Física - Física médica

¿Qué puede aportar la Física a la Inmuno-Radioterapia? (2 de 2)

Rafael Arrans — Thu, 28 Nov 2024 12:30:52 +0000

Continuando con la primera parte de este trabajo, la cuestión que deberíamos plantearnos es por qué existe la Inmuno-Radioterapia. Remitiéndonos a los hechos, pueden manifestarse fenómenos en los que, al irradiar un tejido, no sólo se obtiene la destrucción local del mismo, sino que se pueden producir asimismo efectos remotos, espacialmente hablando, respecto a la zona irradiada.
Este hecho lleva a imaginar que debe producirse algún tipo de comunicación entre células del mismo tipo, aunque no exista entre ellas una relación de vecindad. Podría pensarse que se produce la entrada en juego de un mecanismo bioquímico secundario que activa el sistema inmunológico, lo que nos lleva a pensar en un nuevo factor de complicación respecto a la idea de muerte celular. Según decía mi amigo Pedro Almendral en su entrada De radiaciones: efectos de vecindad y empatía celular esto puede ser algo bastante descorazonador porque, desde un punto de vista radiobiológico, nos hace enfrentarnos con la realidad de que la comprensión de los mecanismos que rigen la respuesta a la radiación está más lejos de lo que podíamos pensar hace unos años. Pero por otro lado, el efecto en sí mismo es un reto, no sólo por la ampliación básica del conocimiento, sino por las posibilidades que puede aportar para establecer nuevas estrategias en el tratamiento del cáncer.
Pero ¿existe en realidad esta comunicación entre células distantes? Si, como en los chistes, empezamos por las buenas noticias, es evidente que sí. El efecto sistémico de la irradiación localizada es un fenómeno conocido en la práctica clínica. Estamos acostumbrados a observar cansancio generalizado, anorexia y pérdida de peso en los pacientes que se encuentran sometidos a un tratamiento radioterápico. Y, además, los experimentos bystander parecen demostrarlo.
Por desgracia, la regresión de un tumor en localizaciones distantes del volumen irradiado es mucho menos frecuente, a pesar de que se han descrito casos, más o menos relacionados, desde hace muchísimos años. En el monográfico de Boyd [W. Boyd, The Spontaneous Regression of Cancer, CC Thomas, 1966] se propuso denominar tumores de San Peregrino a aquellos que remiten de forma espontánea, en honor al joven monje que, supuestamente debido a sus oraciones (es muy poco probable que se debiese al efecto de un tratamiento radioterápico), se curó de un gran tumor óseo. Murió en 1345 a la edad de 80 años sin rastro del cáncer de su juventud.
Así pues, ¿cuál sería la secuencia que deberíamos seguir para aislar y entender un hecho tan esquivo con garantías de éxito? Una posibilidad sería, en primer lugar, identificar el componente bioquímico causante y, una vez conocido, determinar bajo qué condiciones se activa, para poder estudiar qué esquemas de irradiación y qué fármacos lo potencian y, por último, desarrollar modelos que permitan predecir su cuantificación.
Y en esto de los modelos, estas cosas que nos gustan tanto a los físicos, creo que es oportuno citar la frase de George Box, un estadístico británico que en 1984 escribió su famosa frase: “Todos los modelos son falsos. Pero algunos son útiles”. Esta afirmación, aunque pueda resultar simpática, está cargada de fundamento y, con mayor razón, en los modelos con implicaciones médicas ya que, en la mayoría de las situaciones, los datos experimentales son incompletos, por lo que su aplicación es limitada y, además, deben supeditarse a la experiencia clínica.

Supongamos una vaca perfectamente esférica de radio R, con densidad uniforme, en el vacío…

Así pues, ¿cómo debería ser un modelo para poder aplicarse en Medicina? El paradigma de cualquier modelización es que sea simple y que tenga pocos parámetros para que permita realizar predicciones. No hay que perder de vista que los sistemas biológicos presentan una gran variabilidad. Por tanto, los datos experimentales van a venir acompañados incertidumbres considerables y, como sabemos, si el número de datos no es muy grande, el valor verdadero puede ser muy distinto del valor medio. De hecho, si suponemos que el conjunto de datos sigue una distribución de Gauss, lo único que puede afirmarse es que está incluido entre x_m±σ con una probabilidad del 68%, siendo x_m el valor medio y σ la desviación estándar. Una de las implicaciones que conlleva este hecho es que, en un buen ajuste, un tercio de las barras de error ni siquiera llegarían a tocar la curva.

Ejemplo de distribución de Gauss

Otra dificultad inherente al caso que nos ocupa es la limitación de puntos a la hora de poder establecer modelos, ya que sería éticamente inaceptable cubrir todo el rango de dosis para poder ajustar curvas de tendencia con capacidad predictiva.
Además, como nos encontramos ante un sistema complejo con multitud de células, en principio similares, otra posible aportación podría ser la aplicación de teorías estadísticas apropiadas como, por ejemplo, la estimación por máxima verosimilitud, popularizada por R.A. Fisher (aunque ya había sido utilizada más de un siglo atrás por Gauss).

Carl Friedrich Gauss (1777-1855)

Es aquí donde la aportación de la Física puede ser muy importante en los próximos años. Diseñando, de la mano de clínicos y biólogos, experimentos que permitan aislar los posibles factores que favorecen la activación del sistema inmunológico y, posteriormente, con el desarrollo de modelos que puedan predecir bajo qué condiciones y esquemas de tratamiento radioterápico se pueden tener resultados optimizados con los nuevos fármacos que se están desarrollando dentro del campo de la inmunoterapia.
Particularmente en este campo, la Física debe abogar porque no se aplique una metodología, muy de moda en la actualidad, denominada Medicina Basada en la Evidencia (Evidence based medicine), término acuñado por G. Guyat en 2002. Esta tendencia sanitaria, que irrumpió con gran fuerza a principios de los noventa, tiene su base en una supuesta objetividad científica, dentro de una concepción evidentemente positivista de la medicina, como alternativa a la encrucijada de reducir la gran variabilidad en las decisiones clínicas o enfrentar el incremento en los gastos solamente para constatar mínimos resultados sanitarios.
Hay que puntualizar aquí que, en español, el término «evidencia» posee unas connotaciones semánticas diferentes que en inglés, aunque el contenido lingüístico literal sea el mismo. La palabra inglesa «evidence» significa algo que puede ser probado o sobre lo que existen datos fehacientes sobre su exactitud, mientras que, en español, evidencia es algo que no necesita ser probado.
Esta metodología está basada en el positivismo de August Comte (1798‐1857) que, a su vez, fue continuado por Bertrand Russell (1872-1970) y el Círculo de Viena. Por tanto, su columna vertebral descansa sobre el método con base cuantitativa como generador de la decisión clínica.

August Comte (1798-1857)

Sin desdeñar los logros conseguidos en los últimos años, la parte negativa de la Medicina Basada en la Evidencia es que mutila una parte muy importante de la Ciencia: la Metafísica, que estudia la naturaleza, estructura, componentes y principios fundamentales de la realidad tal y como fue enunciada por Aristóteles (384 a.C. ‐ 322 a.C.). Dicho de otro modo, la metafísica busca contrastar con la experiencia hechos más básicos y fundamentales que, más tarde, mediante teorías, nos lleven a predecir otros fenómenos. Así pues, el positivismo no es aplicable cuando se pretende dar categoría de Ciencia a una rama del conocimiento, ya que niega la validez de las especulaciones metafísicas y mantiene que los datos de la experiencia de los sentidos, son los únicos objetos y el supremo criterio del conocimiento humano. Pero, si bien es cierto que todo conocimiento tiene su punto de partida en la experiencia de los sentidos, no se sostiene que el conocimiento se detenga en este punto.

Aristóteles 384 a.C.–322 a.C.

No obstante, y aunque su uso racional venga acompañado de innegables beneficios clínicos y económicos, en mi opinión, la Medicina actual se basa en exceso en la esta metodología, hasta el punto que se han publicado trabajos que ridiculizan esta profusión. Un buen ejemplo de esto es el conocido artículo publicado en el British Medical Journal en 2003 «Parachute use to prevent death and major trauma related to gravitational challenge: systematic review of randomised controled trials» (el uso del paracaídas para prevenir la muerte y daños importantes relacionados con el reto gravitacional: revisión sistemática de ensayos aleatorizados controlados).
En definitiva, es evidente que la solución de una enfermedad como el cáncer ha dejado de ser un asunto exclusivo de los médicos, para pasar a ser un problema multidisciplinar en el que físicos, biólogos, matemáticos, estadísticos, ingenieros y los propios médicos deben trabajar al unísono para contemplar, imaginativamente y sin prejuicios, todas las perspectivas posibles.

The post ¿Qué puede aportar la Física a la Inmuno-Radioterapia? (2 de 2) appeared first on Física médica.

¿Qué puede aportar la Física a la Inmuno-Radioterapia? (1 de 2)

Rafael Arrans — Thu, 28 Nov 2024 12:30:51 +0000

No pretendo ser tan ingenuo, ni a la vez tan presuntuoso, como para pensar que he sido el único en cuestionarme este tipo de problemas pero, desde la adolescencia me planteaba que, si el cerebro estaba formado por átomos, los cuales son todos iguales para un elemento determinado y cuyo comportamiento está gobernado por las implacables leyes de la Física, ¿cómo podía ser posible que pudiéramos tener libre albedrío? ¿Cómo podría existir la voluntad particular, la individualidad a la hora de pensar, de decidir, de sentir, de amar, si nuestra composición íntima, aquello de lo que todos y cada uno de nosotros está formado, estuviera regido, desde el principio de los tiempos, por unas reglas inamovibles y absolutamente predictivas?
Más tarde, en la Universidad leí algunos trabajos en los que se establecía que existe una relación entre lo muy pequeño y lo enorme, entre la Mecánica Cuántica y el Universo. Pero, hasta donde he podido llegar, y quizás por la dificultad añadida del número de partículas implicadas, existe un tremendo vacío en el conocimiento de la influencia de lo que ocurre a nivel atómico (del orden de 10 ^-10 m), donde más o menos se desarrolla la Física Atómica, en relación con el comportamiento celular (del orden de 10^-6 m), que es el rango típico de la Biología. Son únicamente cuatro órdenes de magnitud los que separan estos dos escenarios de un mismo mundo, aparentemente tan separados. Pero, sin embargo, estamos acostumbrados a manejar conceptualmente con soltura esta misma diferencia en otro rango de la escala. Por ejemplo, es perfectamente imaginable la diferencia entre un metro y diez kilómetros y las connotaciones que están asociadas a ambas distancias nos resultan fáciles de asimilar.
No obstante, resulta muy complicado establecer relaciones entre el comportamiento atómico y el celular. Quizás porque nuestra concepción de la realidad que nos rodea es básicamente mecanicista, entendiendo por mecanicismo el modelo introducido por René Descartes (1596‐1650) que afirma que la única forma de causalidad es la influencia física entre las entidades que conforman el mundo material.

