablo también de tres conceptos fundamentales a la hora de responder a esta tarea: justificación, optimización y limitación de dosis.

Antes de hablar de esos tres términos cabe recordar que una tomografía computarizada utiliza radiación para formar imágenes de la zona diana del cuerpo. Estas se forman utilizando los fundamentos matemáticos de Radón, mediante los cuales se expresa que un objeto bi o tri dimensional puede formarse a partir de infinitas proyecciones. La tomografía computarizada o TAC realiza una cantidad elevada de proyecciones utilizando rayos X para formar representaciones del cuerpo.

La realización de un número tan elevado de proyecciones que nos permita formar la representación del objeto se traduce en una cantidad elevada de radiación para el paciente. Es por ello que la cantidad que este recibe es significativamente mayor a la que recibiría con una técnica diferente, tal y como se observa en la figura 1.

Figura 1. Comparativa de dosis efectiva en TAC(TC) y radiografía

Aunque estas cantidades son elevadas cabe mencionar que ninguna de ellas esta por encima de la dosis umbral para que ocurran efectos deterministas en el cuerpo. A pesar de ello existe un segundo efecto biológico nocivo, el de los efectos probabilísticos. Este es directamente proporcional a la dosis efectiva recibida por el paciente, por lo que la realización de un TAC implica un mayor riesgo, aunque normalmente leve, de la presencia de estos efectos.

Es aquí donde toman un papel principal los tres conceptos ya mencionados, justificación, optimización y limitación de dosis, tal y como están explicados en la tarea 5.

La justificación hace referencia al beneficio que puede causar un diagnóstico realizado con el apoyo de un TAC frente a los efectos nocivos que este pueda tener sobre el paciente.

La optimización se centra en la utilización de la dosis más pequeña posible sin comprometer el diagnóstico. También hace referencia a los calibrados necesarios para asegurar que la dosis recibida por el pacienta es la planeada.

La limitación de dosis define un límite de la dosis total procedente de todas las prácticas no sobrepasa un límite establecido. Se guarda un historial con todas las dosis recibidas.

El conjunto de estos tres factores ofrece una respuesta adecuada a la problemática presentada por la radiación de un TAC.

Tarea 8 - 11/10/2018

¿Qué tiene que ver Marí Curie con Piedrabuena?

     En 1908 el empresario e inventor Mónico Sanchez desarrollo un aparato de rayos X portátil de un peso mucho más reducido que los que en aquella época habia en el mercado. Consiguió reducir el peso medio de 400 kg a 10kg.

     En 1912 Mónico volvió a su pueblo natal de Piedrabuena, donde estableció una fábrico en la que se producían dichos aparatos. En 1913 Marí Curie y su hija compraron una gran cantidad de estos aparatos y se dedicaron a viajar a travez de los campos bélicos con el objetivo de diagnosticar con mayor precisión a los heridos. Gracias a ello se salvaron una gran cantidad de vidas y se evitaron asimismo una gran cantidad de amputaciones.

Tarea 7 - 12/11/2019

Esta tarea fue realizada con Jorge Pascual, José Ángel Ochoa y Tony Guardado. Se encuentra en https://ibioiijorge.blogspot.com/2018/11/ejercicio-propuesto-tarea-7.html.

Tarea 6 - 21/09/2018

Esta taréa fue realizada con Elena Crespo Gastón, se encuentra en el siguiente enlace https://ibioiiecg.blogspot.com/2018/11/t6-preguntas-sobre-rayos-x.html.

Tarea 5 16/10/2018

El objetivo de esta tarea es el de presentar las 3 estrategias principales de protección contra la radiación. Un análisis bibliográfico sobre la legislación española(NTP 304: Radiaciones ionizantes: normas de protección) nos otorga la siguiente información al respecto:

