Luz y radiación, una fantástica combinación
¡Hágase la luz!... y a partir de ese momento se considero a la luz como algo bueno, y realmente fue así, caso contrario no existiría la vida sobre la tierra!!! Y así como por un lado a la luz se la tiene como algo bueno, por otro lado a la radiación se la tiene como algo malo. Por supuesto que esto último depende exclusivamente del fin en el que se la utilice y si nos dejamos llevar por el cine o la televisión, en seguida se nos vienen a la mente monstruos verdes, deformes o con super-poderes (aunque esto último no parecería tan malo).
Si a la radiación la consideramos en el caso particular de tratamientos terapéuticos para pacientes oncológicos, entonces a la radiación la podemos considerar como buena. Y si a esta radiación la puedo convertir en luz para luego determinar la cantidad de energía depositada en el tumor maligno, obtengo una herramienta útil en los tratamientos radioterapéuticos.
Radioterapia como alternativa en tratamientos oncológicos
Desde finales del siglo XIX se utiliza la radiación ionizante para tratar lesiones en la piel. El primer tratamiento con rayos-X documentado data de 1896, un año después del descubrimiento de los mismos, a cargo del dermatólogo vienes L. Freund. Más de medio siglo después, en el año 1950, se introducen los equipos de cobaltoterapia en reemplazo de las unidades de rayos-X. Estos equipos utilizan una fuente de radiación que genera rayos γ los cuales son más penetrantes que los rayos-X. Prácticamente en simultáneo se comenzó a trabajar con los aceleradores lineales que terminaron reemplazando a los equipos de cobaltoterapia. Estos últimos tienen la ventaja que permiten seleccionar la energía de trabajo y por lo tanto se puede variar la profundidad de penetración del haz de partículas en el paciente. De esta manera, se busca generar una distribución homogénea de dosis sobre el tejido afectado, y que la dosis absorbida por el tejido sano sea la mínima posible.
La dosimetría in-vivo tiene su comienzo en la década del 1930 cuando Sievert utilizaba cámaras de ionización para determinar la dosis impartida al paciente. Para esto se introducía la cámara dentro de las cavidades fácilmente accesibles del hombre. Con el tiempo se dejó de utilizar esta técnica de medición ya que presentaba varias dificultades y principalmente por el peligro de electrocución del paciente. Y no es hasta la década del 70 que comienzan a explorar la posibilidad de utilizar materiales luminiscentes para medir la dosis impartida al paciente. Ahora bien, si a esta dosimetría in-vivo la podemos realizar en tiempo real, se contaría con una herramienta practica para prevenir a tiempo posibles errores, ya sean humanos o técnicos, en el caso de un tratamiento radioterapéutico.
La luminiscencia
La luminiscencia es la emisión de luz de un material previa absorción de energía proveniente de una fuente externa, por ejemplo, luz ultravioleta. Se puede distinguir dos clases de luminiscencia dependiendo de la duración del fenómeno, fluorescencia o fosforescencia. La fluorescencia es la emisión de luz luego de una excitación del electrón y este proceso puede considerarse prácticamente instantáneo. Los tubos fluorescentes o los LEDs utilizan el proceso de fluorescencia para producir luz y permitir iluminar una habitación. En cambio si la emisión se ve retrasada al proceso se lo denomina fosforescencia. La fosforescencia es un proceso que puede tardar desde segundos hasta varios minutos, por ejemplo las teclas de encendido de luz de las habitaciones suelen estar hechas con material fosforescente de manera tal que al apagar la luz (fuente de excitación) la tecla puede observarse en la oscuridad por algunos minutos, también se lo puede apreciar en algunos juguetes que “brillan” en la oscuridad. La forma de energía de excitación utilizada para estimular la emisión da lugar a una variedad de nombres para estos procesos luminiscentes. Entre estos podemos encontrar la fotoluminiscencia (excitación por absorción de luz, por lo general, violeta o ultra violeta), radioluminiscencia (excitación por absorción de energía nuclear), quimioluminiscencia (luminiscencia excitada por energía química), bioluminiscencia (luminiscencia excitada por energía biológica como en el caso de los “bichitos de luz”), etc.
Radioluminiscencia como alternativa para la medición de dosis
La radioluminiscencia es el proceso físico que permite “traducir” radiación ionizante proveniente de un acelerador lineal o un equipo de cobaltoterapia en luz. Dicha luz es proporcional a la tasa de dosis impartida al paciente. En este sentido los materiales radioluminiscentes, en general denominados centelladores, emiten luz mientras son irradiados y en el momento que cesa la irradiación también lo hace la emisión de luz.
Si al centellador lo acoplamos al extremo de una fibra óptica y al otro extremo de la fibra colocamos un detector de luz se obtiene la técnica dosimétrica conocida como dosimetría por fibra óptica. En general, al centellador se lo coloca en la región a irradiar sobre el paciente o dentro del mismo en cercanía al tumor. La fibra óptica tiene una longitud suficiente para que el equipo de detección de luz quede fuera del bunker de irradiación (lugar donde se encuentra el equipo de irradiación y el paciente). De esta manera se cuenta con un sistema que permite medir en vivo y en tiempo real y así poder saber la tasa de dosis que recibe el paciente durante el tratamiento.
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