René Descartes (1596-1650)

Pero, en mi opinión, existe además otra razón de peso: nos encontramos ante un ejemplo claro de un problema de multidisciplinareidad y, como siempre que se produce una situación en la que hay implicadas distintas áreas de conocimiento, una de las complicaciones fundamentales es la falta de comunicación debida a las diferencias en los lenguajes que usa cada disciplina.
Todo este preámbulo es para justificar que, hace unos meses me propusieron dar una charla sobre “Radiofísica y Nuevos Modelos Matemáticos a la luz de la Inmuno-Radioterapia. Como he tratado de exponer en la introducción, el asunto me interesaba y, además, soy de esos a los que les cuesta decir que no a los retos que me plantean. Pero, sobre todo, tenía tiempo por delante para estudiar el tema, así es que dije que contaran conmigo sin saber muy bien dónde me metía.
Pero conforme pasaban los días y seguía sin encontrar bibliografía que me ayudara a preparar la charla, me fue invadiendo la inquietud y -por qué no decirlo- el pánico porque, hasta donde yo he podido llegar, no existe ninguna modelización que establezca ningún tipo de predicción de cuándo puede esperarse que la aparición de los efectos bystander o abscopal sea más probable.
Como la fecha de la charla se acercaba y mi conocimiento sobre la materia era igual de exiguo que al principio, opté por dar un giro al enfoque inicial y plantearlo de manera en la que se describiese cómo la Física podría contribuir a la comprensión de este fenómeno, partiendo de lo poco que sabía pero tratando de imaginar cómo la formación científica que nos han inculcado en la Facultad y que hemos ido desarrollando con nuestro quehacer profesional, podría aportar algo de luz a este asunto.
Y así empecé, como pienso que deben comenzarse siempre las cosas: planteándonos con claridad cuál es el problema.
El cáncer es un proceso complicado cuyo desarrollo tiene lugar tanto en el espacio como en el tiempo, pero presenta unas características comunes con algunos sistemas físicos complejos, tales como los procesos caóticos, los superconductores a alta temperatura, los cristales líquidos o los sistemas dinámicos estocásticos no lineales. La descripción de estos fenómenos ha sido ardua, pero se han conseguido progresos muy importantes. Por eso es lícito pensar que podría aplicarse el mismo enfoque en los procesos oncológicos.
Evidentemente, no se trata de que los físicos vayamos diciéndoles a experimentados investigadores en Oncología cómo tienen que hacer su trabajo. Pero también es cierto que los biólogos raramente piensan en la célula como si se tratara de un objeto físico. Existe en la actualidad conocimiento suficiente como para estudiar en detalle las células, molécula a molécula. Pero quizás sea esa misma capacidad de detalle la que ha distraído a los investigadores enfocando su búsqueda hacia genes individuales y hacia las piezas aisladas que funcionan mal, en lugar de mirar con perspectiva y tratar de contemplar el proceso oncológico como un todo. Usando una comparación de Paul Davies, sería como tratar de comprender la economía de un país a partir de los productos básicos y las transacciones individuales que se producen en cada pueblo o en cada ciudad.
Por desgracia, muy pocos biólogos del cáncer están familiarizados con el análisis de sistemas no lineales, la teoría de redes o cualquiera de las herramientas que han sido desarrollados por los matemáticos y físicos en las últimas décadas para hacer frente a los sistemas complejos.
Y, como decía anteriormente, es muy probable que, al entrar en los detalles más particulares del problema, se pierda la perspectiva global. Así pues, en principio podría ser interesante plantearnos, como físicos, una serie de cuestiones, acaso un poco elementales, pero que quizás pudieran dar una nueva perspectiva desde la cual los biólogos aún no han enfocado el problema del cáncer. La idea es pensar creativamente, fuera de los estereotipos y, mediante la importación de ideas de la comunidad de la Física, tal vez podamos conseguir el gran avance que todos esperamos.
Es cierto que los físicos pensamos acerca del mundo de una manera muy especial, a veces un poco estrafalaria. Todos recordamos las intervenciones de Sheldon Cooper en “The Big Bang Theory”. Pero, aunque en la serie televisiva se exagera hasta el esperpento para alcanzar el lado cómico, no seré yo quien diga que no hay un poco de verdad en la forma en cómo los físicos entendemos la vida.
Alguien podrá decir que la aplicación de la Física a la Medicina no es nada nuevo. Es sabido que la Física y la Medicina han ido de la mano desde muy antiguo. Prueba de ello es que, hasta la Edad Media, al médico se le llamaba físico. Esta proximidad se pone aún más de manifiesto en los países anglosajones donde, en la actualidad, utilizan el vocablo physicist y physician para designar al físico y al médico, respectivamente.
Más adelante, cuando la Física comenzó a tener entidad propia, su relación con las Ciencias de la Vida continuó siendo muy estrecha, aportando avances incuestionables para el desarrollo de la Medicina. Todos conocemos los progresos diagnósticos que han traído consigo los estudios de Resonancia Magnética Nuclear o los de Tomografía Axial Computarizada (TAC). Y es cierto que la tecnología en la que se sustentan fue desarrollada originalmente para conocer la estructura nuclear, pero en el caso de pretender encontrar una solución para el cáncer, debemos llevar esta relación a un nivel más conceptual y fundamental.
Las células tumorales son objetos con propiedades físicas tales como elasticidad, fuerzas de adhesión y potenciales eléctricos. Quizás podamos detectar algo que a los biólogos se les ha pasado y romper el estancamiento en el que nos encontramos en la actualidad. Nadie va a preocuparse demasiado acerca de si fue un físico o un biólogo quien proporcionó la chispa de inspiración para encontrar la curación del cáncer.
Y mientras llega esa idea feliz, esa abstracción maravillosa que nos muestre el camino por donde avanzar, ¿puede aportar hoy la Física alguna ayuda en la batalla contra el cáncer?
Precisamente, en el tratamiento del cáncer con radiaciones es donde los físicos desarrollan, en la actualidad, una de sus funciones principales en un hospital. Desde finales del siglo XIX se conoce el poder antitumoral de las radiaciones ionizantes, pero también es sabido que este fenómeno puede dañar a los tejidos sanos si no se suministra de forma apropiada. Es por ello por lo que el diseño y la estrategia de un tratamiento radioterápico lo lleva a cabo un físico con una formación adicional específica.
El avance imparable de la tecnología ha permitido un diagnóstico más precoz y preciso y, en paralelo, la creación de máquinas productoras de radiación cada vez más versátiles, que permiten realizar tratamientos impensables hace sólo quince años, ha convertido a la Radioterapia en una herramienta terapéutica indiscutible en los tratamientos oncológicos.
Pero más allá de su papel establecido en la actualidad, la Física puede contribuir de forma decisiva a encontrar una solución al problema del cáncer. En primer lugar, ayudando a establecer un lenguaje común que, sin perder las particularidades específicas de cada una de las disciplinas que entran en juego, permita un entendimiento que facilite la comunicación.
Por otro lado, la Física puede ser muy importante a la hora de sintetizar la información. Es tristemente frecuente encontrar trabajos clínicos “a propósito de un caso”. No es con esta clase de datos con la que se pueden inferir pronósticos.
Además, a partir de la inspiración del problema planteado por el biólogo, la mentalidad del físico podría imaginar nuevos experimentos en los que se aíslen de forma sistemática los parámetros que entran en juego para poder analizar y cuantificar su influencia en el proceso.
Algo que suele estar asociado a los físicos es la capacidad de abstracción, lo cual puede contribuir al enunciado de teorías y al desarrollo de modelos predictivos que permitan a los científicos comprender mejor las respuestas terapéuticas.
Resumiendo: lo que puede aportar un físico a la solución de este problema es su propia formación científica.

The post ¿Qué puede aportar la Física a la Inmuno-Radioterapia? (1 de 2) appeared first on Física médica.

Annus horribilis

Pedro Ruiz Manzano — Thu, 28 Nov 2024 12:30:49 +0000

Hay años duros y éste está siendo uno de ellos. Hasta los reyes tienen de vez en cuando alguno. Después de más de un cuarto de siglo con mi compañera de trabajo (Mª Ángeles Rivas), este enero, va y se jubila… Hemos sido un binomio bien avenido… Y ahí me deja solo ante el peligro… Y menudo peligro… Dos aceleradores por venir, un PET/TC pendiente, renovación de salas de RX para cambiar de CR a panel plano, hemodinámica y radiología intervencionista nuevas, TCs espectrales, sistema de registro de dosis en pruebas… ¡¡¡yo también me quiero jubilar!!! Pero va a ser que no… Que no puedo… Vamos, que esta administración no me deja…
Hemos superado y, se supone, controlado varios cambios tecnológicos juntos. Empezamos dominando las reveladoras junto con los equipos de RX analógicos (con indicadores de aguja… algunos monofásicos). Los TC tenían una sola corona de detectores, eran solo axiales y había que salir del sistema para analizar determinados parámetros de calidad de imagen como la resolución espacial. Las gammacámaras de Medicina Nuclear no tenían SPECT, solo imágenes planares y comandos para analizar ciertos parámetros. La braquiterapia era de baja tasa. Los planificadores de radioterapia eran 2D, el contorno del paciente se tomaba en una hoja cuadriculada a mano y las curvas de isodosis se pintaban con plotter. No había Radiofísicos Hospitalarios, solo había físicos… ¡Aquellos tiempos maravillosos! “… Como a nuestro parecer cualquier tiempo pasado fue mejor.”
Luego vino la radiografía computerizada (aprendimos lo que era el Raw Data y peleamos con las casas comerciales para que nos diera acceso a ellas), los paneles planos, los TC Helicoidales de varias coronas de detectores, la angiografía TC, la tomosíntesis de la mama, los SPECT, el PET, el PET/TC, la planificación 3D, la IMRT, la IGRT, la tomoterapia, la planificación 4D, la braquiterapia de alta tasa y… ahora vamos como “geisha por arrozal”… La tecnología nos alcanza y no tenemos casi tiempo de dominarla. Cada vez tenemos más protocolos que cumplir, más gente a la que formar, más cosas que aprender, más cosas que controlar. Eso sí, somos Radiofísicos Hospitalarios.
El año personal se complicó con la muerte de un familiar querido y con el cáncer de colon de otro. Además los electrodomésticos de casa se pusieron de acuerdo para pedir sustituto. Cayó el microondas, la lavadora, la vitrocerámica… Mi hijo necesitó un coche (solo quería un coche clásico de una marca en particular y de segunda mano), un ordenador nuevo y, bueno, éste no hace más que necesitar…
En junio todo parecía ir pasando hasta que el 22 de junio se me ocurre ir al cardiólogo. Cerré varios temas pendientes en el despacho y a las 10 de la mañana subí a cardiología. No fui para ver a mis colegas cardiólogos y saludar sin más. Llevaba diez días que tenía que pararme de vez en cuando ya que no podía seguir caminando (por la mañana al entrar en el hospital y por la tarde, después de merendar, cuando iba de paseo con mi mujer o a ver a mi suegra), me faltaba aire, me dolía el pecho y tenía que sentarme dos minutos, luego ya funcionaba otra vez bien. Yo pensaba que era ansiedad por el año que llevábamos. Pero no, no era eso. El cardiólogo me hizo un electro y salió bien, un ecocardiograma y también bien, una prueba de esfuerzo y, zasca, salió mal. Así que directo a hemodinámica. Así que con mi precioso informe fui a ver a mis amigos de hemodinámica. Llevamos trabajando con ellos mucho tiempo y colaborando en el proyecto DOCCACI. Este proyecto trata de obtener valores de referencia de los diferentes procedimientos de hemodinámica clasificándolos además por su dificultad de realización, vía de acceso, etc. Tenemos la suerte de estar en pruebas con el sistema de registro de dosis DOLQA y poder obtener muchos datos de manera automática pero algunos datos nos los tienen que aportar los facultativos de hemodinámica o sus bases de datos. Cuando le cuento a Antonela (una de las facultativas) que tienen que ponerme en la mesa y hacerme una intervención no se lo puede creer… Ve la historia y entiende que lo mío es urgente. Así que llama al jefe y programan intervenirme esa misma tarde. Ya me da cierta medicación y me voy a ingresar. Ahora soy un número. Acabo de pasar al otro lado.
Llamo a mi mujer y le cuento lo que hay, se asusta y viene con lo necesario. Mi hijo está de viaje a Valencia, a ver a su novia (a quién se le ocurre tener una novia valenciana con las mañas tan majas que hay por aquí, pero el amor surge donde surge). Le contamos lo que hay pero le decimos que no se vuelva y que ya le iremos informando. Yo les transmito a los dos que seguramente me pondrán algún stent, me repararan alguna parte de las coronarías y luego estaré como nuevo. Es como desatascar tuberías… A pesar de que intento tranquilizarlos supongo que la procesión va por dentro. Mi padre, mi hermana y mis primos están de fiestas en el pueblo (San Pedro Manrique, Soria, el Paso del Fuego y las Móndidas)y decido no decirles nada hasta que no me hayan intervenido. No quiero preocuparles y tampoco quiero fastidiar la fiesta ya que sé que esto es una intervención que es compleja de realizar pero que va muy bien, mis amigos hemodinamistas la hacen todos los días con una gran profesionalidad y yo lo veo todos los días.
A las tres y media ya estoy en la mesa de exploración, me preparan y aparece Esther (otra facultativa) que es la que me va a realizar la intervención. En el control está Antonela con José Ramón (el jefe de hemodinámica) asesorando y dirigiendo a Esther. No puedo estar en mejores manos. Esther me va contando lo que me va haciendo y además voy viendo en los monitores mis coronarias, veo las obstrucciones y veo como me las repara. Me pone tres stents en dos coronarias. Una de ellas tenía una obstrucción de 9 cm y necesita poner dos stents seguidos. Y yo allí, como Paquirri, diciéndole a Esther que repare todo lo que haga falta, ya que está dentro que haga todo lo que sea necesario. Después de dos horas y media salgo de la sala y me espera mi mujer algo preocupada pero tranquila ya que Antonela salió a verla a mitad de intervención para contarle la situación y decirle que todo iba bien… También le dijo que me hubiera dado el infarto esa tarde o al día siguiente. Pues menos mal que fui a ver a los cardiólogos… Además, teníamos intención de irnos a la playa esa misma tarde. ¡Menuda suerte tuve! Volví a nacer el día 22 de junio… Mis salvadores: Esther, Antonela y José Ramón. Gracias de corazón.