• Existen 3 tipos de exposiciones:
• Exposición ocupacional: De los profesionales expuestos a las radiaciones ionizantes como consecuencia de su trabajo. Asimismo esta se divide en ls categorías A, B y trabajadores e externos.
• Exposición Médica: De los individuos como consecuencia de diagnósticos o tratamientos. 
• Exposición del publico: Comprende todas las exposiciones que no sean médicas u ocupacionales, bien sea de origen natural o artificial.
• Delimitación de zonas Todo espacio donde se manipulen o almacenen radionucleidos o se disponga de generadores de radiaciones ionizantes deben estar perfectamente delimitado y señalizado. La clasificación en distintos tipos de zonas se efectúa en función del riesgo existente en la instalación. 
• Zona de libre acceso. Es aquella en que es muy improbable recibir dosis superiores a 1/10 de los límites anuales de dosis. En ella no es necesario tomar medidas de protección radiológica. 
•  Zona vigilada. Es aquella en que no es improbable recibir dosis superiores a 1/10 de los límites anuales de dosis, siendo muy improbable recibir dosis superiores a 3/10 de dichos límites. Se señaliza con un trébol de color gris-azulado sobre fondo blanco. 
• Zona controlada. Es aquella que no es improbable recibir dosis superiores a 3/10 de los límites anuales de dosis. Se señaliza con un trébol de color verde sobre fondo blanco. 
•  Zona de permanencia limitada. Es aquella en la que existe el riesgo de recibir una dosis superior a los límites anuales de dosis. Se señaliza con un trébol de color amarillo sobre fondo blanco. 
•  Zona acceso prohibido. Es aquella en la que existe el riesgo de recibir en una exposición única de dosis superiores a los límites anuales de dosis. Se señaliza con un trébol de color rojo sobre fondo blanco.
• Medidas dosimétricas 
• En toda instalación radiactiva debe llevarse a cabo un control dosimétrico individual y ambiental, en función de la clasificación de la zona y del tipo de radiación emitida. Por razones de vigilancia y control radiológico, los trabajadores profesionalmente expuestos, se clasifican en dos categorías: 
• Categoría A: Personas que no es improbable que reciban dosis superiores a 3/10 de alguno de los límites anuales de dosis. 
• Categoría B: Personas que es muy improbable que reciban dosis superiores a 3/10 de alguno de los límites anuales de dosis.
• Es obligatorio registrar todas las dosis recibidas durante la vida laboral de los trabajadores profesionalmente expuestos mediante un historial dosimétrico individualizado, que debe estar en todo momento a disposición del trabajador.
• Vigilancia médica 
• Todo el personal profesional mente expuesto está obligado a someterse a un reconocimiento médico con una periodicidad anual y dispondrá del correspondiente protocolo médico individual izado, que deberá archivarse durante al menos 30 años desde el cese del trabajador en la instalación radiactiva.
• Las funciones de protección radiológica son responsabilidad del titular de la instalación, siendo el Consejo de Seguridad Nuclear quien decidirá si deben ser encomendadas a un Servicio de Protección Radiológica propio del titular o a una Unidad Técnica de Protección Radiológica contratada al efecto.
• Las normas específicas de protección contra radiaciones ionizantes son las siguientes:
• Para lo denominado como irradiación externa:
• Limitación del tiempo de exposición. La dosis recibida es directamente proporcional al tiempo de exposición, por lo que, disminuyendo el tiempo, disminuirá la dosis. Una buena planificación y un conocimiento adecuado de las operaciones a realizar permitirá una reducción del tiempo de exposición. 
• Utilización de pantallas o blindajes de protección. Para ciertas fuentes radiactivas la utilización de pantallas de protección permite una reducción notable de la dosis recibida por el operador. Existen dos tipos de pantallas o blindajes, las denominadas barreras primarias (atenuan la radiación del haz primario) y las barreras secundarias (evitan la radiación difusa). 
• Distancia a la fuente radiactiva. La dosis recibida es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente radiactiva. En consecuencia, si se aumenta el doble la distancia, la dosis recibida disminuirá la cuarta parte. Es recomendable la utilización de dispositivos o mandos a distancia en aquellos casos en que sea posible.
• Para lo denominado como contaminación radiactiva:
• Protección de las instalaciones, zonas de trabajo y normas generales. Las superficies deberán ser lisas, exentas de poros y fisuras, de forma que permitan una fácil descontaminación. Se deberá disponer de sistemas de ventilación adecuados que permitan una evacuación eficaz de los gases o aerosoles producidos, evitándose su evacuación al ambiente mediante la instalación de filtros. Se deberá efectuar un control de los residuos generados y del agua utilizada. Deberán efectuarse controles periódicos de la contaminación en la zona, los materiales y las ropas utilizadas. Los sistemas estructurales y constructivos deberán tener una resistencia al fuego (RF) adecuada y se deberá disponer de los sistemas de detección y extinción de incendios necesarios. En toda instalación radiactiva estará absolutamente prohibido comer, beber, fumar y aplicarse cosméticos. A la salida de las zonas controladas y vigiladas con riesgo de contaminación, existirán detectores adecuados para comprobar una posible contaminación y tomar en su caso las medidas oportunas. 
•  Protecciones personales. El uso de protecciones personales será obligatorio en las zonas vigiladas y controladas con riesgo de contaminación. Los equipos y prendas de protección utilizados deberán estar perfectamente señalizados y no podrán salir de la zona hasta que hayan sido descontaminados. Es aconsejable, en lo posible, la utilización de material de un solo uso que una vez utilizado deberá almacenarse en recipientes correctamente señalizados.
• Todas las medidas ya mencionadas se obtienen a partir de 3 principios básicos a partir de los cuales se desarrollan todas las estrategias preventivas.
•  Justificación. La utilización de radiación ionizante, en cualquier actividad, ha de estar plenamente justificada, es decir, las ventajas de su uso serán mayores que los riesgos que conlleva.
•  Optimización. La dosis, el numero de trabajadores expuestos y la probabilidad de que se produzcan exposiciones potenciales deberán mantenerse en el valor más bajo que sea razonablemente posible. 
• Limitación de dosis. La suma de dosis recibidas, procedentes de todas las practicas pertinentes, no sobrepasará los limites de dosis establesidos. Este principio no se aplica a: 
• Exposición en el marco de diagnostico o tratamiento medico
• Exposición deliberada y voluntaria 
• Voluntarios que participen en programas de investigación.

