(T16) Cuestiones de la Gammacámara

Este ejercicio lo hice en clase junto con Karim y Orlando, se encuentra en el siguiente enlace:

http://instrumentacionbiomedica2kvivanco.blogspot.com.es/

(T14) Presentación sobre RMN

Esta presentación la realizamos en clase Aleixo, Berta, Mikel y yo. Se encuentra en el siguiente enlace:

http://instrbiomms.blogspot.com.es/2016/11/v-behaviorurldefaultvmlo.html

(T13) Buscar las frecuencias de resonancia (Freq) para distintos valores del campo externo (B0)

1. ¿Influye la intensidad del Campo B1? 
Sí, pero cuanto mayor es el B0 menos se nota su influencia.

2. ¿Qué relación hay entre Freq y B0?
Para comprobarlo hemos obtenido distintos valores,
       B0: 1,5  Freq: 0,25
       B0: 2,0  Freq: 0,4
       B0: 5,0  Freq: 0,6
Como vemos, la relación es lineal. Cuanto mayor es B0, mayor es la frecuencia que se necesita para que el campo B1 influya.

3. ¿Cuadra eso con lo que habíamos visto en teoría?
Si, ya que como habíamos visto, la frecuencia está relacionada con el campo magnético externo.
n= g B₀ / 2p. 

4. Si ahora se quita el campo B1 y se sustituye por la bobina (coil) ¿Qué ocurre en ella?
Al igual que en el caso anterior, el movimiento del imán depende de la intensidad y de la frecuencia dada a la bobina.

5. ¿Qué magnitudes de la señal de radiofrecuencia aplicada determinaran el angulo de desplazamiento de magnetización?
El angulo de desplazamiento depende de la frecuencia y de la intensidad de B1. Contra mayor sea la intensidad, mayor sera la oscilación. Mientras que hay que buscar la frecuencia adecuada para que esté en resonancia.

(T12) ¿A qué energías de un fotón corresponderían las diferencias de energía entre los estados del protón para valores típicos de campo magnético usados en RMN?

Le energía de un fotón se mide con la siguiente formula, E= h.n

Donde h = 4.13566733× 10 ^-15 eVs, es la constante de Plan y n es la frecuencia de la radiación.

Por lo que, la energía del fotón que queremos calcular dependerá de la frecuencia usada en la resonancia magnética. A esta frecuencia se la conoce como frecuencia de Larmor, es la que da lugar al espectro RMN y se calcula con la siguiente formula: n= g B₀ / 2p.

Su valor suele variar entre los 0.085 – 200 MHz, la energía de un fotón para esos valores será:

E= h.n= 4.13566733× 10 ^-15 (eVs) x 0.085. 10⁶ (Hz) = 3,5153. 10^-10 eV

E= h.n= 4.13566733× 10 ^-15 (eVs) x 200. 10⁶ (Hz) = 8,2713. 10^-7 eV

Fuente:

http://www.ugr.es/~amaro/radiactividad/tema1/node6.html

Apuntes de clase, de la resonancia magnética nuclear

(T10) Dosis de radiactividad de la TC

En esta entrada, se podrá leer un pequeño resumen de las dosis de radiactividad que suponen las pruebas de tomografía axial computarizada (TAC).

Los equipos de TC emiten rayos X, que es radiación electromagnética de alta energía, cuya interacción con los organismos vivos puede dar lugar a efectos biológicos potencialmente dañinos. Dependiendo del daño que producen, se clasifican en deterministas y probabilísticos.

Los efectos deterministas, solo aparecen a partir de una dosis bastante elevada (1 -2 Gy). Por encima de este valor un número muy importante de células muere o deja de dividirse, lo que provoca una lesión morfológica y funcional del órgano o tejido.

Los efectos probabilísticos, carecen de un umbral de dosis y provocan transformaciones en células que no se pueden reparar. La probabilidad de que se produzcan es proporcional a la dosis efectiva recibida y, por tanto, la manera de minimizar su aparición en las técnicas radiográficas consistirá en disminuir la dosis que se imparte al paciente.

Por lo que una prueba de rayos X sólo está justificada si proporciona un beneficio neto frente al detrimento individual que puede causar.

En la siguiente tabla podemos observar las dosis efectivas para la TAC y la radiografía convencional, y de esta manera demostrar la importancia de una buena selección de la prueba que se quiere o se debe practicar.

Vemos que la diferencia entre una prueba y otra es significativa, entre 10 y 100 veces mayor. Aunque hay que tener en cuenta que las dosis anuales por radiación natural se encuentran entre 1 y 10 mSv.

Pero la interacción de la radiación electromagnética no siempre será igual para todas las personas. Hay varios factores que pueden agravar la exposición, así como la edad a la que se recibe la radiación.

