Física Médica para dummies

Parece obvio que lo primero que debe hacer un blog que pretende dar a conocer la Física Médica o Radiofísica, que es como se llama la especialidad sanitaria en nuestro país, es colocar un post describiendo el trabajo que hacemos los radiofísicos para aquellos que no nos conocen demasiado. Y eso es lo que me dispongo a hacer en estas líneas. No será un relato histórico, que ya habrá posts dedicados a ese menester, ni detallado, pues las entradas futuras irán dando una imagen muy completa de nuestro trabajo. Será una breve introducción a la materia, sin más pretensión. No garantizo nada.

En general podemos llamar Física Médica a cualquier aplicación de los principios, métodos y herramientas propios de la física en la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades. Una definición tan amplia nos remontaría a los estudios biomecánicos de Leonardo da Vinci, e incluiría en el relato a físicos tan destacados como Hermann von Helmholtz, que fue físico y también médico y realizó importantes investigaciones relacionadas con la medicina.

Pero sería exagerar. La verdad es que la revolución de la aplicación de la física a la medicina llegó de la mano del descubrimiento de las radiaciones ionizantes y, aún hoy, sigue siendo el área de aplicación más importante. Así que, no mareemos la perdiz, y centrémonos en el tema.

El uso de las radiaciones ionizantes en medicina se remonta al momento mismo de su descubrimiento. En 1899, sólo cuatro años después de que Roentgen realizara la famosa radiografía de la mano de su esposa, Anna Bertha, ya existían algunas decenas de departamentos de radiología en los hospitales más importantes de todo el planeta y comenzaban a aplicarse estas radiaciones al tratamiento de muy diversas patologías. Y muy poco después se incorporarían a esta revolución las emisiones de origen nuclear, descubiertas por Becquerel en 1896, a las que conocemos como radiactividad.

El uso de todas estas radiaciones de alta energía, a las que ahora llamamos radiaciones ionizantes por su capacidad de ionizar los átomos que forman la materia, se demostró pronto y a un mismo tiempo como tremendamente útil y nocivo. Su aplicación médica requería cuantificar con la mayor precisión posible la cantidad de radiación, lo que conocemos como dosis absorbida, recibida por pacientes y personal en unas condiciones dadas, que vienen determinadas por la fuente de radiación empleada y la geometría de la irradiación. De esta forma el uso de estas radiaciones potencialmente dañinas quedaría limitado a aquellas situaciones en las que los beneficios esperados superaran a los riesgos asociados.

La cuantificación de la dosis de radiación en un medio se basa, de forma general, en medidas realizadas utilizando instrumentos específicos sensibles a estas radiaciones, es decir, que sean capaces de medir o bien la ionización que estas radiaciones producen en el material sensible (que es el fundamento de los detectores por ionización de gas, los de uso más extendido) o alguno de los muchos efectos consecuentes o acompañantes a esa ionización (desde la coloración de una medio radiográfico, el incremento de temperatura, el desequilibrio químico de iones, la producción de centelleo o termoluminiscencia, etc…). Pero no basta con eso. Convertir el valor de la magnitud medida en un valor de dosis significativo en las condiciones de irradiación del medio requiere, en general, la aplicación de procedimientos metrológicos capaces de tener en cuenta todos los factores de influencia que intervienen en la medida. Hoy en día disponemos de estos modelos con un grado de desarrollo destacable que nos permite incertidumbres menores del 3% en algunas de las condiciones clínicas de irradiación más importantes.

Portada del Código de Práctica Internacional para la dosimetría basada en patrones de dosis absorbida en agua publicado por el Organismo Internacional de Energía Atómica.

Portada del Código de Práctica Internacional para la dosimetría basada en patrones de dosis absorbida en agua publicado por el Organismo Internacional de Energía Atómica.

Pero ni los instrumentos ni los procedimientos metrológicos pueden suministrar el valor de la dosis absorbida en todas las situaciones que nos encontremos en su aplicación clínica, ya que no siempre es posible colocar un detector en el punto de interés del paciente ni tampoco determinar el valor de las magnitudes de influencia. En tales casos debemos hacer uso de modelos físicos capaces de estimar las dosis absorbidas a partir del conocimiento del haz obtenido experimentalmente. Estos modelos pueden ser desde meras aproximaciones numéricas-empíricas hasta refinados modelos analíticos y, desde la revolución de las computadoras, simulaciones Monte Carlo, en las que se reproducen los eventos de interacción de la radiación con la materia a una escala microscópica.