Imágenes del stent antes y después

Pasé la tarde tranquilo, por la noche hablé con el resto de la familia y les dije que no vinieran ya que el lunes me darían el alta y yo estaba perfecto. Coronarias reparadas y como nuevas.
El domingo, como no podía ser otra manera, bajé al despacho y vi mis datos dosimétricos en DOLQA. Hasta ahora sólo me habían hecho un par de placas dentales intraorales y quería ver las dosis recibidas en mi primera intervención importante. Dosis máxima en piel 749 mGy. Muy bien. Lo comparo con las recomendaciones de Stephen Balter et al. y veo que estoy en el rango A1. Sin problemas. Ahora mis datos forman parte de la base de datos para DOCCACI.

Distribución de dosis en piel de mi intervención

He estado mes y medio de baja, estoy recuperado y tomando medicación (tres pastillas por la mañana, una al mediodía y tres por la noche). Me han dejado el colesterol total en 95, muy bajo. A ver si me lo regulan mejor porque con eso y con la tensión por los suelos me siento flojo… Por lo demás todo perfecto, funciono como un reloj atómico… Hasta ya voy en bicicleta los fines de semana por el río Gállego, el Ebro y por los Galachos de Juslibol…
Indefectiblemente, a final del verano el coche que tenía 12 años hizo ploffff. Tuvimos que mirar otro nuevo y eso me mantuvo ocupado durante las vacaciones. Mira y remira los diferentes modelos. Finalmente salió uno de ocasión de la misma marca que le gusta a mi hijo y lo pillamos. Mi mujer me decía que ya que me iba a comprar un coche, mejor que fuera de la marca que le gusta a nuestro hijo por si me pasaba a mí algo, así él ya tendría coche nuevo… Pues ahora disfruto del coche nuevo y antes muerto que dejarle el coche a mi hijo…
Escribo esto 5 meses después de mi intervención. Esta semana están dos personas del proyecto DOPOES II (Aurora y Marian) cogiendo datos de dosis de las diferentes salas, pidiendo las estadísticas de radiodiagnóstico y nosotros les aportamos todos los datos que tomamos de dosis a pacientes durante los últimos años y ayudándoles en lo posible. De algunos equipos les damos los datos de DOLQA pero de otros hay que cogerlos a mano ya que no tenemos todos los equipos conectados a DOLQA. Aurora ya estuvo aquí en el primer DOPOES hace unos años y ya nos conocíamos. A ver si en unas semanas tenemos conectados la mayoría de los equipos a DOLQA y puedo aportar a DOPOES II muchos más datos.
Por otro lado, me han alegrado el día cuando me he enterado de que a nuestra querida amiga y colega Marisa España se le ha concedido el premio “Amigo de la radiología 2018” que lo otorga la SERAM. Este premio reconoce su gran labor como radiofísica hospitalaria y su estrecha colaboración con la SERAM durante los últimos años. Enhorabuena Marisa. Eres nuestra mejor embajadora… Qué sería de los radiofísicos hospitalarios sin los radiólogos, sin los radioterapeutas, sin los médicos nucleares… y qué sería de ellos sin los radiofísicos hospitalarios…

Por el momento, eso es todo amigos…
PD:
“La gente se arregla todos los días el cabello. ¿Por qué no el corazón?” Proverbio Chino.
“Más vale la pena en el rostro que la mancha en el corazón.” Miguel de Cervantes Saavedra

The post Annus horribilis appeared first on Física médica.

U-ra-nilo, u-ra-nilo… des-pa-cito, des-pa-cito…

Pedro Ruiz Manzano — Thu, 28 Nov 2024 12:30:43 +0000

Hoy me ha llegado un correo de Leo… No, del jugador del Barça no. No, no, de ese Lionel no… De nuestro Leo (Leopoldo Arranz, otro crack), el que sigue en la brecha y colaborando con la SEPR a pesar de estar disfrutando de su merecida jubilación por la Cantabria española…
Esta vez me pide datos sobre el uso del uranilo para una amiga portuguesa que debe ocuparse de la protección radiológica de una instalación con ese compuesto. Su amiga le pregunta a él en portugués y él me pregunta a mí traduciéndomelo. Bueno, el portugués se sigue bastante bien, salvo algunas palabras que Leo me destaca por si no las entiendo…. No me lo pregunta porque él no lo sepa sino para ver si ha surgido algo nuevo durante su ligera desconexión del ámbito de la Radiofísica Hospitalaria (desde su jubilación ha encontrado otras actividades que deben ser bastante placenteras y poco a poco va dejando su faceta profesional…)

Como hace un tiempo tuvimos que enfrentarnos a ese tema, preparamos un documento al respecto. Se lo envío a Leo, lo comentamos y él se lo envía a su amiga. Y aquí paz y después gloria…
Pero como me parece un tema de interés os dejo aquí, al ritmo de la canción del verano, lo mas relevante de ese documento por si os sirve:

Datos generales

El acetato de uranilo (UO₂(CH₃COO)₂·2H₂O) es un sólido amarillento formado por cristales tetraédricos con un olor levemente acético. Se emplea para efectuar tinciones negativas en microscopía electrónica; de hecho, la mayor parte de las técnicas de esta microscopía requieren de este compuesto, especialmente para el contraste de muestras. Otros usos incluyen la titulación de compuestos en química analítica, en soluciones al 1 ó 2 %; en clínica, se emplea para cuantificar el sodio en suero.
La disolución de acetato de uranilo se prepara normalmente con una concentración del 2% en peso, para lo que se toman 0,2 gramos del acetato sólido y se disuelven en 10 ml de agua destilada. Esta disolución se mantiene durante 3 meses hasta desecharla y preparar una nueva. También debe preservarse de la luz y se debe preparar y manipular en todo momento en la vitrina de seguridad.
El reactivo de uranilo disponible se prepara empleando uranio empobrecido que posee una actividad típica de 0,51 µCi/g. Por ello, su efecto no es peligroso para la salud humana mientras se encuentre fuera del cuerpo; por ingestión, inhalación y contacto en piel herida de su polvo sí lo es, así como por exposición prolongada.
La muestra de uranio es U²³⁵ empobrecido tiene una composición isotópica típica de:
U²³⁸ – 99,9% / U²³⁵ – 0,1%.
El uranio natural tiene dos isótopos principales: U²³⁸ y U²³⁵. Su composición sería:
U²³⁸ – 99,3% / U²³⁵ – 0,7%.
En el material de acetato de uranilo el U²³⁵ tiene un contenido entre 0,3 y 0,4%.
Se adquiere el acetato de uranilo en solución RT 22400-2 (2% solución de acetato de uranilo) de 100 ml según: http://www.emsdiasum.com/microscopy/products/chemicals/tannic.aspx#22400
Esta solución tendrá una concentración de actividad de 2,08 x 10² Bq·g^-1.
Por lo tanto, la actividad total de la solución será de 2,08 x 10⁴ Bq.
Los límites de exención para U²³⁸ y para U²³⁵ son 10 Bq·g^-1 y 10⁴ Bq.

Pero según el artículo 79 de reglamento de instalaciones Nucleares y radiactivas (REAL DECRETO 1836/1999): “Las instalaciones donde se utilizan como reactivos químicos uranio o torio natural o sus compuestos, en cantidad no exenta y no superior a los tres kilogramos, quedarán sometidos a un procedimiento de declaración ante el Consejo de Seguridad Nuclear. Dicha declaración deberá contener el nombre del titular, emplazamiento de la instalación, reactivo utilizado y cantidad del mismo”.
Por lo tanto, el uso de estas sales, en estas condiciones, precisa únicamente de su comunicación o declaración al Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) y no necesita autorización de uso como compuesto radiactivo.

Riesgos

Inhalación (vapores o polvo) o ingestión que conlleva la irradiación de células del pulmón y del hueso. El peligro de inhalación es sustancialmente mayor que el de ingestión.
Contaminación o penetración por una herida abierta en la piel.
El riesgo de exposición externa es mínimo.
Los peligros químicos son mayores que los radiológicos.

Primeros auxilios: RETIRE LA ROPA CONTAMINADA. DUCHA A FONDO CON AGUA Y JABÓN. Llame al médico.

Incendio

Medios de extinción de incendio (pequeños incendios): Producto químico seco o dióxido de carbono.

Protocolo de experimentación

De la solución al 2% se tomará un pequeño volumen con una jeringa de 1 ml con un filtro millipore de 0.22 micrómetros para preparar las rejillas que se van a teñir. A continuación se lavan las rejillas y se secan antes de su visualización en el microscopio electrónico. Las muestras se almacenarán en nevera o congelador debidamente señalizado con etiqueta de material radiactivo. Si no se usa en tres meses se eliminará como residuo radiactivo líquido, ya que podría precipitar.

En el laboratorio, se asignará una zona específica y exclusiva para manipular el acetato de uranilo y los residuos generados. Estará dentro de una vitrina de gases.
Debe utilizarse una pantalla de metacrilato para prevenir contaminación personal y un doble sistema de contención utilizando absorbentes plastificados para prevenir la contaminación ante un posible derrame.
En el perímetro de la zona, los suelos serán lisos, sin grietas ni poros, resistentes de los agentes químicos y fácilmente descontaminables.
La zona radiactiva dispondrá de aparatos y/o equipos específicos para usar con este producto. Deberán estar etiquetados y deben usarse exclusivamente en esa zona.
Se señalizará la zona como “ZONA VIGILADA. RIESGO DE CONTAMINACIÓN”
Las condiciones de almacenamiento deben proporcionar seguridad y contención.
El acceso sólo se permitirá a personal que haya sido informado de las medidas de seguridad.

Normas de manipulación

No está permitido comer, beber, fumar o maquillarse en el laboratorio.
Esta prohibido pipetear con la boca.
No se utilizará lentes de contacto cuando se trabaja con acetato de uranilo.
Las tinciones se realizarán sobre papel absorbente para evitar la contaminación de la superficie de trabajo.
Se utilizará un monitor de contaminación para comprobar y controlar la posible contaminación radiactiva.
Los residuos radiactivos se almacenarán en contenedores apropiados, señalizados y localizados en la zona autorizada.
Los usuarios deben lavarse las manos al finalizar la manipulación.
El manipulador debe estar provisto de material de protección personal apropiado, incluyendo guantes, bata de laboratorio y gafas de seguridad.