El riesgo de mortalidad tras una exposición radiactiva a una edad temprana es mucho mayor que a una edad adulta.

Por eso es muy importante evitar las malas prácticas y solicitar la exploración cuando se va a obtener un resultado que contribuya a modificar la conducta diagnóstico-terapéutica del médico o a confirmar el diagnóstico. Y no solo eso, para minimizar el riesgo también es importante optimizar la dosis impartida, de forma que sean lo más bajas posibles para obtener la información que se necesita para el diagnóstico.

Fuente:
http://naukas.com/2013/12/09/es-peligrosa-la-tomografia-computadorizada/

(T8) Marie Curie y un lugar de La Mancha...

En Piedrabuena, un pueblo de La Mancha, en el año 1880 nació Mónico Sánchez Moreno con el sueño de llegar a ser ingeniero eléctrico en el Nueva York de Tesla y Edison.

Con ese objetivo, consiguió ser admitido en un curso por correspondencia impartido por “The Electrical Institute of Correspondence Instrucion” de Londres. En este curso conoció al profesor Wetzler, el que le animo a viajar a Nueva York.

Una vez allí, se matriculó en el Instituto de Ingenieros Electricistas y en un curso de electrotecnia en la Universidad de Columbia y llegó a ser ingeniero para la Van Houten and Ten Broeck Company. Donde entre otros proyectos, realizó su mayor invento, un aparato de rayos X portátil.

Con el tiempo, Mónico decidió volver a Piedrabuena y fundar la European Electrical Sanchez Company para fabricar su aparato de rayos X portátil.

La más ilustre clienta de esta fábrica fue Marie Curie, que durante la Primera Guerra Mundial compró varios aparatos de rayos X con las que equipó 20 coches conocidos como los “Petit Curie”. Con estos coches ella y su hija recorrieron el frente e hicieron millones de radiografías a los soldados heridos, salvando a muchos de ellos de amputaciones e incluso de la muerte.

Fuentes:

http://elefectotesla.com/tag/marie-curie/page/2/

http://www.miciudadreal.es/2016/05/04/el-orgullo-de-un-pueblo-homenajeado-en-una-modesta-via-de-la-capital-monico-sanchez-inventor/

http://culturacolectiva.com/marie-curie-se-va-la-guerra/

(T7) Carcaterísticas del tubo de RX

Este ejercicio lo resolvimos en clase Aleixo, Marcos y yo. Está resuelto en el siguiente link de Marcos:

http://mmdinstrumentacionbii.blogspot.com.es/2016/10/t7-rayos-x.html

(T6) Conversión de actividad a dosis (problema típico de la medicina nuclear)

3.3. A un paciente se le ha administrado un 1mCi de TC-99. Calcula la dosis total ingerida por el paciente si el tiempo medio que la sustancia se mantiene en el cuerpo es el siguiente:
a) 2 años
b) 6 horas
c) 2 minutos

Para comprender el comportamiento de la sustancia en el cuerpo humano, analizaremos el caso para un tiempo infinito y luego lo extrapolaremos a nuestro ejercicio.
En este caso, el paciente recibirá una dosis de radiación por cada desintegración del Tecnecio. Es decir, la energía total que ingiera será la debida a cada desintegración multiplicada por todas las veces que se desintegre dentro del paciente.
Como el Tecnecio se mantendrá dentro del paciente de manera infinita, lo que tenemos que saber es el número de desintegraciones que se llevaran a cabo.

La actividad de los materiales radiactivos se asemeja a una función exponencial. Este tipo de funciones nunca se harán nulas, por lo tanto si queremos saber el número de desintegraciones tendremos que realizar la siguiente integral:

Por último, como hemos dicho en el antes, para saber cuánta energía es la que ha ingerido el paciente multiplicaremos el número de desintegraciones por la energía que desprende en Tecnecio-99 en cada una. (Energía del Tc por desintegración 140 keV)

Ahora que hemos visto el comportamiento de las sustancias radiactivas, podemos centrarnos en el ejercicio. 

En este caso, el Tecnecio desaparecerá del individuo por dos vías distintas, la desintegración de la sustancia que hemos estado analizando hasta ahora y la actividad del propio organismo. La vida media efectiva de la radiactividad dentro del cuerpo es una combinación de las dos y viene dada por:

 siendo 

Analizando esta ecuación, vemos que si una de las vías medias es mucho mayor que la otra el resultado se aproximará al menor de los dos valores. En nuestro ejercicio, se nos plantean tres unidades de tiempo de desintegración biológica y sabemos que la desintegración del Tecnecio-99 dura unas 6h, por lo tanto.

a) 2 años: En este primer caso, la vida biológica es mucho mayor que la vida de la sustancia radiactiva, por lo tanto no tendrá repercusión en el resultado de la vida media efectiva.

b) 6 horas: En este caso las dos vidas medias que nos afectan son iguales, por lo tanto hay que tener en cuenta ambas dos. La vida eficiente en este caso será de 3 horas.

c) 2 minutos: En este ultimo caso lo que ocurre es lo opuesto a lo que ocurre en el primero. La vida biológica es mucho menor que la de desintegración, por lo tanto esta última no se tendrá en cuenta. 

