ES3066495T3 - A new dosimetry device for quantification of radiation - Google Patents

Abstract

Se proporciona un dispositivo de dosimetría para cuantificar la dosis de radiación emitida por una fuente de radiación. El dispositivo comprende: (i) un indicador de dosis de radiación; (ii) un medio óptico para capturar el cambio de color; y (iii) un software para comparar la densidad óptica del indicador de dosis con una curva de calibración predeterminada. También se proporciona un método para cuantificar la dosis de radiación emitida por la fuente de radiación. Asimismo, se describe el uso de dicho dispositivo de dosimetría en diversas aplicaciones médicas, alimentarias e industriales. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Un nuevo dispositivo de dosimetría para la cuantificación de radiación

[0003] Campo de la invención

[0004] La presente solicitud se refiere a un dispositivo de dosimetría que comprende una composición sensible a la radiación, un medio óptico y un medio de software para cuantificar la dosis de radiación emitida desde la fuente de radiación. La presente solicitud se refiere además al uso de dicho dispositivo de dosimetría en diversas aplicaciones médicas, alimentarias e industriales.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] La cuantificación de la radiación emitida desde diversas fuentes es una función importante y encuentra varias aplicaciones en las operaciones médicas, de investigación, de almacenamiento de alimentos, de transporte de bienes sensibles y industriales. Un dosímetro es uno de esos dispositivos utilizados para indicar o medir la exposición a la radiación ionizante. Es un objeto sólido disponible como placa o en cualquier otra forma que se pueda ver fácilmente y que a veces muestra una transformación visual del color sin el uso de un espectrofotómetro. Actualmente hay varios tipos de dosímetros disponibles en el mercado, como los dosímetros de termoluminiscencia (TLD), los de luminiscencia simulada ópticamente (OSL), los de vidrio de radioluminiscencia (RLG), las películas de rayos X y los de grabado de pistas. Normalmente se utilizan para medir y monitorizar radiaciones tanto médicas como industriales, como rayos X, rayos gamma, electrones de alta velocidad, etc. Los dosímetros de alerta instantánea de radiación (SIRAD) con indicador automático que cambian de color o revelan la radiación, destinados, por ejemplo, a la monitorización de dosis bajas, son comercializados por JP Laboratories Inc., de Nueva Jersey, bajo la marca registrada SIRAD<®>. El dosímetro SIRAD<®>tiene una tira sensora hecha de material polimérico como monómeros sólidos incoloros de diacetilenos. Generalmente forman polímeros/plásticos de color rojo o azul cuando se irradian con radiación de alta energía, como rayos X, rayos gamma, electrones y neutrones. A medida que aumenta la exposición a la radiación, el color de la tira sensora que contiene diacetilenos se intensifica proporcionalmente a la dosis.

[0007] La patente de EE. UU. n.º 8,242,464 [asignada a Gordhanbhai N. Patel/JP Labs] divulga un dosímetro personal de identificación que comprende un sensor de radiación con indicación automática y un lector que permite al usuario estimar la dosis instantáneamente.

[0008] La patente de EE. UU. n.° 10,060786 [asignada a L'Oreal] divulga un sistema personal de medición de radiación ultravioleta (UV) que comprende un dispositivo de medición de UV, un dispositivo terminal para capturar la radiación UV y recibir información específica sobre el nivel de riesgo de exposición a UV del usuario.

[0009] El indicador de irradiación RadSure<®>es un dispositivo de dosimetría comercializado por Ashland Specialty Ingredients Inc. que permite verificar de forma visual y fehaciente la irradiación. Cuando se adhieren a los productos sanguíneos, los indicadores RAD-SURE<®>muestran si los productos sanguíneos han sido irradiados o no. Antes de irradiar un producto sanguíneo y su indicador adjunto, el indicador muestra "NO IRRADIADO". Después de la irradiación, la palabra "NO" en la ventana indicadora se oscurece y el indicador muestra "IRRADIADO". Hay algunos indicadores más disponibles comercialmente bajo los nombres comerciales RADTAG<®>y ONPOINT<®>como se muestra en la Figura 1. Todos los documentos WO 2011/126725 A1, GB 2528492 A, WO 02/24277 A1 y WO 97/17595 A1 divulgan dispositivos de dosimetría para cuantificar la dosis de radiación emitida desde una fuente de radiación, que comprende un indicador de dosis sensible a la radiación que cambia de color; medios ópticos para capturar el cambio de color del indicador de dosis; y medios de software para cuantificar la dosis de radiación emitida desde la fuente de radiación, utilizando curvas de calibración basadas en una película radiocrómica. Se han realizado muchas modificaciones a los indicadores para identificar la cantidad de irradiación, reducir la contaminación, proteger la temperatura y como medio de identificación visual para alertar al usuario sobre el riesgo de radiación. Sin embargo, no existe un mecanismo preciso para medir la cantidad real de radiación emitida por la fuente de radiación.

