DETECTORES DE RADIACIÓNTipos de Detectores ‐ Gaseoso: ‐ Cámaras de Ionización. ‐ Contadores Proporcionales. ‐ Contadores Geiger Muller. ‐ Químicos: ‐ Fotográficos. ‐ Físicos: ‐ Termoluminiscentes ‐ Semiconductores. De acuerdo al voltaje producido se produce una curva ‐ Los de Centelleo. Se va a generar una curva de acuerdo al voltaje producido y a los diferentes tipos de detectores que se Clasificación de los Detectores: tiene. “Cámaras de Ionización, contadores proporcionales y contadores Geiger Muller”. Dentro de los servicios de Medicina Nuclear generalmente tienen Cámaras de Ionización que son los famosamente llamados ACTIVIMETROS: que son los que van a medir la dosis que se le va a inyectar a los pacientes. Los monitores por excelencia para saber si hay algún tipo de contaminación o algún tipo de radiación, va a ser el Geiger Muller. ¿El cuarto Caliente? Cámara de Ionización Por excitación: Los termoluminiscentes y los radioluminiscentes Para hacer detección de radiación en sala de operaciones. DETECTORES DE GAS * El fenómeno que va a producir la lectura de estos, es la Ionización, vamos a tener un material que va a contener un gas y este gas se va a ionizar. * Vamos a tener un recipiente sellado, puede ser de aluminio, vidrio, dentro va estar lleno de un gas, en la parte central tiene que haber un electrodo y un filamento. Para evitar que los electrones producidos ACTIVIMETRO por la Ionización se vaya a recombinar. Para medir actividades de Isotopos radioactivos. * Los electrones van conectados a una fuente de alimentación y a un amperímetro. * Y normalmente se aplica una diferencia de potencial, que vendría a ser un pequeño voltaje para registrar el paso de la corriente eléctrica. ¿Cómo se hace la lectura? Viene un fotón externo, cae dentro del gas que esta contenido; ioniza este gas y se va a producir una lectura. Cuanto mayor sea la ionización, mayor será la lectura (cuanto mayor sea la ionización, vamos a tener mayor cantidad de fotones gamma). Activimetros Contadores de Pozo Normalmente en el Perú se utiliza mucho la medida Detectores Químicos o Detectores Fotográficos mCi y lo Bq ó mBq son usados en Europa y EEUU. Actualmente se usa para dosimetría industrial. ‐ Tiene una placa similar a una placa de rayos x, que Activimetros (Detector Gaseoso) está envuelta por una protección y que esta recibía la ‐ Sirven para medir la actividad de los radiofármacos. radiación a la cual era sometida. (Esta se impregnaba) ‐ Sirve para medir la dosis que se le va a inyectar a los ‐ Posteriormente al mes esta película se revela, lo que pacientes, uno de los contadores más exactos en MN. va a medir el grado o la cantidad de ennegrecimiento ‐ Proporciona la actividad de la muestra en la unidad (como una placa de Rayos x) cuando se tiene mayor deseada como son los mCi ó mBq. cantidad de radiación va a ennegrecerse, en este caso se mide la cantidad de ennegrecimiento y así se podía deducir la dosis recibida por el detector. ‐ Sirve como dosímetros de lectura indirecta, porque después de un mes mide la dosis acumulada. Detectores Termoluminiscentes Son los que actualmente se utilizan para Dosimetría. ‐ Utiliza la capacidad de ciertos materiales para emitir luminiscencia, proporcional a la ionización producida en ellos, estos al ser calentados emiten luminiscencia, Es un medidor de actividad, que es una cámara de a cierta temperatura, y de acuerdo a la cantidad de Ionización gaseosa, en forma de pozo. luminiscencia nos va a dar la cantidad de radiación que se ha medido. Contadores Proporcionales ‐ Se utiliza como dosímetros de lectura indirecta. ‐ Tienen un detector de Gas, que generalmente puede ‐ Se utiliza en dosimetría como dosímetro personal y ser de Argón. van a estar formados por cristales de LiBO (Orto Boro ‐ Sellado por un tubo hermético. Litio) y CaSO (Orto Silicato de Calcio). ‐ Tiene mayor sensibilidad que las cámaras de ionización y a menor que los tubos Geiger Muller. Principio básico de Termolunicencia Detector Ambiental tipo Contador Proporcional