(T5) Cuantificación de fuentes de radiactividad

Elegid dos fuentes de radiactividad (al menos), una natural y una artificial, y buscad los valores de actividad que poseen (o de dosis que producen). Comparando los posibles efectos biológicos de la exposición a esas fuentes.

En la siguiente tabla podemos ver las fuentes de radiación más importantes a las que está expuesto el ciudadano.

Fuente natural: Rayos Cósmicos. 0.39mSv/año

Dada la elevada energía de los rayos cósmicos, algunas de las particulas secundarias logran atravesar la atmósfera, produciendo un fondo de radiación a nivel del mar, suficiente para exponernos a una dosis de 0.3 mSv/año. Esta dosis aumenta con la altitud. Por ejemplo, en Denver la dosis puede llegar a alcanzar unos 0.88 mSv/año, mientras que en lima es de 1 mSv/año. Por la misma razón los pilotos, azafatas y usuarios frecuentes de viajes aéreos están expuestos a niveles de radiación más elevados.

Esta tabla muestra las principales fuentes de origen artificial de radiación.

Fuente artificial: Exposición medica. 0.3 mSv/año

-Para el diagnóstico de enfermedades y lesiones, o para el tratamiento de tumores cancerosos. 

-En medicina nuclear suelen utilizarse medicamentos que contienen alguna especie radiactiva emisora de rayos gamma (radiofármacos), los cuales ayudan a un mejor diagnóstico de ciertas enfermedades. 

-Cuando se ha detectado una enfermedad cancerosa, esta

puede tratarse por medio de radioterapia, en donde se utilizan rayos X de alta energía o rayos gamma generados a partir de fuentes como el cobalto-60, para irradiar el tejido canceroso, y así destruirlo. 

-La exposición médica representa la principal fuente de radiación artificial para el hombre.

.

La radiación de origen artificial que recibe la mayoría de la población, es mucho menor que la debida a fuentes naturales.

Referencias: 

Fuentes de radiación natural: http://ingenieria-quimica9.webnode.es/products/fuentes-de-radiacion-natural-/

Fuentes de radiación artificial:

http://ingenieria-quimica9.webnode.es/products/fuentes-de-radiacion-artificial-/?utm_source=copy&utm_medium=paste&utm_campaign=copypaste&utm_content=http%3A%2F%2Fingenieria-quimica9.webnode.es%2Fproducts%2Ffuentes-de-radiacion-artificial-%2F

(T4) Energías

Este ejercicio lo resolvimos en clase Aleixo, Marcos y yo. Está resuelto en el siguiente link de Aleixo:

http://ib2016amc.blogspot.com.es/2016/10/t4-energias.html

(T3) Preguntas planteadas en clase, Radiactividad

2. ¿De qué orden son los valores de energía que intervienen en las reacciones nucleares? ¿Y en las reacciones químicas? (buscar algún ejemplo concreto)

Como ejemplo de reacción nuclear hemos cogido el U²³⁵.

Tras la fisión del uranio, la energía liberada es del orden de 200MeV por reacción, es decir, por cada átomo que reacciona.

Como ejemplo de reacción química hemos cogido la combustión del carbono.

En este caso la energía liberada es del orden de 94kcal/mol, es decir 4'07eV por cada átomo reaccionado.

Viendo los resultados obtenidos, se puede apreciar que las reacciones nucleares son 10 millones de veces mas energéticas que las reacciones químicas.

Fuente:
http://www.escritoscientificos.es/trab1a20/carpetas/nuclear/nu04.htm

(T2) Ejercicios de Radiactividad

9. Calcula el material de radiactividad que queda después de 1,10 y 100 periodos de semidesintegración.

Como se puede ver en la imagen, después de cada periodo de semidesintegración el material disminuye a la mitad.

N(n) = N₀/2ⁿ donde n son la cantidad de periodos transcurridos.

N(1) = N₀/2¹ = 0’5N₀

N(10) = N₀/2¹⁰ = 10^-3N₀

N(100) = N₀/2¹⁰⁰ = 8. 10^-31N₀

Presentación

Hola, soy estudiante del Máster de Ingeniería Biomédica y en este blog voy a compartir mis resultados de los ejercicios propuestos en la asignatura Instrumentación Biomédica II.