[0010] Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de un dispositivo de dosimetría que pueda cuantificar la exposición real a la radiación (rayos X o rayos gamma) en la ubicación del usuario y proporcionar información detallada sobre el usuario.

[0011] Sorprendentemente, nuestro dispositivo de dosimetría cuantifica la radiación real emitida por la fuente de radiación con alta precisión.

[0012] Sumario de la invención

[0013] En un aspecto, se proporciona aquí un dispositivo de dosimetría para cuantificar la dosis de radiación emitida desde una fuente de radiación, de acuerdo con la reivindicación 1.

[0014] En otro aspecto, se proporciona aquí el uso de un dispositivo de dosimetría según la reivindicación 6.

[0015] En otro aspecto más, se proporciona aquí un método para cuantificar la dosis de radiación emitida desde una fuente de radiación, según la reivindicación 7.

[0016] Breve descripción de los dibujos

[0017] La invención se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción detallada, cuando se lea en conjunto con los dibujos adjuntos. Se destaca que, según la práctica común, las diversas características del dibujo no están a escala. Por el contrario, las dimensiones de las distintas características se amplían o reducen arbitrariamente para mayor claridad. Las siguientes figuras están incluidas en el dibujo:

[0018] La Fig.1 es una vista pictórica de los indicadores RadTag<®>(arriba) y Onpoint<®>(abajo)

[0019] La Fig.2 es una vista pictórica del nuevo Rad-Sure<®>

[0020] La Fig. 3 es una vista pictórica del conjunto de prueba del producto para la película Gafchromic<®>n.° 1 antes (izquierda) y después (derecha) de la exposición a10Gyen una cabina de rayos X

[0021] La Fig.4 es una representación gráfica de las mediciones comparativas de densidad óptica en función del nivel de exposición de la película frente al nivel de exposición de los rayos X.

[0022] La Fig.5 es una vista gráfica de la respuesta de la película Gafchromic<®>n.° 1 a diferentes grados de exposición a la radiación de rayos X (sin flash)

[0023] La Fig.6 es una vista gráfica de los datos RGB de la película Gafchromic<®>n.° 1 de las imágenes capturadas con el iPhone.

[0024] La Fig.7 es un diagrama de flujo del dispositivo de dosimetría de radiación.

[0025] Descripción detallada de la invención

[0026] La siguiente descripción detallada pretende ser solo representativa y no limitativa en cuanto al dosímetro descrito habilitado con una funcionalidad de cuantificación de radiación mejorada y precisa. Un experto en la materia puede derivar muchas variaciones que están incluidas dentro del alcance de la presente invención. La siguiente discusión detallada de las diversas realizaciones alternativas y preferidas ilustrará los principios generales de la invención. Como se utilizan de conformidad con la divulgación, se entenderá que los términos siguientes tienen los significados siguientes, a menos que se indique de otro modo.

[0027] Todos los porcentajes, partes y relaciones usados en este documento son en peso de la composición total, a menos que se especifique otra cosa. Todos dichos pesos en cuanto a que se refieren a ingredientes enumerados están basados en el nivel activo y, por lo tanto; no incluyen disolventes o subproductos que puedan incluirse en materiales comercialmente disponibles, a menos que se especifique otra cosa.

[0028] Como se usa en la presente, las palabras "que comprende" (y cualquier forma de comprender, como, por ejemplo "comprenden" y "comprende"), "que tiene" (y cualquier forma de tener, como, por ejemplo, "tienen" y "tiene"), "incluyendo" (y cualquier forma de incluir, como, por ejemplo, "incluyen" e "incluye") o "que contiene" (y cualquier forma de contener, como, por ejemplo, "contiene" y "contienen".