La estrategia contra la radiación se refiere al uso apropiado de la información ya mencionada, pero si hubiera que hablar estrictamente de tres estrategias principales a la hora de proteger de la radiación externa nos refeririamos a la limitación del tiempo de exposición, utilización de pantallas o blindajes de protección y distancia a la fuente radiactiva.

BIBLIOGRAFIA

1. http://www.unavarra.es/digitalAssets/146/146686_100000Radiaciones-ionizantes.pdf
2. NTP 304: Radiaciones ionizantes: normas de protección (http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/301a400/ntp_304.pdf) 

Tarea 4 - 09/10/2018

Tarea 3 - 08/10/2018

Tarea 2 - 02/10/2018

Ejercicios asignados en la clase del día 2 de Octubre.

1.- ¿En que unidades se mide (típicamente) la energía de la gráfica anterior?
       La unidad e energía más comúnmente utilizada en este tipo de cadenas de reacciones nucleares es la del Megaelectronvoltio, con el símbolo de MeV. Esto equivale a 10⁶  eV.
     ¿Cuál es el factor de conversión de estas unidades con las más habituales?
       Las unidades más habituales en la mediciones de energía son los Julios(J), siendo la conversión la siguiente: 1 eV = 1.6021766208×10⁻¹⁹ J. Por lo tanto la conversión con los MeV sería de 1 MeV = 1.6021766208×10⁻¹³ J.

2.- ¿De qué orden son los valores de energía que intervienen en las reacciones nucleares?
     El orden de estas reacciones es el ya mencionado MeV, que equivale a 10⁶  eV.
     ¿Y en las reacciones químicas? (buscar algún ejemplo concreto)
      En una reacción química, al contrario que en las nucleares, son los electrones y no los núcleos los principales participantes de la reacción. Es por ello que el orden de energía en cada una de estas es muy diferente, siendo el de las reacciones químicas mucho y menor. Aunque la energía liberada depende en gran medida de el elemento sufriendo la reacción podría decirse que para las reacciones químicas es posible utilizar eV, aunque las unidades más utilizadas son los kilojulios (KJ) por unidad de mol o las calorías(cal) por unidad de mol, siendo la equivalencia de estas últimas de:1 cal(th)= 4,184 J.
   Un ejemplo de una reacción nuclear es el de la fisión de un átomo de Plutonio-239, la cual genera 207,1 MeV.
   A modo de comparación la energía de la formación de FeO, obtenido a partir de 1 Fe + 1/2 O2 => FeO, es de 266,33 KJ/mol. Dicho de forma semejante a la anterior, por cada átomo de FeO la energía es de 2,6 eV.

Tarea 1 - 01/10/2018

Ejercicios 1.1, 1.2 y 10:

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