Así llegamos a la primera parte de la respuesta a la cuestión formulada al inicio: el radiofísico es el responsable de determinar, aplicando métodos metrológicos y modelos de cálculo, las dosis absorbidas por los medios irradiados, sean éstos los maniquíes inertes que empleamos en los experimentos de caracterización de los haces de radiación o los tejidos vivos de pacientes sometidos a radioterapia o a técnicas diagnósticas. A mí me gusta decir que somos como farmacéuticos de un medicamento muy particular, cuya acción no es química, sino física. Sustituimos la balanza por el detector y la fisiología y farmacodinámica por los modelos de transporte de la radiación. También es el radiofísico responsable de valorar el impacto que sobre la salud laboral y el medio ambiente tienen estas prácticas radiológicas, así como de diseñar instalaciones y procedimientos de seguridad que minimicen los riesgos asociados a las mismas, lo que se conoce como Protección Radiológica.

Pero alguien debió pensar que nuestro inmenso talento natural se encontraba desaprovechado dedicados sólo a la tarea de cuantificar las dosis y que nuestros conocimientos metrológicos y matemáticos y nuestra portentosa inteligencia y capacidad de síntesis, abstracción y modelización (alguien tenía que decirlo y no veía por aquí nadie dispuesto a hacerlo) podía utilizarse también para otras actividades. Así, los que ya estaban y los que se fueron incorporando, comenzaron (comenzamos) a trabajar en la obtención, procesado y análisis de la imagen médica, el control de calidad de los procedimientos radiológicos, el estudio de la respuesta de los tejidos vivos a la radiación (lo que conocemos como radiobiología) y, en general, a cualquier actividad en el entorno hospitalario que exija, simultáneamente, habilidades experimentales con los agentes físicos y capacidad de desarrollo y empleo de modelos matemáticos. Vamos, lo que viene siendo un físico.

Hoy somos, desde 1994, especialistas sanitarios y, como tales, formamos parte del programa nacional de Formación Sanitaria Especializada, tenemos nuestra propia sociedad profesional, la Sociedad Española de Física Médica, y editamos una revista periódica de contenido científico. La especialidad ha aportado mucho a los procesos asistenciales que implican el uso de radiaciones y, en el medio hospitalario, está hoy mucho mejor reconocida que hace 25 años, cuando era realmente difícil encontrar ”al físico” cuando acudías a un hospital a buscar trabajo (créeme, sé de lo que hablo). Tal vez quede aún camino por andar, pero ya se hablará de eso en otros posts.

Logotipo de la Sociedad Española de Física Médica

Logotipo de la Sociedad Española de Física Médica

Si estás interesado puedes leer más en http://www.sefm.es/userfiles/unaprofesion.pdf

17 Respuestas a “Física Médica para dummies

  1. Bien, Manuel, la comparación con los farmacéuticos. Desde hace mucho pienso que la imagen del farmacéutico, siempre más clara para otros profesionales y para el público, puede solucionar muchas dudas sobre nuestras competencias, funciones, responsabilidades y necesidad de reconocimiento dentro del sistema sanitario.

    • me alegro que la compartas, Juan, nunca he estado muy seguro de si realmente es acertada. Bueno, al menos no me siento solo :-)

  2. Me ha encantado el post, yo me estoy preparando para el examen de la especialización y este tipo de cosas son las que me hacen levantar la cabeza y seguir adelante después de tirarme horas y horas estudiando. mucha suerte con este proyecto.

    • Gracias a ti, Mario, por leernos, ¡y ánimo con ese examen! merece la pena. Aquí en IMOMA (Asturias) y en Desayunoconfotones me tienes si quieres conocer algo más de la especialidad o si necesitas alguna orientación.

  3. Manuel, mi admiración hacia ti se acrecienta con estas entradas, y mi admiración por los Radiofísicos en general se acrecienta con la lectura de este blog. Un saludo muy cariñoso a conocidos y desconocidos.
    El símil con el farmacéutico se me queda corto, pero es bastante gráfico. Os deseo mucho éxito.

  4. Gracias, LaEnfermeraRadioactiva, por tus palabras, por tu deseo y por leernos. Espero leerte con frecuencia en todas nuestras secciones.

  5. Cuando me preguntan a qué diantres me dedico siempre hago referencia a este vídeo:

    Eso sí, siempre aclaro que en mi servicio las cuñas son virtuales.

    • Imposible encontrar un vídeo más friki. Pero me parece que esos tíos del vídeo son técnicos de radioterapia, o “dosimetristas”, no físicos.