[0029] El término "Espacio de color" como se utiliza en este documento generalmente se refiere a un modelo de color (o sistema de color) y es un modelo matemático abstracto que simplemente describe el rango de colores como tuplas o números, típicamente como 3 o 4 valores o componentes de color (por ejemplo, RGB). Cada color en el sistema se representa como un punto. Al definir un espacio de color, el estándar de referencia habitual son los espacios de color CIELAB o CIEXYZ, que fueron diseñados específicamente para abarcar todos los colores que el ojo humano promedio puede ver.

[0030] El término "película Gafchromic<®>" como se utiliza en el presente documento generalmente se refiere a una película de dosimetría radiocrómica diseñada para la medición cuantitativa de la dosis absorbida de fotones de alta energía. Las características técnicas clave incluyen: (i) rango de dosis dinámico: 10Gya 1000Gy;(ii) se desarrolla en tiempo real sin tratamiento posterior a la exposición; (iii) dependencia de la energía: diferencia de respuesta mínima de 100 keV en el rango de MV; (iv) casi equivalente al tejido; (v) alta resolución espacial: puede resolver características de hasta 5 µm o menos; (vi) revestimiento activo expuesto para la detección de fotones y electrones de baja energía; (vii) nueva tecnología patentada que incorpora un tinte marcador en la capa activa: permite la corrección de la no uniformidad mediante el uso de dosimetría de triple canal y disminuye la sensibilidad a la luz/UV; y (viii) estable a temperaturas de hasta 60 °C.

[0031] El término "radiación ionizante" como se utiliza en este documento generalmente se refiere a la radiación con un nivel de energía lo suficientemente alto como para hacer que los átomos pierdan electrones y se carguen o ionicen. La radiación ionizante puede presentarse en forma de partículas de alta energía, como partículas alfa y beta, protones y neutrones, o en forma de ondas electromagnéticas, como los rayos gamma o los rayos X. Las partículas de alta energía y las ondas electromagnéticas se liberan desde los núcleos de átomos radiactivos que se están desintegrando o pueden crearse al hacer que electrones acelerados golpeen un objetivo metálico.

[0032] El término "medio de detección de radiación" como se utiliza en este documento generalmente se refiere a un medio que sufre un cambio detectable cuando se expone a la radiación. El cambio puede ser visible inmediatamente o puede requerir un proceso de desarrollo.

[0033] El término "película radiocrómica" o película como se utiliza en el presente documento, se refiere generalmente a una película que cambia de color y produce una imagen visible cuando se expone a radiación ionizante, pero que experimenta un cambio insignificante al exponerse a la luz visible u otras formas de radiación no ionizante. Esta película no requiere ningún procesamiento químico ni físico.

[0034] El término "Rad-Sure<®>", como se utiliza en el presente documento, es un indicador de irradiación sanguínea que proporciona una verificación visual positiva de la irradiación a la dosis mínima especificada. El indicador Rad-Sure<®>está disponible en dos tipos: Gamma y Rayos X. Gamma es compatible con fuentes de radiación de cesio-137 o cobalto-60, y X-Ray es compatible con irradiadores de rayos X que utilizan rayos X generados por fuentes de 160 kVp filtrados a través de 0,38 mm de cobre, o fuentes de 150 kVp filtrados a través de 1 mm de aluminio. Fabricado con película Gafchromic<®>, el dosímetro de mayor resolución del mundo, Rad-Sure<®>es el estándar para indicadores de irradiación sanguínea durante más de 25 años.

[0035] En una realización, la presente solicitud proporciona un dispositivo de dosimetría según la reivindicación 1. Por consiguiente, el indicador de dosis de radiación comprende una composición sensible a la radiación que mide la radiación e indica el cambio en la radiación. La composición sensible a la radiación se elige entre una película sensible a la radiación, un parche sensible a la radiación o cualquier otro dispositivo capaz de detectar la radiación emitida por la fuente de radiación.