Gestión de residuos

La mayoría de los residuos generados con estas sales de uranio tienen actividades por debajo de los límites de exención. Por lo tanto, no deberían ser gestionados como residuos radiactivos, pero sí como residuos tóxicos teniendo en cuenta su peligrosidad química. Ya que las empresas gestoras de residuos químicos no retiran residuos con contenido radiactivo, es necesaria su gestión como residuos con contenido radiactivo a través de ENRESA. Además, podrían generarse residuos con actividad superior a los límites de exención, como el caso de contenedores antiguos que deban ser eliminados.

Para que puedan ser retirados por ENRESA, la instalación deberá solicitar al Ministerio de Industria y Energía una transferencia de material radiactivo no autorizado que será informado por el CSN siguiendo los trámites establecidos.
PD: Hace poco leí esto en Facebook y me resultó interesante:
“El tiempo me ha enseñado a cambiar. Ya no discuto, sólo escucho las opiniones y los consejos de la gente con buena energía. Si alguien se quiere ir de mi vida, no lo detengo; y si me falla, me alejo. Aprendí que si algo me molesta, lo evito. Aprendí que donde la ignorancia habla, la inteligencia calla. Así vivo más feliz”
Buena experiencia de vida. No sé si seré capaz de aprenderla… Iré despacito, despacito…

The post U-ra-nilo, u-ra-nilo… des-pa-cito, des-pa-cito… appeared first on Física médica.

Y la materia, ¿de qué está hecha? II. La materia oscura.

Antonio M. Lallena Rojo — Thu, 28 Nov 2024 12:30:41 +0000

En el post anterior describí el modelo estándar, que da cuenta de cuáles son los constituyentes fundamentales de la materia que conocemos y de cómo interactúan entre sí. Esta situación debiera sin duda resultar más que satisfactoria, máxime si recordamos los esfuerzos que durante mucho tiempo mantuvieron entretenidos a muchos científicos y filósofos en la búsqueda de esos componentes elementales de la materia.
Sin embargo, desde hace algunos años, el panorama de este argumento básico de la física (y también, ¿por qué no?, de la ciencia) ha experimentado una notable agitación, ya que la materia conocida, esa que puede conformarse a partir de los 6 quarks y los 6 leptones (y sus correspondientes antipartículas) que veíamos en la primera entrega, no es más que una exigua parte del contenido total de materia-energía en el universo: apenas un 5%. Y entonces, ¿qué es el 95% restante? Pues de momento no se sabe mucho al respecto, aunque se tiene constancia de su existencia, lo que no es poco, y de que consta de dos partes que tienen nombre y apellido: materia y energía oscuras. Ésta supondría poco más del 70% de ese contenido total y aquélla poco menos del 25%. En este post voy a referirme a la materia oscura. Y lo más conveniente es que empecemos por el principio porque resulta que, a pesar de lo que uno pudiera suponer, su hipótesis no es tan reciente.
La primera mención a la materia oscura la hizo Jan Hendrik Oort, en un artículo publicado en 1932. Oort analizó el movimiento de algunas estrellas de la Vía Láctea y llegó a la conclusión de que faltaba materia ya que, si no fuera así, esas estrellas tendrían que escaparse de la galaxia. Oort denominó “materia oscura” a esa masa que echaba en falta.
Un año más tarde Fritz Zwicky, hizo un descubrimiento sorprendente estudiando el cúmulo de Coma, una formación a más de 300 millones de años luz de nosotros. Zwicky observó grandes diferencias, de hasta unos 2000 km/s, en las velocidades de varias de las galaxias del cúmulo. Asumiendo que éste debía encontrarse ya en un estado estacionario, y haciendo uso del teorema del virial, encontró que, para explicar la dispersión de los datos, la densidad media del cúmulo debería ser unas 400 veces mayor que la que se estimaba a partir de la observación directa de las galaxias que lo integraban (unas 800 galaxias con una masa de unas 10⁹ masas solares cada una). Concluía Zwicky: “Si esto se confirmara, obtendríamos el sorprendente resultado de que la materia oscura está presente en una cantidad mucho mayor que la luminosa.” Y como vemos habló ya abiertamente de “materia oscura”.
En 1936, Sinclair Smith encontró resultados similares a los de Zwicky pero en el cúmulo de Virgo, algo más cercano a la Tierra. Smith avanzó la posibilidad de que la falta de materia podía asignarse a “una gran masa de material intergaláctico dentro del cúmulo.” Smith tenía parte de razón. Entonces no se tenía constancia de la existencia del polvo y del gas intergalácticos que suponen un porcentaje notable (de hasta un 70% o más) del total de la materia “normal” de un cúmulo, pero, aún así, no podía darse cuenta de todo el efecto que tanto Zwicky como Smith habían observado. El monto que aquél había estimado para la materia oscura era excesivo (no sólo por la masa del gas y del polvo intergaláctico que no incluyó en sus cálculos, sino también porque el valor de la constante de Hubble que utilizó, el entonces admitido, era casi un orden de magnitud mayor que el hoy día aceptado). Sin embargo eso no invalidó su argumento acerca de la presencia de ese nuevo tipo de materia de propiedades desconocidas.
Para encontrar el siguiente hito en la historia de la materia oscura hay que ir a 1959. Ese año Franz D. Kahn y Lodewijk Woltjer analizaron el movimiento relativo de la galaxia de Andrómeda y de la Vía Láctea. Ambas se encuentran en el denominado Grupo Local, son las más grandes del mismo, distan unos 2.5 millones de años-luz y orbitan una alrededor de la otra acercándose con una velocidad de unos cientos de km/s. Lo que encontraron Kahn y Woltjer fue que la masa efectiva del sistema en el centro de gravedad ascendía a, como mínimo, 1.8·10¹² masas solares, es decir, muy por encima de la masa estimada para el mismo. Y concluyeron que debía haber al menos 1.5·10¹² masas solares de materia intergaláctica invisible distribuida por el Grupo Local, probablemente en forma de gas a alta temperatura. Kahn y Woltjer no mencionaron la materia oscura en su trabajo, ni referenciaron los artículos de Oort, Zwicki y Smith: o bien desconocían el tema o no pudieron o supieron establecer relación alguna entre la falta de masa que ellos habían observado y la que resultaba de los estudios de estos otros autores.
Andrómeda ha sido uno de los lugares ideales donde mirar para encontrar trazas de la materia oscura. Precisamente estudiando la “curva de rotación” de esa galaxia, una representación de cómo varía la velocidad de rotación de las estrellas en función de su distancia al centro de la misma, fue cómo en 1970 Vera C. Rubin y W. Kent Ford Jr. pusieron números a un descubrimiento que dejó definitivamente fuera de duda la existencia de la materia oscura. Un sencillo cálculo de mecánica nos indica que esas velocidades, v, están relacionadas con la masa, M, existente en el interior de la órbita de la estrella. La correspondiente expresión es: v=√(G·M/r), donde G=6.673·10^-11 N m²kg^-2 es la constante de gravitación universal y r es el radio de la órbita. Lo que Rubin y Ford esperaban encontrar era una disminución paulatina de las velocidades a medida que las estrellas estudiadas estaban más y más alejadas del centro de la galaxia: a partir de un radio orbital dado, era evidente que la masa galáctica no crecía más y la velocidad debía ir reduciéndose en proporción inversa a la raíz cuadrada de r. Sin embargo lo que encontraron fue esto:

Tomada de Rubin y Ford. Astrophys. J. 159 (1970) 379-403

Es decir, que las velocidades de rotación de las estrellas alejadas del centro galáctico entre 4 y 20 kpc eran muy similares. El que la velocidad de las estrellas situadas en las regiones más externas de Andrómeda rotaban con velocidades mucho más altas de las que cabía prever ya había sido puesto de manifiesto en 1939 por Horace W. Babcock quien, sin embargo, no profundizó en los aspectos importantes de los que estamos hablando aquí. Me ha llamado la atención leyendo sobre la materia oscura que este trabajo de Rubin y Ford crea disparidad de opiniones: para algunos autores es un hito sin par en su descubrimiento, mientras que otros apenas si lo citan de soslayo.
En 1975 Morton S. Roberts y Robert N. Whitehurst encontraron esencialmente los mismos resultados que Rubin y Ford pero incrementando el rango de distancias al centro de la galaxia que alcanzó los 30 kpc.
Curiosamente, la desconexión entre la astrofísica galáctica y la estelar parecía patente: ni Babcock, ni Rubin y Ford, ni Roberts y Whitehurst citan en sus trabajos los artículos de Oort, Zwicki y Smith ni mencionan la materia oscura en sus artículos. Pero lo importante es que a principios de los 80 del pasado siglo existían evidencias indiscutibles acerca de su existencia.
No obstante, otras posibles explicaciones que dieran cuenta de las inesperadas velocidades de galaxias y estrellas fueron planteadas. De ellas las que más seguidores han tenido son las teorías de dinámica newtoniana modificada (MOND, por su acrónimo en inglés). Fue Babcock el primero en hacer referencia a ellas. En el artículo de 1939 que mencionábamos antes, indicaba que aparte de otras posibles explicaciones, “… quizás se requieran nuevas consideraciones dinámicas que permitan una menor masa relativa en las partes externas [de la galaxia].” La hipótesis básica de estas teorías es que la ley de la gravitación universal dejaría de funcionar como la conocemos cuando las masas involucradas están a grandes distancias. Sin embargo hay algunas evidencias de que esto no es así. La más clara de estas evidencias tiene que ver con el Cúmulo Bala que se muestra en la fotografía. Se trata de una estructura compuesta en realidad por dos cúmulos galácticos cuyos centros, vistos desde la Tierra, se están ya alejando uno del otro después de haber colisionado. Las zonas en rojo señalan la situación de los gases intergalácticos de cada uno de ellos: al atravesarse mutuamente ambos cúmulos, esos gases habrían sufrido una importante fricción entre sí, aumentado notablemente su temperatura y retrasándose respecto a las galaxias que conforman los cúmulos, que no se habrían visto tan frenadas en la colisión. Las zonas en azul son las que presentan un mayor efecto de lente gravitacional. Según las teorías MOND, sería el gas intergaláctico (que contiene la mayor parte de la materia ordinaria del cúmulo) el responsable de dicho efecto, pero como vemos en este caso no ocurre así y, además, no es posible explicarlo sólo con la masa presente en las galaxias situadas en esas regiones azuladas. La distribución de masa está bien establecida y la existencia de la materia oscura parece fuera de duda.

Cúmulo Bala

Lo que sabemos entonces sobre la materia oscura es que interactúa de forma extremadamente débil con la materia ordinaria y con ella misma, que muestra muy poca capacidad de desintegración (o, lo que es lo mismo, presenta una enorme estabilidad) y que no puede estar formada por las partículas de materia ordinaria (es decir, las que se incluyen en el modelo estándar o las que pueden constituirse a partir de ellas).
Así es que queda aún una parte importante para completar la historia: dilucidar cuáles son las partículas que forman la materia oscura. Distintas opciones se han manejado en los últimos años al respecto. Así se ha hablado de Partículas Masivas que Interactúan Débilmente, WIMP por sus siglas en inglés, de neutralinos, que junto con los anteriores aparecen en las teorías de supersimetría, o de axiones. Incluso los neutrinos se han considerado en algún momento como posibles candidatos. Pero, a parte de estos últimos, ninguna de las otras posibles partículas ha sido aún detectada y, por tanto, la cuestión sigue en el alero.
Como podemos imaginar existen distintos experimentos tratando de cazar las partículas de materia oscura. Los experimentos de detección directa son conceptualmente similares a los que permitieron el descubrimiento de los neutrinos en su día, y están basados esencialmente en la observación de núcleos en retroceso tras su interacción con las partículas buscadas. Entre ellos están ANAIS, en el túnel de Canfrac, bajo el macizo pirenaico, o XENONIT, situado en el Gran Sasso (Italia). Otros tratan de detectar las partículas que surgirían después de la aniquilación entre partículas de materia oscura y sus correspondientes antipartículas. Para ello se utilizan detectores como FERMI o AMS, que están instalados en satélites, o como CTA, los nuevos arrays de telescopios Cherenkov que se están construyendo en Canarias y en Chile. Y también está la opción de llegar a producir esas partículas en reacciones del tipo de las que se llevan a cabo en grandes colisionadores como LHC en el CERN.
Y hasta aquí lo que puedo contar … veremos qué nos depara el próximo futuro al respecto.