Tubo de gas Indicador en µSvh Contadores Geiger Muller Esquema de un Detector de TL ‐ Tienen un detector de Gas: argón + halógeno. ‐ Sellado por un tubo hermético. ‐ Tiene una tensión de polarización de 500 V. ‐ Tiene gran sensibilidad de lectura, pero no sirve para cuantificar; porque la cantidad de radiación que nos va a dar una cantidad (µSv/h). Detector Ambiental tipo Geiger Muller mR/h Dosímetro Personal de TL ‐ Ciertos elementos emiten luz visible que al ser estimulados térmicamente (Calor) van a producir el fenómeno de termoluminiscencia. (TLD) ‐ Los materiales que se emplean como TLD son muy escasos y suelen tratarse con cristales orgánicos. Algunos miden en µSv/h y otros miden en cuentas x El más utilizado es el Fluoruro de Litio (LiF). segundo. ‐ Tiene un número atómico efectivo de 8,2 ¿porque se Hay 2 pilares en la Medicina Nuclear usan estos materiales? porque su número atómico, es La Medicina Nuclear con SPET. prácticamente equivalente al tejido cuerpo-humano. La Medicina Nuclear con PET. (es por eso que se utiliza estos materiales). ‐ Es relativamente sensible, porque puede medir dosis + El INa(Tl) “Ioduro de Sodio activado con Talio”; es el de 10 mRAD con precisión, y hasta dosis superiores a cristal por excelencia más usado en medicina nuclear 10RAD con precisión al 5%. por SPET. (Todas las cámaras gammas tienen este tipo de cristal). “PARA EL EXAMEN” El otro es el Fluoruro de Calcio activado por Manganeso ‐ El Yodo favorece el efecto fotoeléctrico, lo que hace (CaF2: Mn) tiene un número atómico efectivo elevado es favorecer la absorción del fotón gamma y el Talio de 16,3, lo que lo hace más sensible a las radiaciones que tiene forma de impurezas lo que haces es ionizantes. excitarse y va a emitir un destello luminoso (va emitir luz). Lector de Dosimetría de TLD Los destellos puedes ser de 2 tipos: o Fluorescentes: decrecimiento muy rápido 0.25x10-7 sg. o Fosforescente: decrecimiento más lento 0.25x10-4 sg. + El INa(Tl) “Ioduro de Sodio activado con Talio”; produce destellos fosforescentes, que tiene un cierto tiempo para que pueda ser leído, que se le llama: Tiempo Muerto. DETECTORES SEMICONDUCTORES ¿Qué es un cristal de Centelleo? Se pueden considerar como cámaras de ionización, Es aquel que va a convertir un fotón gamma en fotón de pero estos no van a tener gas, en la que el gas se ha luz, y el más usado en medicina convencional (en SPET) sustituido por una estructura sólida: como son los es el INa:(Ta), tiene un buen coeficiente de absorción y cristales de Germanio o Silicio. el Iodo va a favorecer la absorción del foton gama y el Esto hace que tenga 2 características básicas: Talio favorece la emisión de destellos luminosos. (es asi ‐ Van a ser capaces de detectar energías muy bajas. como se convierte los 2 casos). (mucho más sensibles). ‐ Resolución Energética, que es la capacidad para Los Contadores de Centelleo: diferenciar energías diferentes) va a ser muy grande. + Es el detector más usado en MN. (Centelleo = significa ‐ Alto costo. destello de luz). A raíz de este fotón gamma es ‐ Las temperaturas de operación son muy bajas, estos convertido en centelleo de luz. utilizan básicamente Nitrógeno Líquido; para enfriar + La cámara gamma es tipo de detector de centelleo. el sólido. (son mucho más sensibles). + Son altamente sensibles a los rayos gamma. Buscar vida media, picos de energía, del Tecnecio, Yodo, Flúor, + Dentro de una cámara gamma, vamos a tener después de este cristal; un tubo Foto-multiplicador (PMT), que Detectores Ambientales convierte la luz del cristal en un pulso eléctrico (agrandándolo). + Dentro de estos tubos fotomultiplicadores, va a tener unos DINODOS; que lo que van hacer: es el efecto multiplicador de estos cristales. + Tiene una fuente de alto voltaje que es para el PMT. + Un preamplificador y amplificador que amplifican (aumentado el tamaño) del pulso eléctrico. + Un analizador de altura de pulso (PHA) que permite Estos se utilizan donde hay grandes cantidades de medir la altura de pulso. (es un