Potencia de parada radiativa
NOTA 2 El mecanismo de transferencia de carga dependerá del tipo y la energía de la radiación, por ejemplo, producción de pares, dispersión Compton, Bremsstrahlung, colisiones, efecto fotoeléctrico y captura radiativa.
NOTA 3 La LET se define estrictamente en términos de energía dividida por la distancia, por ejemplo, MeV/cm, eV/nm, keV/nm. Sin embargo, como la energía perdida es directamente proporcional a la densidad del material atravesado, es útil dividir la LET por la densidad del material. A efectos de JEP133B y JESD57, esta cantidad derivada, cuyas unidades se expresan normalmente como MeV-cm2/mg (es decir, MeV/cm dividido por mg/cm2), también se denomina transferencia lineal de energía (LET).
Nist estar
Es idéntica a la fuerza de retardo que actúa sobre una partícula ionizante cargada que atraviesa la materia[1] Por definición, la LET es una cantidad positiva. La LET depende de la naturaleza de la radiación así como del material atravesado.
Una LET elevada atenuará la radiación más rápidamente, haciendo generalmente más eficaz el blindaje e impidiendo la penetración en profundidad. Por otro lado, la mayor concentración de energía depositada puede causar un daño más severo a cualquier estructura microscópica cercana a la pista de la partícula. Si un defecto microscópico puede causar un fallo a mayor escala, como es el caso de las células biológicas y la microelectrónica, el LET ayuda a explicar por qué el daño por radiación es a veces desproporcionado con respecto a la dosis absorbida. La dosimetría intenta tener en cuenta este efecto con factores de ponderación de la radiación.
La transferencia de energía lineal está estrechamente relacionada con el poder de parada, ya que ambos son iguales a la fuerza de retardo. La transferencia de energía lineal sin restricciones es idéntica a la potencia de parada electrónica lineal, como se discute más adelante. Pero los conceptos de poder de parada y LET son diferentes en el sentido de que el poder de parada total tiene el componente de poder de parada nuclear,[2] y este componente no causa excitaciones electrónicas. Por lo tanto, el poder de parada nuclear no está contenido en la LET.
Alta let
La terapia con partículas cargadas positivamente está aumentando en todo el mundo. Sus numerosas ventajas potenciales en la terapia del cáncer dependen del efecto del pico de Bragg (1-4), pero el aumento de la transferencia de energía lineal (LET) provoca efectos biológicos mejorados que modifican las tolerancias del tejido normal, así como las probabilidades de control del tumor. La LET, típicamente reportada como kiloelectronvoltios por micrómetro, se refiere a la relación de energía liberada de un haz de radiación por unidad de longitud de pista de micrómetro y se utiliza como una medida de la calidad de la radiación. Puede expresarse de dos maneras diferentes, como LET medio o como LET promediado por dosis. El efecto biológico relativo (RBE) se define como la relación entre la dosis de una radiación de baja LET dividida por la dosis de control de alta LET necesaria para el mismo efecto biológico. El RBE, aunque se mide de forma bastante simple, depende de las complejidades de cómo interactúan las radiaciones de diferentes calidades con los diferentes sistemas biológicos debido a:
¿Qué sabemos con certeza sobre la LET y la RBE? Las relaciones medidas entre la LET y la RBE muestran generalmente aumentos con la LET hasta alcanzar un valor máximo, seguido de una disminución hasta valores de RBE justo por encima de la unidad. Además, hay importantes hallazgos básicos, mostrados por múltiples autores (15-18), que son esenciales para incorporar en cualquier modelo que describa adecuadamente el cambio del RBE que cambia con la LET. Estos son:
Dejar vs. poder de frenado
Si la radiación es absorbida por el material biológico, se producen ionizaciones y excitaciones que no se distribuyen al azar, sino que tienden a localizarse a lo largo de las pistas de las partículas cargadas individuales en un patrón que depende del tipo de radiación de que se trate. Por ejemplo, los fotones de rayos X dan lugar a electrones rápidos, partículas que llevan una carga eléctrica unitaria y tienen una masa muy pequeña; los neutrones, en cambio, dan lugar a protones de retroceso, partículas que también llevan una carga eléctrica unitaria pero que tienen una masa casi 2.000 veces mayor que la del electrón. Las partículas α llevan dos cargas eléctricas en una partícula cuatro veces más pesada que un protón. Por tanto, la relación carga-masa de las partículas α difiere de la de los electrones en un factor de unas 8.000 veces.
Como resultado, la distribución espacial de los eventos ionizantes producidos por diferentes partículas varía enormemente. Esto se ilustra en la figura 7.1. El fondo es una micrografía electrónica de una célula hepática humana. Los puntos blancos generados por un ordenador simulan eventos ionizantes. La pista más baja representa un electrón de baja energía, como el que podrían poner en movimiento los rayos X de diagnóstico. Los eventos primarios están bien separados en el espacio, y por esta razón, se dice que los rayos X son poco ionizantes. La segunda pista desde abajo representa un electrón puesto en movimiento por rayos γ de cobalto-60, que es aún más escasamente ionizante. Para un tipo de partícula determinado, la densidad de ionización disminuye a medida que aumenta la energía. La tercera pista desde abajo representa un protón que podría ser puesto en movimiento por un neutrón de espectro de fisión de un reactor nuclear; se produce una densa columna de ionización, por lo que la radiación se denomina densamente ionizante. La pista superior se refiere a un protón de 10-MeV, como el que pueden poner en movimiento los neutrones de alta energía utilizados para la radioterapia. La pista es intermedia en cuanto a densidad de ionización.