The post Y la materia, ¿de qué está hecha? II. La materia oscura. appeared first on Física médica.

Un paseo entre tumbas (El «Stadtfriedhof» de Gotinga)

Bonifacio Tobarra — Thu, 28 Nov 2024 12:30:41 +0000

La ciudad alemana de Gotinga es bien conocida por haber sido uno de los principales focos del nacimiento de la nueva física cuántica a través del gran número de eminentes físicos y matemáticos que eran profesores y alumnos de su universidad en los años 20-30 del siglo pasado. Una visita al cercano cementerio municipal (Stadtfriedhof) en las afueras de la ciudad, nos hará recordar con emoción, al leer los nombres de las lápidas y estelas de sus tumbas, que aquí están enterrados los restos de las personas que construyeron una parte muy importante de la ciencia del siglo XX.

La Universidad de Gotinga (Georg-August-UniversitätGöttingen, o Georgia Augusta) fue fundada en el año 1734 por Jorge II, príncipe elector de Hannover y futuro rey de Gran Bretaña.

Escudo y logo actual de la Universidad de Gotinga.

La universidad destacó rápidamente en ciencias, y por el prestigio de sus profesores. Antes de un siglo alcanzará un puesto destacado en la ciencia y la cultura de Alemania, siendo un foco de atracción para profesores y alumnos (Otto von Bismarck estudió aquí).

Una figura principal de esa primera época fue Gauss, que nacido en 1777 en la vecina Braunswick, fue pronto a estudiar a Gotinga donde desarrollaría toda su carrera como astrónomo, matemático, físico y geodésico. Su prestigio e influencia fue tan grande que en vida se le llamó “Princeps Mathematicorum”.

Tumba de Carl Friedrich Gauss (1777-1855), en el parque de Cheltenham Park que se encuentra cerca del Observatorio Astronómico del que fue su director desde 1809.

Entre sus muchos discípulos destaca Bernhard Riemann (1826-1866), a quien dirigió su tesis en 1851, donde anticipó la hipótesis de Riemann, que, por su relación con la distribución de los números primos en el conjunto de los naturales, es uno de los problemas abiertos más importantes en la matemática contemporánea. Fue profesor y uno de los matemáticos más famosos de Gotinga. Su otro gran colaborador en electricidad y magnetismo fué Wilhelm Eduard Weber.

El autor junto a la tumba de Wilhelm Weber (1804-1891) en el cementerio de Stadtfriedhof.

Weber trabajó intensamente con Gauss en electricidad y magnetismo, hasta su expulsión de la universidad en la purga antiliberal de 1837,que afectó a parte de los profesores (“los siete de Gotinga”en alemán «Göttingensieben«), que se opusieron a las reaccionarias medidas del nuevo rey de Hannover. Weber volvió a Gotinga en 1849 y reanudó sus trabajos con Gauss sobre el atlas de geomagnetismo y medidas electromagnéticas, completando un sistema de medidas absolutas para corrientes eléctricas, y trabajos sobre electrodinámica.

En otro jardín de la ciudad hay un bonito monumento de Gauss y Weber que pone de manifiesto su amistad y trabajo conjunto pese a su diferencia de edad.

Merecidamente sus apellidos dan nombre a dos unidades fundamentales del electromagnetismo, el flujo magnético y la inducción magnética, pero curiosamente la diferente normalización los ha separado, así el weber (Wb) es la unidad de la inducción magnética en el Sistema Internacional, y el gauss (G) es la unidad del campo magnético en el sistema cegesimal.

Tumba del matemático David Hilbert (1867-1943). Es junto con Gauss y Riemman el tercer gran nombre de la matemática de Gotinga. Al pie aparece como epitafio su famosa frase “Wirmüssenwissen, Wirwerdenwissen” (si debemos saber, sabremos).

David Hilbert y sus alumnos, entre otros Weyl que sería su sucesor, y Born que fue su ayudante, proporcionaron partes significativas de la infraestructura matemática necesaria para la mecánica cuántica y la relatividad general. Fue uno de los fundadores de la teoría de la demostración, la lógica matemática y la distinción entre matemática y metamatemática. Adoptó y defendió vivamente la teoría de conjuntos y los números transfinitos de Cantor. Un ejemplo famoso de su liderazgo mundial en la matemática es su presentación en 1900 de un conjunto de 23 problemas abiertos que incidió en el curso de gran parte de la investigación matemática del siglo XX.

Tumba de Karl Schwarzschild (1873-1916), que fue director del Instituto Astronómico de Gotinga (1901-1909), y pudo trabajar con los matemáticos David Hilbert, Felix Klein y Hermann Minkowski.

Las contribuciones de Karl Schwarzschild a la astrofísica de principios del siglo XX aparecen en la relatividad general cuando en 1916 encontró una solución exacta a las ecuaciones de campo de Einstein. En su honor al radio de una estrella de neutrones que colapsa para convertirse en agujero negro se le denomina radio de Schwarzschild. Murió a los 42 años víctima de la Primera Guerra Mundial.

Tumba de Max Born y de su esposa, donde como epitafio está grabada la ecuación del principio cuántico de incertidumbre.

Max Born (Breslau 1882- Gotinga 1970), como señala J.M. Sánchez-Ron, fue un personaje clave en la historia de la mecánica cuántica, teniendo como ayudante al joven Heisenberg. Matemático y físico, obtuvo el Premio Nobel de Física en 1954 por sus trabajos en mecánica cuántica y compartió este galardón con el también físico alemán Walter Bothe. Posiblemente, la contribución más conocida a la física cuántica sea su interpretación probabilística de la función de onda de Schrödinger.

Tumba de Otto Hann y otros miembros de su familia. Al pie como epitafio aparece grabada la reacción de fisión del Uranio con neutrones, descubierta por Hann junto con Lise Meitnery Fritz Strassmannen 1938.

Otto Hahn (Fráncfort del Meno, Reino de Prusia; 1879- Gotinga 1968). Este químico alemán ganó el Premio Nobel de Química en 1944 por el descubrimiento de la fisión nuclear del uranio y del torio (1938). Hahn puede considerarse el padre de la energía nuclear.

La tumba de Max von Laue (1879 – 1960) y su mujer.

Max von Laue, (Pfaffendorf, 1879 – Berlín, 1960), físico alemán, fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1914 por sus trabajos en cristalografía de rayos X.

Estudió en las universidades de Estrasburgo, Gotinga y Munich, siendo discípulo de Max Planck. Posteriormente, a partir de 1912 fue profesor de física en la Universidad de Zúrich y entre 1919 y 1943 director de física teórica en la Universidad de Berlín. Tras su jubilación en 1943 recibió el nombramiento de profesor honorario en la Universidad de Gotinga. A partir de 1951 von Laue fue director de Instituto Fritz Haber de la Sociedad Max Planck en Berlín.

Recibió el premio Nobel en 1914 por sus trabajos sobre la difracción de RX por las redes cristalinas, que están en el núcleo de la física cuántica. A pie de su tumba se colocó una placa en el centenario de Werner Heisenberg como homenaje a la admiración que siempre tuvo Heisenberg por su profesor, (la tumba de Heisenberg está en Munich). En 1924 Werner Heisenberg vino como asistente a la universidad, y junto con Max Born y Pascual Jordan desarrolló la mecánica cuántica.

Tumba de Walther Nerst y otros familiares

Walther Nernst, (Briesen, Prusia, 1864 – Ober-Zibelle, 1941), físico y químico alemán, premio Nobel de Química en 1920 por sus teorías sobre el cálculo de la afinidad química como parte de la tercera ley de la termodinámica. Sus trabajos ayudaron a establecer la moderna físico-química. Trabajó en los campos de la electroquímica, termodinámica, química del estado sólido y fotoquímica. Sus descubrimientos incluyen la ecuación de Nernst.

Desarrolló el llamado «teorema del calor», según el cual la entropía de una materia tiende a anularse cuando su temperatura se aproxima al cero absoluto, y que constituye la tercera ley de la termodinámica. Nerst organizó los primeros Congresos Solvay gracias a su amistad con el patrocinador, el fabricante belga George Solvay, y el enorme prestigio que tenía en el mundo científico de la época consiguió que fuesen un gran éxito.

Max Planck, (Kiel 1858 – Gotinga 1947), físico y matemático alemán considerado como el fundador de la teoría cuántica y galardonado con el Premio Nobel de Física en 1918. Después de la guerra la academia prusiana de las ciencias pasó a llamarse Instituto Max Planck en su honor. La Sociedad Max Planck fue fundada en Gotinga después de la Segunda Guerra Mundial en 1946 en el sector británico de Berlín y en 1948 en la zona de ocupación norteamericana y francesa como la organización sucesora de la prusiana Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft, que se estableció en 1911 como una organización de investigación no gubernamental y que fue extinguida como tal.

Tumba de Max Planck y otros miembros de su familia, con mención en las lápidas del suelo de sus dos hijos muertos en la I y II guerra mundial y cuya pérdida tanto le influyó. Al pie de la estela aparece grabado como epitafio el valor de la constante h que lleva su nombre

Otras tumbas de profesores de Gotinga aquí enterrados que fueron premiados con el Nobel son las de:

Otto Wallah (1847 Königsberg – Gotinga 1931), galardonado en 1910 con el Premio Nobel de Química por su contribución en el desarrollo de la química orgánica e industrial.
Adolf Windaus (Berlín 1876- Gotinga 1959), premio Nobel de química en 1928 por sus trabajos sobre el colesterol y los esteroles y su vínculo con los ácidos biliares.
Richard Zsigmondy (Viena 1865 – Gotinga 1929), recibió el Premio Nobel de Química en 1925 por su trabajo sobre los coloides.

A principios del siglo XX, la Universidad experimentó una segunda fase de gloria especial. Göttingen era un centro de ciencia y erudición excepcionales. En 1907 se fundó la primera institución nacional de investigación aeronáutica del mundo. De ahí surgieron el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y el Instituto Max Planck de Dinámica y Autorganización, instituciones donde se han generado conocimientos clave en el campo de la aviación. Numerosos investigadores dieron conferencias o estudiaron en Gotinga durante este período, muchos de los cuales fueron galardonados con el Premio Nobel por su trabajo realizado aquí. El brillante desarrollo de la universidad de Gotinga se ve interrumpido bruscamente a partir de 1933 por la aplicación de las leyes raciales que impone el partido nazi en el poder.

Estos acontecimientos se conocieron más tarde como la gran purga de 1933. Profesores como Max Born, Victor Goldschmidt, James Franck, Eugene Wigner, Leó Szilárd, Edward Teller y John von Neumann, entre otros, fueron expulsados o huyeron. La línea de grandeza en las ciencias naturales, que había continuado desde los tiempos de Gauss y Bernhard Riemann, fue interrumpida. El matemático David Hilbert quedó en la universidad; sin embargo, en el momento de su muerte en 1943, los nazis prácticamente habían roto el alma de la universidad, expulsando muchos de la primera fila, que eran judíos o casados con judíos.