discriminador de radiación: Ciclotrón, Aceleradores de Partículas, energía). reactor Nuclear + Un escalímetro y un reloj para contar el número de eventos detectados (que caen dentro de la ventana del Detectores de Centelleo amplificador de altura de pulsos). Son cristales que van a cumplir una función importante: ‐ Estos cristales van a recibir fotones gamma, que van a CRISTAL emitir los pacientes, al que se van a inyectar la + La función es de convertir los rayos gamma en luz. sustancia. Estos cristales van a convertir el fotón + Los cristales de INa(Ta) son eficaces en MN, convierte gamma en fotón de luz, (van a emitir luz después de la los rayos gamma en luz. Ionización). + Normalmente el grosor de los cristales va entre 3/8 ‐ Son los más usados en medicina nuclear. (6.3 mm.) a 5/8 (16 mm.) de espesor. + Si el cristal es más grueso, es más eficaz la detección y Cristales facetados o cortados: en consecuencia tiene mayor sensibilidad, ‐ 4 x 4 mm. (Unidos en filas) particularmente en casos de energías altas. ‐ 8 x 8 mm. + Cuanto mayor sea el espesor del cristal, peor será la ‐ 13 x 13 mm. resolución (va a disminuir) es por eso que se utiliza el Y detrás de estos cristales tubos fotomultiplicadores. Y de 3/8 y no el de 5/8, porque pone en juego la estarán colocados alrededor del tubo del Tomógrafo sensibilidad y la resolución. PET. Las Cámara Gamma: “Pregunta de examen” Por la parte de Medicina Nuclear Convencional.- A estos complejos que tienen cristales cortados de 4x4, Cámara Gamma que tiene 2 detectores: 13x13 con tubos fotomultiplicadores detrás se les va a Las cámaras Gamma tienen en cada llamar: PET BLOCK ó DETECTOR BLOCK. detector o cada cabezal un cristal de INA(Tl), y lo que va a hacer es recibir los fotones. CRISTALES Los que más se utiliza en tomógrafos PET Se inyecta una dosis al paciente el paciente emite la radiación este cristal va a recibir esta radiación (cantidad de fotones gamma), y lo va a convertir en fotones de luz. También se puede utilizar para estudios PET. Las Cámara PET: Germanato de Orto Silicato de Orto Silicato de Bismuto Lutecio Gadolinio Cada empresa hace su propio tipo de cristales: General Electric = BGO (Germanato de Bismuto). Siemens = LSO (orto silicato de Lutecio). Con cristales mucho más pequeños Philip = GSO (orto silicato de Gadolinio). Cada marca tiene patentado su propio tipo de cristal, para detectores PET, que son cristales pequeñísimos que van hacer el proceso: llegan el fotón gamma y lo convierte en fotón de luz. Propiedades Físicas de los Centelladores más utilizados en los equipos PET / TAC Cámaras Gamma Cámaras PET Y detrás de cada cristal, también vamos a tener tubos fotomultiplicadores. Nota: Ósea que el concepto de cristal y tubo fotomultiplicador se va a reproducir en cámara gamma y en PET, Disposición de los cristales: Características básicas de los cristales INa(Tl) Tiempo de extinción o tiempo muerto (ns).-se refiere a que se pueda detectar en un mismo momento 2 fotones, si menor es el tiempo se va a poder detectar la mayor cantidad de fotones gamma. Son más efectivos los cristales de LSO, GSO que los demás. Esto nos permite hacer inyecciones con más bajas dosis, y hacer estudios con un tiempo más rápido. Porcentaje de Luz.- conviene más, tener un cristal que contenga un mayor porcentaje de luz, siendo el INa el que tiene mayor porcentaje de luz. Pero como es un solo cristal y no se puede facetar, además que contenga un mayor porcentaje de luz, no va a servir mucho para la resolución; es por eso que se utiliza en SPET. Mientras que el LSO si tiene un porcentaje de luz alto con respecto al BGO y el GSO, esto quiere decir que va a emitir mayor cantidad de luz por la cantidad de fotones, siendo así mucho mejor. Higroscópico.- es la hidratación de los cristales, viendo la tabla que el NaI si se puede hidratar, eso quiere decir que si ese cristal no está sometido a control de humedad, esta se puede hidratar y se puede malograr, estando todos los equipos con su debido aire acondicionado (entre 18 ° y 21°).