      • realmente, por como plantean el trabajo más parecen lo uno que lo otro, sí. Nuestro curro no consiste en poner o no un accesorio, ni siquiera en decidir si debe o no ponerse. Creo que todos lo tenemos claro. Pero como caricatura es buena.

    • menudo par, Óscar. Tiene guasa, aunque no sé si da una imagen confiable (amable, sin duda) de nuestra profesión,

  6. Ahora se tiende a identíficar física médica con radiofísica porque la mayoría de los físicos que trabajan en medicina se dedican a las radiaciones ionizantes, pero creo que en la universidad hay gente que no está muy de acuerdo con esto porque que la física médica en su sentido más general podría abarcar desde la óptica fisiológica a la biomecánica y un sinfín de cosas más.

    En cuanto a la radiofísica hospitalaria, o “física médica de hospital”, ¿no pensais que a día de hoy es una profesión interdisciplinar que se parece más a un trabajo de ingeniero que a cualquier otra rama de la Física?. Al fin y al cabo, en la práctica, lo que se necesita de física para hacer este trabajo no pasa de algunos conocimientos básicos sobre radiaciones, radiactividad y algo de electromagnetismo. Posiblemente haya ramas de la ingeniería con más física. Y las mátemáticas más avanzadas que se necesitan son algo de estadística y poco más. En cambio hay que saber de otras cosas como radiobiología, algo de anatomía… y si te dedicas a temas de imagen puede que uses programas tipo matlab, que se estudian en las escuelas de ingeniería pero rara vez en las facultades de física. El resto es mirar mucho manual y aprender el manejo de todos los cacharros que haya que usar. Por supuesto si se hace investigación dependiendo del tema puede que necesites conocimientos a otro nivel, pero eso se suele hacer por interés personal y al margen del trabajo “por el que te pagan”.

    Recomiendo un debate que hubo sobre este tema en la revista “Medical Physics”: http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CC4QFjAA&url=http%3A%2F%2Fxa.yimg.com%2Fkq%2Fgroups%2F18756211%2F1350351349%2Fname%2Fmedical%2Bphysicsist%2Bnow%2Bdays.pdf&ei=JMjjUuymCci00QXaj4GADA&usg=AFQjCNFkbGjW_R_ezf335ZYDZEHsdkMW9A&bvm=bv.59930103,d.d2k

    • Bueno, los ingenieros, hasta donde yo sé, no se dedican a realizar medidas de magnitudes físicas. También es cierto que durante la carrera, en España, tenemos muy poco contenido experimental y por tanto escaso contacto con la metrología, pero es un déficit tradicional que espero la Universidad vaya poco a poco resolviendo. Para algo se les denomina carreras experimentales y su matrícula (al menos en mis tiempos) era notáblemente más cara por esta razón. Un colega decía que un físico es un tipo capaz de identificar y cuantificar una magnitud física. Es por ello que el post carga las tintas en ese sentido. Y medir una magnitud no es solo, aunque sí principalmente, coger un instrumento y usarlo correctamente, conociendo sus limitaciones y fuentes de incertidumbre y error sistemático. Es también simularla, calcularla, e incluso definirla, diseñarla y modelarla.

  7. Manuel, los ingenieros que usan o diseñan o implementan la telemetría de un fórmula 1 por ejemplo ¿no están midiendo magnitudes físicas, aunque no hagan metrología en sentido ortodoxo? (y la metrología ortodoxa también se estudia en algunas escuelas de ingeniería)
    ¿No usan los radiofísicos conceptos de control de calidad o análisis de riesgos importados de la ingeniería?
    ¿La parte “metrológica” del trabajo de los radiiofísicos en un hospital no es una parte pequeña de su trabajo (en cuanto a % de tiemmpo dedicado)?

  8. sin duda, miden, como todos medimos cotidianamente, como el cocinero que cronometra el tiempo de cocción, el taxímetro del taxista, etc. Una cosa es utilizar una medición como parte del trabajo y otra hacer de esa medición gran parte de su razón de ser. Por otro lado, en efecto (no me lo tienes que contar, te lo aseguro) el control de calidad es uno de los préstamos que los físicos hemos tomado de la ingeniería, aunque para ser más exactos deberíamos decir que hemos “recuperado” ya que su inventor, Shewart, era, como sabrás, físico de formación http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2464836/

    Si por “parte metrológica” entendemos el coger un dispositivo de medida y obtener con él el valor de una magnitud pues no la mayor parte del tiempo, aunque no es despreciable pues debemos incluir ahí las medidas de verificación de tratamientos y las propias medidas del programa de control de calidad del equipamiento.

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