Entre los años 1933 a 1945, la tradición de libertad de pensamiento de la Universidad de Gotinga se rompió, con consecuencias devastadoras: los académicos de Gotinga resistieron poco al nacionalsocialismo, su ideología inhumana y su fanatismo racial. Como resultado, la conformidad política se impuso rápidamente en la Universidad, numerosos profesores se vieron obligados a jubilarse, y los estudiantes dejaron de matricularse en gran número.

Después de la Segunda Guerra Mundial, comenzó un proceso para restaurar Göttinga como un centro de ciencia y erudición. Así se fundó la Sociedad Max Planck, formada en 1948 con aportes decisivos de Max Planck y Otto Hahn, como un organismo autónomo consagrado a la investigación básica. Hoy, la ciudad alberga cinco Institutos Max Planck, la concentración más densa en cualquier parte de Alemania; en 1977 se enriqueció aún más con la incorporación del German Primate Centre, miembro de la Asociación de Instituciones de Investigación de Leibniz.

El manifiesto de Gotinga del 12 abril 1957

Fue firmado por 18 científicos nucleares alemanes, además de Weizsäcker, entre ellos estaban los antiguos o entonces residentes de Göttingen Max Born, Otto Hahn, Werner Heisenberg, Max von Laue y Wolfgang Pauli. Advertían en plena guerra fría de los riesgos para el futuro de la joven república federal alemana que entonces se constituía, de incluir entre el arsenal de su ejército el uso de armas nucleares tácticas como había insinuado el canciller Konrad Adenauer, oponiéndose a su uso.

https://en.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6ttingen_Manifesto

Premios Nobel de Gotinga

El nombre de la Universidad de Gotinga está conectado con las carreras de más de cuarenta ganadores del Premio Nobel. Catorce de ellos han sido galardonados con el Premio Nobel por la investigación realizada durante su estancia en Göttingen.

Max Born, Física (1882 – 1970)
Adolf Butenandt, Química (1903 – 1995)
Peter Debye, Química (1884 – 1966)
Manfred Eigen, Química (nacido 1927)
James Franck, Física (1882 – 1964)
Werner Heisenberg, Física (1901 – 1976)
Stefan W. Hell, Química (nacido 1962)
Erwin Neher, Medicina (nacido 1944)
Walther Hermann Nernst, Química (1864 – 1941)
Bert Sakmann, Medicina (nacido 1942)
Johannes Stark, Física (1874 – 1957)
Ot-Wallach, Química (1847 – 1931)
Adolf Ot- Reinhold Windaus, Química (1876 – 1959)
Richard Zsigmondy, Química (1865 – 1929)

Placa en la fachada de la Universidad de Gotinga de reconocimiento a sus profesores distinguidos, titulares y asociados (privatdozenten). Destaca la numerosa representación de profesores de ciencias y matemáticas (http://www.uni-goettingen.de/en/54319.html)

Reflexión final de un Paseo.

Resulta emocionante andar por estos senderos rodeados de lápidas e ir leyendo sucesivamente los apellidos grabados en ellas, que nos evocan fórmulas, ecuaciones y teoremas que han formado parte de una actividad intelectual y formativa ya lejana, y de pronto se materializan con la tristeza que acompaña a la muerte, pero al mismo tiempo con la fuerza e ilusión que produce la admiración por sus obras. Esta emoción se acompaña también con la incómoda sensación que nos hace pasar de un plano abstracto al lado más humano de estas tumbas, que contienen los despojos de sus familiares que nos revelan parte de su intimidad más privada. Y al salir del cementerio y volver a la ciudad, satisface comprobar cómo el espíritu de esa universidad y la ciudad que la alberga han hecho posible la obra de estos hombres.

The post Un paseo entre tumbas (El «Stadtfriedhof» de Gotinga) appeared first on Física médica.

De tal palo tal astilla: historia de dos trazadores

Jose Luis Contreras — Thu, 28 Nov 2024 12:30:39 +0000

Un trazador es un compuesto, elemento u objeto que permite seguir un proceso. Cuando lo detectamos o medimos lo importante no es el trazador en sí mismo sino lo que podemos deducir sobre el proceso que está ocurriendo. Por ejemplo el humo en el bosque…
La Medicina Nuclear utiliza trazadores en la mayor parte de sus procedimientos. Así, las imágenes que obtenemos de un escáner PET (Tomografía por Emisión de Positrones) reflejan no la anatomía del paciente sino la distribución del trazador que hemos introducido en él, y nos permiten conocer si hay zonas u órganos que están funcionando de forma anómala. Por ejemplo si el trazador es un yodo radiactivo podemos ver si se está acumulando yodo en una zona donde no debería.
En esta historia quiero hablar de dos de los trazadores más importantes que hay en Medicina Nuclear y en Física de la Tierra respectivamente, el F-18 y el O-18, y de la relación familiar que los une.
Como este es un blog de Física Médica empezaremos por el F-18. El F-18 es un isótopo del flúor que se utiliza en los escáneres PET. En este blog hemos hablado antes de cómo es la señal de PET. Cuando un órgano o región acumula una sustancia marcada con F-18 es fácil localizarlo por la señal que emiten los positrones que se aniquilan en él. Con el F-18 se fabrica la fluorodesoxiglucosa o FDG, el radiofármaco más usado en PET, que traza el uso de glucosa en los tejidos. Es un excelente trazador tumoral porque los tumores gastan gran cantidad de glucosa.

Imagen de PET-TC que nos muestra un cáncer de pulmón

El F-18 tiene un periodo de semidesintegración de unas dos horas (110 minutos), lo que significa que cada dos horas el número de núcleos de una muestra de F-18 se reduce a la mitad. Hay que fabricarlo en aceleradores, normalmente por la noche, para que a la mañana siguiente esté disponible en los hospitales. Es el producto perecedero por excelencia. Para producirlo se parte del otro isótopo de esta historia, el O-18, que sería su padre. Se bombardean núcleos de O-18 con protones de unos 20 MeV de energía. La reacción nuclear es:
O-18 + protón → F-18 + neutrón
El O-18 es uno de los tres isótopos estables del oxígeno, es bastante escaso. En la Tierra por cada 10.000 átomos de oxígeno de la atmósfera hay 9976 del común O-16, 4 de O-17 y 20 de O-18. Separar los átomos de O-18 del resto es tremendamente difícil. Generalmente se usan procedimientos de destilación de agua en condiciones muy especiales. Hay cuatro o cinco empresas que lo hagan en el mundo, guardan los detalles celosamente y cobran caro el producto. Cada gramo de agua fabricada con O-18 cuesta en torno a 50 euros. ¡Prácticamente el doble de lo que cuesta un gramo de oro!
Aquí hacemos una parada para hablar de lo que pesa el agua. Normalmente se llama agua pesada al agua cuyas moléculas en vez de tener hidrógeno (H-1) contienen deuterio (H-2). Efectivamente es más pesada de lo habitual, su densidad es en torno a un 10% mayor. Un litro de agua pesada pesa ciento y pico gramos más que uno de agua normal. Pero aún se pueden conseguir aguas más pesadas. El agua con O-18 en lugar de O-16 sería también un agua pesada y de hecho su densidad es muy similar. Pero existe el agua “doblemente pesada” en la que el O-16 está sustituido por O-18 y el hidrógeno por deuterio. Es el agua más pesada que se puede lograr usando isótopos estables.

Frascos de agua con O-18

La historia de cómo se obtiene el F-18 es curiosa, pero aún tiene un par de vueltas. Resulta que el O-18 es también un trazador. Debido a su mayor masa las moléculas que contiene este isótopo tienen propiedades distintas que las que incluyen el oxígeno normal. Así por ejemplo, el agua con O-18 se evapora más lentamente. Esto lleva a que el agua de las nubes esté empobrecida en este isótopo con respecto al agua del mar. A cambio, por el mismo efecto, el agua que contienen las hojas está enriquecida en él. Por ello el O-18 es un buen trazador de procesos climatológicos. Como la composición isotópica del agua y el hielo dependen del clima podemos usarlas para conocer las temperaturas del planeta en el pasado. Las conchas marinas guardan memoria de la concentración de O-18 que había en el agua de mar, que a su vez depende de las condiciones climatológicas que sufriera. Lo mismo pasa con las capas de hielo de Groenlandia o de los casquetes polares.

Todo ello justifica el título de la entrada “De tal palo tal astilla”: F-18 y O-18 son una pareja de nucleidos, ambos usados como trazadores y uno hijo del otro. Una coincidencia muy curiosa. Si lo permite el tiempo en otra entrada profundizaremos más en esta coincidencia hablando del cómo el O-18 también nos puede ayudar a estimar el gasto energético del organismo, y todo sólo con agua.
Pero queremos acabar quitando el miedo del lector a que se nos termine este núcleo tan útil. ¿Acabará la humanidad, a base de destilaciones y aceleradores con el O-18 que hay en el mundo, igual que está acabando con el petróleo o los elefantes ? Dada la enorme cantidad de oxígeno que hay en la corteza terrestre parece imposible. En el mundo apenas de producen unos cientos de kilogramos de isótopo al año. Pero aún hay más… Cuando el F-18 se desintegra generalmente emitiendo un positrón, siendo la reacción:
F-18 → O-18 + e⁺ + neutrino
La naturaleza nos devuelve el O-18 a las pocas horas de que lo hayamos destruido en el acelerador. El círculo se cierra. Al final la Tierra recupera nuestro preciado isótopo, (por el que eventualmente habrá que volver a pagar) y volvemos al tema del título de la entrada, pero ahora el padre y el hijo han intercambiado sus papeles…

The post De tal palo tal astilla: historia de dos trazadores appeared first on Física médica.

El periplo que puede ser aprender a hacer dosimetrías de mama para una residente

Irene Fdez — Thu, 28 Nov 2024 12:29:10 +0000

El camino de la residencia es un sube y baja en el que alternas la sensación de R1 con la de R3 continuamente. O al menos, es como vivo yo cada una de las rotaciones. Empiezo sintiéndome totalmente ajena a la materia, igual que comencé en mayo de 2016, y con el paso de las semanas voy adquiriendo conocimientos que me permiten alcanzar un cierto plateau, y en el que logro una zona de confort. Pero esta sensación cómoda dura poco, ya que enseguida llega una nueva rotación en la que toco otro tema totalmente diferente y me vuelvo a sentir la residente novata que no tiene ni idea de nada.
El hospital en el que me estoy formando (el Hospital Universitario de Gran Canaria Dr Negrín) tiene tal carga de trabajo, que permite que los radiofísicos se especialicen en áreas muy concretas. Así, dentro de mi rotación de 16 meses en radioterapia, tengo cuatro rotaciones totalmente diferentes: los primeros cuatro meses son una introducción a la Radioterapia, comprender cómo funciona el planificador, saber hacer dosimetrías 3D ( sobre todo de carácter paliativo) y profundizar en las patologías de cáncer de recto y cáncer de próstata (braquiterapia incluida). Los siguientes meses estudias el cáncer de mama (braquiterapia también incluida). A continuación ves los cánceres ginecológicos, que es la rotación en la que la braquiterapia tiene mucho más peso que la radioterapia externa y finalmente acabas la residencia viendo los cánceres de cabeza y cuello, una miscelánea que abarca el resto de patologías y la radiocirugía con Cyberknife.
Hecha esta introducción, quiero hablaros de mi rotación en el cáncer de mama. La verdad es que ha sido dura, y muy complicada por momentos, pero ha sido tremendamente rica en conocimientos y desarrollo de habilidades.
Comencé la rotación haciendo dosimetrías 3D-conformada de mamas simples sin boost (recordemos aquí que llamamos boost a una sobredosificación en un cierto área del PTV, que suele coincidir con el lecho tumoral. En el caso de no recibir el boost con radioterapia externa, probablemente éste será recibido con radioterapia intraoperatoria, en cuyo caso esta dosis extra se recibe en el mismo acto quirúrgico de la tumorectomía, o bien se recibirá con braquiterapia). Esto, que podría parecer sencillo, tenía toda la miga del mundo, ya que encontrar el isocentro más idóneo no es algo para nada baladí. Al igual que encontrar el tangencial interno más óptimo para irradiar la mama afecta preservando lo más posible la mama contralateral. Una vez tenía el truco más o menos pillado, tocaba introducir el boost, que aunque no modifica gran cosa el procedimiento, cuando uno está aprendiendo y se siente inseguro, cualquier mínimo cambio en las pautas a seguir le cuesta un mundo, y lo ve como algo totalmente diferente.

Dosimetría 3D de mama simple con boost.

Después, el paso siguiente fue empezar a hacer dosimetrías de mamas con áreas ganglionares afectas. Es decir, lo que en el día a día llamamos “mamas con supra”, aunque siendo estrictos son 4 áreas ganglionares, a las que se les puede añadir como área afecta la mamaria interna. Estas mamas de nuevo podían llevar o no boost, en función de cada caso. En nuestro centro hospitalario, dicho boost se puede impartir de varias maneras: con radioterapia intraoperatoria en el mismo acto quirúrgico, con braquiterapia o con radioterapia externa. En el caso de la radioterapia externa, de nuevo la elección del isocentro es clave. El motivo principal es que vamos a tratar la mama con hemicampos, y no queremos ni sobretratar ningún área, ni tampoco dejar zonas frías.
Conocida la técnica 3D pura, aprendí la técnica ‘Field In Field’. Esta técnica consiste en generar una serie de segmentos con varios campos 3D. Aunque es una técnica laboriosa, ya que puede llevar algo más de tiempo en la planificación del tratamiento, yo me encontré tremendamente cómoda usándola.
Tras la radioterapia 3D, había que ver la radioterapia de intensidad modulada, es decir la IMRT. El protocolo utilizado en mi centro era hacer una IMRT de 5 campos para mamas sencillas y una IMRT de 7 campos para mamas con ganglios afectos. Es cierto que tras venir de la 3D, seguir “la recetilla” de la IMRT era más sencillo, si bien no es algo trivial entender las ventajas de una técnica sobre la otra. Porque una conforma mejor, pero a cambio da muchas más unidades de monitor. Además también encontrar la forma más eficiente de separar los campos tenía su aquel.

Dosimetría IMRT de mama con supra

Posteriormente, vi la radioterapia volumétrica modulada (VMAT). En el hospital tratamos las mamas con 4 semiarcos. El proceso de optimización de la VMAT sigue el mismo proceso que cualquier otro tratamiento de VMAT y es muy personal, pero de nuevo la clave aquí era saber qué se ganaba y qué se perdía con la VMAT respecto a la 3D conformada y respecto a la IMRT.

Dosimetría VMAT de mama simple.

Dosimetria VMAT de mama con mamaria interna.

Podríamos pensar que ya estaban todas las técnicas abarcadas, pero no. El nuevo adjunto del servicio, queriendo sacar lo mejor de cada técnica, estaba implementando la técnica hybrida que consiste en dar parte del tratamiento con IMRT o 3D y parte del tratamiento con VMAT. Y de nuevo tenía que familiarizarme con ella. Aquí de nuevo había mucha casuística. Si en la 3D se puede jugar con el isocentro y con el ángulo del tangencial interno, en la IMRT se puede variar la separación de los campos entre sí y en la VMAT la extensión de los arcos puede dar para ver la influencia, en la técnica hybrida es el tanto por ciento que se escoge de cada técnica lo que hay que conisderar. ¿Quizá un 50%-50% para que sea más modulada? ¿Quizá un 80% de 3D y un 20% de VMAT para que sea más reproducible? En nuestro hospital usamos en general una relación 70%-30%.

Dosimetría Hybrida de mama simple

Dosimetría Hybrida de mama con supra.

Pero aquí no acaba todo, ya que en el TrueBeam realizamos tratamientos breath-holding en aquellas pacientes jóvenes con la mama izquierda afecta deseando disminuir la dosis al corazón. La técnica de breath-holding consiste en tratar a la paciente en inspiración mantenida. Esto permite aumentar la distancia entre la mama y el corazón, lo que disminuye la dosis recibida por éste. Para ello, estas pacientes requieren dos planificaciones de tratamiento paralelas. Se le realizan dos CTs (uno en respiración libre y otro en inspiración forzada) y también se lleva a cabo todo el proceso de contorneo, dosimetría y validación del tratamiento de forma independiente en los dos CTs, para evitar contratiempos. A veces, podría suceder que a pesar del entrenamiento (a la paciente se le pautan unos ejercicios de entrenamiento previos al tratamiento para que tenga una respiración adecuada para hacer viable este tipo de tratamiento ), la paciente no es capaz de llevar a cabo el tratamiento. De igual manera, a lo largo de toda la preparación del tratamiento se debe hacer una comparación entre los dos tratamientos y observar una ganancia dosimétrica neta. De no ser así, la paciente se realizará un tratamiento convencional, ya que debido a su complejidad sólo está indicado en el caso de que se observe una clara ganancia.
Y esto sería todo en cuanto a la variabilidad de dosimetrías que hacemos en el cáncer de mama. Pero aún no hemos acabado, ya que la preparación del tratamiento también tiene su cosa interesante. Actualmente en nuestro hospital se posicionan a las pacientes con 4 “tatus” y se les hace dos imágenes de referencia AP y TI. En cambio hasta hace poco se les hacía un AP y un LD (ó LI), y sé que en ciertos hospitales se les hace un CBCT. Así que el debate está abierto: ¿qué es más óptimo?, ¿qué es más fiable?
A modo de resumen diré que el mundo de la mama es un mundo a explorar como casi todos en radioterapia, de hecho en mis cuatro meses de rotación me encontré con varios casos “especiales”: una paciente cuyas dimensiones hacían complicado hacerle el CT de planificación y, por lo tanto, no entraba la mama contralateral, con el consabido perjuicio de desconocer la dosis que recibiría; una paciente dependiente de marcapasos y la mama afecta era la izquierda, lo que supuso una vigilancia diaria por la unidad de marcapasos; otra paciente tenía un cáncer de mama infiltrante de tipo metaplásico (un tipo de cáncer mucho más agresivo que el adenocarcinoma ductal de mama ) y por lo tanto, se le tuvo que extirpar tanto tejido que en la cirugía tuvo que participar el servicio de cirugía plástica para realizar una reconstrucción con un colgajo dorsal y aquí la clave era evitar que la radiación provocara el rechazo del colgajo; también hubo una paciente con doble mastectomía en la que consideramos la idea de poner un bolus, no porque quisiéramos tratar piel, sino porque el tejido que le quedaba era tan fino que temíamos que los fotones no alcanzaran su máximo en la zona afecta.
Y todo esto sin tener en cuenta: si la paciente requería que se tratara la mamaria interna o no, lo cual complicaba la dosimetría; y la problemática de generar un Skin Flash en la técnica VMAT (algo tremendamente cómodo en la IMRT). El Skin Flash consistirá en dar un margen al PTV “ficticio” pero que permita ampliar en ese margen la fluencia de los haces, para que con el movimiento respiratorio, la mama en sus áreas más externas no se queden infratratadas.
Por supuesto las distintas combinaciones de fraccionamientos que se llevan a cabo en el hospital según el beneficio de la paciente enriquecían la parte de la Radiobiología de esta rotación. Entre ellos podríamos enumerar:

Tratamiento estándar: 2.0 Gy/fx durante 25 fx haciendo un total de 50 Gy
Tratamiento hipofraccionado acelerado: 2.67 Gy/fx durante 15 fx haciendo un total de 40.05 Gy. En el caso de llevar boost integrado este sería a 3.2 Gy/fx.
Tratamiento hipofraccionado acelerado extremo: 6.25 Gy en una fracción semanal a la mama y 5 Gy en una fracción semanal a las áreas ganglionares, durante 5 ó 6 semanas.
Tratamiento hiperfraccionado acelerado: 1.5 Gy/fx durante 20 fx (impartiendo dos fracciones diarias) haciendo un total de 60.0 Gy a la mama. Las áreas ganglionares reciben 1.2 Gy/fx durante 20 fx (impartiendo dos fracciones diarias) haciendo un total de 48.0 Gy.

Finalmente me despido no sin antes agradecer al adjunto de mama de mi Servicio, por su entusiasmo y sus ganas constantes de mejorar, así como a la Dra. Laura García Cabrera su inestimable ayuda y continuo apoyo durante mi rotación.

The post El periplo que puede ser aprender a hacer dosimetrías de mama para una residente appeared first on Física médica.

Por qué los radiofísicos españoles no realizan el mantenimiento de los equipos que controlan

Juan López Tarjuelo — Thu, 28 Nov 2024 12:29:10 +0000

Hace unos días el oncólogo radioterápico Luis Pérez Romasanta se hacía eco de un tuit que anunciaba las más de 500 tareas programadas de mantenimiento que el Departamento de Física Médica e Ingeniería de los Leeds Teaching Hospitals británicos realizaban en sus doce aceleradores lineales de radioterapia para reflexionar sobre por qué los radiofísicos españoles no realizamos dicho mantenimiento.
https://twitter.com/LuisAlberto3P/status/1002557136868651008

El razonamiento que subyacía bajo la pregunta, según se podía seguir en la línea temporal de twitter, era que disponiendo que los radiofísicos realizaran tales tareas se paliaban las esperas que se producen mientras los profesionales autorizados por los fabricantes se desplazan desde sus oficinas u otros hospitales hasta los servicios de radioterapia que requieren la intervención.
Algunos de nuestros colegas le contestaron con algunos argumentos claros aunque constreñidos por la obligatoria concisión del microblogging. Otros, sin embargo, llegaron a dudar, condicionados seguramente por la inmediatez que promueve la red social y por la buena fe y el espíritu servicial tradicionales del radiofísico español, que a veces causa que busque soluciones más allá de lo posible para asegurar el tratamiento de los pacientes.
Me quedaron a mí ganas de dar una respuesta también definitiva desde el ámbito competencial y normativo, que es donde más o menos se agotó el diálogo, cuando recordé que precisamente para estas cosas tenemos Desayuno con Fotones, con sus virtudes de macroblogging y su foro abierto tras cada entrada.
Así que la respuesta a la pregunta de por qué no realizamos tareas de mantenimiento de los equipos dotados de fuentes radiactivas o generadores de radiaciones ionizantes de los hospitales es porque no podemos, y no podemos porque no está entre nuestras competencias. Y ahora toca argumentarlo desde las fuentes apropiadas, porque está claro que cualquiera dotado de un destornillador y del amplio significado del verbo poder en nuestra lengua podría —valga la redundancia— intervenir en un equipo de esas características, pero claro está que eso no es deseable ni admisible.
¿Por qué no podemos? El camino hacia la respuesta más clara se señala en el Real Decreto 183/2008, de 8 de febrero, por el que se determinan y clasifican las especialidades en Ciencias de la Salud y se desarrollan determinados aspectos del sistema de formación sanitaria especializada en su disposición adicional tercera en la que se dice que el especialista en Radiofísica Hospitalaria se corresponde con el experto en física médica de la Directiva 97/43/Euratom. Como dicha norma ha quedado derogada tras la aprobación de la Directiva 2013/59/Euratom, tendremos que recurrir a esta última, en concreto a su artículo cuarto, para encontrar la definición normativa:
«Experto en física médica»: persona o, si así lo dispone la legislación nacional, grupo de personas con los conocimientos, formación y experiencia para actuar o asesorar en cuestiones relacionadas con la física de la radiación aplicada a la exposición médica, y cuya competencia a tal efecto está reconocida por la autoridad competente.
Más adelante, en el artículo número 83 de la directiva encontramos desarrolladas las funciones del experto en física médica:
1. Los Estados miembros exigirán que el experto en física médica actúe o aporte asesoramiento especializado, según proceda, en relación con las materias relativas a la física de la radiación, para aplicar los requisitos establecidos en el capítulo VII y en el artículo 22, apartado 4, letra c) de la presente Directiva [este apartado se refiere a la participación del experto en física médica en la justificación, optimización y protocolización de las exposiciones a radiaciones ionizantes de carácter médico o de carácter no médico pero llevadas a cabo con equipamiento médico-radiológico].
2. Los Estados miembros velarán por que, dependiendo de la práctica médico-radiológica, el experto en física médica asuma la responsabilidad de la dosimetría, incluidas las mediciones físicas para evaluar la dosis administrada al paciente u otras personas sometidas a exposición médica, asesore sobre el equipo médico-radiológico y contribuya en particular a lo siguiente:
a) la optimización de la protección radiológica de los pacientes y otras personas sometidas a exposición médica, incluidos la aplicación y el uso de niveles de referencia para diagnóstico,
b) la definición y realización de la garantía de calidad del equipo médico-radiológico,
c) prueba de aceptación del equipo médico-radiológico,
d) la preparación de las especificaciones técnicas del equipo médico-radiológico y del diseño de la instalación,
e) la vigilancia de las instalaciones médico-radiológicas,
f) el análisis de sucesos que conlleven o puedan conllevar exposiciones médicas accidentales o no intencionadas,
g) la selección del equipo necesario para realizar mediciones de protección radiológica,
h) la formación de los profesionales sanitarios habilitados y otro personal en aspectos pertinentes de la protección radiológica.
3. El experto en física médica colaborará, cuando proceda, con el experto en protección radiológica
¿Y qué dice la legislación nacional? Las funciones de los especialistas en Radiofísica hospitalaria quedan delimitadas por los reales decretos:

Básicamente nuestras funciones engloban el asesoramiento, el control de calidad y la dosimetría.
Así que como se ha visto, en ninguna norma que defina nuestras competencias se dice que el radiofísico sea el profesional que diseñe, modifique o repare un equipo de uso médico que albergue una fuente radiactiva o que genere radiaciones ionizantes; sí que se ordena en cambio, que comprobemos su funcionamiento adecuado.

The post Por qué los radiofísicos españoles no realizan el mantenimiento de los equipos que controlan appeared first on Física médica.

Cómo empezar la residencia de radiofísica hospitalaria y no morir en el intento

Mario MV — Thu, 28 Nov 2024 12:29:09 +0000

Aunque de pequeños siempre nos pregunten qué queremos ser de mayores; en la inocencia inherente a tu infancia, desconoces la mayoría de profesiones que existen. La respuesta más típica por lo tanto, suele ser: profesor, policía, bombero… o en última instancia, la profesión de tus padres. En mi caso durante muchos años dije astronauta, a pesar de ser un desconocedor total de cómo llegar a serlo. Con el paso de los años, vas creciendo y debes hacer elecciones en los estudios que hacen que te encamines más hacia una rama que hacia otra: ciencias o letras, ciencias naturales o tecnológicas, etc. En mi caso, cuando acabé bachillerato tenía muy claro que quería hacer Ciencias Físicas. Pero no por buscar ninguna profesión específica, sino porque era lo que más me gustaba. Fue una carrera que no me defraudó, pero es cierto que a medida que iba estudiando y aprobando asignaturas veía cómo las ramas más comunes de la física no eran las que a mí me llamaban la atención; como por ejemplo: astronomía, física teórica, meteorología, energías renovables, física de los materiales, etc.
Sin embargo, una asignatura que me fascinó en la carrera fue la biofísica. Cómo procesos tan complicados como la vida podían ser modelizados usando modelos físicos y matemáticos fue algo que me maravilló. Y en medio de todo esto, hubo algo que definitivamente hizo que me decantara por la radiofísica: una charla que el COFIS dio en la Facultad informándonos de esta opción. Creo que no debemos descuidar el incentivar a la gente por esta salida puesto que cada vez menos gente se presenta al examen de acceso a la residencia, y a día de hoy sigue siendo una rama muy desconocida entre los estudiantes de física.
He de decir que tras unos cuantos intentos al final lo conseguí, y en breve empiezo mi residencia. Para el que no lo conozca, para ejercer de radiofísico en España es necesario tener el título de especialista, el cual sólo se puede conseguir a través de un periodo de residencia de tres años. Otros compañeros ya han hablado en este blog sobre su experiencia a lo largo de su residencia, pero yo os voy a contar la parte previa: cómo es el examen y algunos consejos que fui adquiriendo con los años de estudio y que, desde mi humilde opinión, creo que pueden ayudar a futuros especialistas.
Para acceder a la residencia de Radiofísica Hospitalaria, es necesario pasar por un examen (el RFIR) en el que tienes que ser uno de los mejores para conseguir plaza (en este año 2018 debías estar entre los 33 mejores). El examen es un examen genérico de física, pues no te preguntan sólo cosas de física médica, es más, esta parte brilla bastante por su ausencia.
Yo he conseguido plaza cuatro años después de empezar a estudiar el examen RFIR. Aunque gran parte de la gente que consigue entrar se apunta a una academia (principalmente GAIA y OMEGA) durante 1 ó 2 años, en mi caso decidí preparármelo por mi cuenta. Esto fue debido principalmente a que mientras me lo preparaba estaba trabajando y no disponía de mucho tiempo. Mi esquema de estudio fue el siguiente:
Comencé revisando los distintos temarios que tienen las academias y los exámenes de los últimos años y estructuré la materia en 8 temas. En la tabla 1 podéis ver la cantidad de preguntas que suelen caer según qué tema en los exámenes.

En el tema 1 se puede incluir todo lo relacionado con matemáticas e informática. Aquí se suelen combinar preguntas muy sencillas con integrales que, aunque no imposibles, pueden llevarte mucho tiempo.

Examen 2014

El tema 2 sería todo lo concerniente a mecánica, relatividad y fluidos. Este es un tema con muchas preguntas en el examen y muy sencillas en general. Por eso hay que dominarlo y resolverlo lo más rápido posible para que nos dé tiempo con el resto.

Examen 2015

El tema 3 es la parte de óptica. También son preguntas muy sencillas donde lo principal es no liarnos con los convenios de signos y sabernos bien todas las fórmulas. Suele caer alguna pregunta un poco más complicada sobre aberraciones o demás que: o te la sabes o no lo te la sabes, pero suelen ser de las que se resuelven rápido.

Examen 2017

El tema 4 aborda el electromagnetismo del que suele haber también muchísimas preguntas. Esta parte del examen es prácticamente coger práctica haciendo muchos ejercicios.

Examen 2017

El tema 5 es física cuántica y nuclear. Es el más extenso de todos, y además comparado con el resto, es de gran complejidad. Se combinan ejercicios prácticos con preguntas teóricas. Es importante dedicarle mucho tiempo a este tema y responder bien porque puede ser el que marque la diferencia entre sacar plaza o no.

Examen 2012

El tema 6 es termodinámica y física estadística. Son pocos problemas, de nuevo la clave está en saberte bien las fórmulas y no liarte con los signos.

Examen 2014

El tema 7 comprende física del estado sólido, electrónica y semiconductores. Este es un tema que suele “trabársele” mucho a los físicos, y que tiene mucha mejor “fama” entre los ingenieros que se presentan al examen. La cantidad de preguntas tampoco es excesiva, así que yo por ejemplo no es uno de los temas a los que dediqué más tiempo, aunque me supuso dejar 5 ó 6 preguntas en blanco.

Examen 2013

El tema 8 es radiaciones, detectores y aplicaciones médicas. A mi juicio es el tema que debería tener más contenido, pero sin embargo suele tener pocas preguntas (entre 5 y 10) sobre todo sobre tipos de detectores y sus usos.

Examen 2009

Además de saberse bien la teoría y coger práctica para hacer los ejercicios rápidos hay varios consejos que pueden ayudar para hacer el examen mejor.

Intenta llegar pronto al examen, pero no tan pronto como para estar esperando dos horas a la puerta.
Llévate algo de bebida y de comida al examen, trata de comer ese día ligero e ir al baño antes del examen.
En mi caso iba haciendo una marca en las preguntas según cada una, si me la sabía un “tic” y la respondía, si no me la sabía una “X” y si creía que podía sacarla pero que me iba a llevar más de 3 minutos hacia una “marca especial” y la dejaba sin contestar para hacerlo al final del examen.
Entrena para hacer el examen en 4 horas y media en vez de las 5 horas en las que está programado el examen. La media hora que queda, dedicarla a las preguntas que no hayas respondido aún.
Usa la estadística. En lo últimos años el número de posibles respuestas ha bajado a 4 (en las ediciones anteriores las preguntas tenían 5 posibles respuestas) por lo que puesto que te dan 3 puntos si la aciertas y te restan 1 punto si fallas; si eres capaz de descartar alguna de las posibles respuestas arriésgate a contestar. Aunque dudes entre las otras, estadísticamente si te pasa igual en varias preguntas sales ganando.
En las preguntas de teoría la respuesta correcta suele ser la que nos dice la intuición, pero lee con cuidado los típicas preguntas liosas tipo: “di cuál no es verdadera” o cuando entre las posibles respuestas aparecen las frases que dan lugar a confusión: “todas las anteriores son correctas”.
En muchos ejercicios verás que el resultado te da igual ( por ejemplo 12) pero con distinto orden de magnitud, por ejemplo a ti te da 0,12 y la única respuesta parecida es 0,012. Normalmente este suele ser el resultado correcto y tu error puede estar en un 0. Ante la duda marca esa.
Entrena con la calculadora que vas a usar en el examen, desde hace unos años sólo está permitido usar un tipo de calculadora (la hp 10s+) que te facilitan ellos. Pero sería recomendable comprarse una igual para estudiar el examen ya con esa calculadora.
Controla el tiempo. Estate atento a que respondes con la suficiente velocidad. Son 5 horas de examen, pero si te despistas puedes terminar dejando preguntas sin responder.
Realiza simulacros, tanto en casa como los que organizan las academias. Enciérrate y simula todas las condiciones del examen: apaga el móvil y estate 5 horas haciendo el examen de otro año, sin interrupciones. Esto te ayudará a controlar lo duro que es este examen: mantener la concentración durante 5 horas, controlar los nervios, no equivocarte al pasar respuestas a la plantilla… Sólo con la práctica conseguirás mejoras en la gestión del tiempo.

Esto son sólo algunas de las estrategias que a mí me has servido, seguro que hay muchas más y que pueden ser igual de útiles.
En resumidas cuentas, desde mi punto de vista, el examen RFIR es un examen para seleccionar gente, pero no se valoran conocimientos específicos para la radiofísica. Además en el formato tipo test, pesa más el saber hacer este tipo de exámenes bien, que otras aptitudes: como el trabajo en equipo, la capacidad de expresarse, el resolver problemas complejos…Si bien es cierto que todas estas aptitudes son muy subjetivas y son más difíciles de medir.
Durante los años que lo estuve preparando creé con otros compañeros que me ayudaron una página web donde compartir varios recursos para estudiar. Creo que, aunque el examen es una competición por ver quienes sacan la mejor nota, el ayudarse los unos a los otros siempre mejora el estudio. Muchas dudas que puedas tener tú las sabe resolver un compañero y viceversa. Os dejo aquí el link por si queréis aportar o ayudar con la web: https://radiofisicagratis.wordpress.com/
Ahora ya sólo me queda empezar la residencia, en mi caso tuve suerte y a pesar de no tener un número de orden muy alto (el 24) conseguí plaza donde yo quería, en el Hospital clínico de Valladolid. Intentaré buscar tiempo y escribir un poco sobre mi paso en la residencia, así que ¡hasta la vista y gracias por llegar hasta aquí leyendo!.

The post Cómo empezar la residencia de radiofísica hospitalaria y no morir en el intento appeared first on Física médica.