[0036] Por consiguiente, la composición sensible a la radiación comprende una película sensible a la radiación tal como una película radiocrómica, una película que cambia de color instantáneamente al exponerse a la radiación ionizante y no necesita procesamiento químico es una película radiocrómica. Estas películas son ampliamente reconocidas por su gran resolución espacial excepcional que alcanza un nivel de al menos 0,025mm.Otra ventaja de la película radiocrómica es su equivalencia tisular, es decir que la dosis de radiación adsorbida es un verdadero reflejo de la dosis adsorbida por el tejido. Los materiales utilizados en la tira sensora de la película radiocrómica son una clase única de compuestos llamados diacetilenos con una fórmula general:

[0038]

[0040] en donde R<1>y R<11>son grupos sustituyentes. Los diacetilenos son monómeros sólidos incoloros. Generalmente forman polímeros de color rojo o azul con una fórmula general:

[0043]

[0045] donde n es el número de unidades monoméricas, cuando se irradian con radiación de alta energía como rayos X, rayos gamma, electrones y neutrones. A medida que aumenta la exposición, el color de la tira sensora que contiene diacetilenos se intensifica proporcionalmente a la dosis.

[0046] En consecuencia, los modelos de película radiocrómica disponibles comercialmente se fabrican bajo el nombre comercial Gafchromic<®>por Ashland Specialty Ingredients Inc. La película radiocrómica empleada en la presente solicitud se puede seleccionar entre HD-V2, EBT3, EBT-XD, MD-V3, RTQA2, XR-QA2, XR-CT2, XR-M2 y XR-RV3. Por consiguiente, la película radiocrómica tiene un rango de dosis de radiación seleccionado entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 10.000 unidades Gray (Gy) por segundo.

[0047] Por consiguiente, la película radiocrómica es una película Gafchromic<®>que tiene un componente activo que es un monómero microparticulado sensible a la radiación que está disperso en una matriz de polímero y recubierto sobre una base de película de poliéster. Cuando el componente monomérico activo se expone a la radiación ionizante, se inicia una reacción de polimerización que da como resultado la producción de un polímero colorante. Como este polímero es por naturaleza un colorante, la exposición produce coloración dentro de la película.

[0048] En otra realización, el indicador de color puede estar provisto de un tinte o pigmento o combinaciones de los mismos que funciona como un marcador. En consecuencia, el indicador de dosis se activa una vez que se emite radiación desde la fuente de radiación y este cambio se muestra visualmente como un cambio de color.

[0049] Por consiguiente, los materiales de pigmento adecuados se describen en "Pigmentos orgánicos industriales" de Hunger, "Diccionario de pigmentos" de Holes y "Manual de tinta de impresión" de Leach y Pierce.

[0050] Los ejemplos de pigmentos orgánicos e inorgánicos de color amarillo incluyen Pigmento Amarillo C.I.1, Pigmento Amarillo C.I.74, pigmentos azoicos tales como Pigmento C.I.12 y Pigmento Amarillo C.I.17 y similares.

[0051] Los ejemplos de pigmentos de color negro incluyen negro de carbón, negro de titanio, negro de anilina y similares. Los ejemplos de pigmentos de color blanco incluyen carbonato de plomo básico, óxido de zinc, sulfato de bario, óxido de titanio, blanco de plata, titanato de estroncio y similares.

[0052] Entre los pigmentos de color rojo se encuentran el rojo naftol (Pigmento rojo C.I. 2), el Pigmento rojo C.I. 3, el Pigmento rojo C.I.176 y el Pigmento rojo C.I.23, y similares.

[0053] Entre los pigmentos de color verde se encuentran, por ejemplo, el verde de ftalocianina (Pigmento verde C.I.7), el Pigmento verde C.I.36 y el Pigmento verde C.I.1, y similares.

[0054] Entre los pigmentos de color azul se encuentran el azul de ftalocianina (Pigmento azul C.I.15:3), el Pigmento azul C.I.15:6 y el Pigmento azul C.I.16, y similares.

[0055] Entre los colorantes de color azul se encuentran el azul de metileno, el Azul Ácido 1, el Azul Básico 1 y el Azufre Soluble C.I.7, y similares.

[0056] Entre los colorantes de color rojo se encuentran, por ejemplo, el Rojo Ácido 18, el Rojo Básico 1 y el Rojo Soluble C.I.8, y similares.

[0057] Los ejemplos de tintes de color verde incluyen Verde Ácido 1 y Verde Básico 1 y similares.

[0058] Los ejemplos de tintes de color negro incluyen Negro Soluble 5 C.I. y similares.

[0059] En otra realización, el medio óptico provisto en el dispositivo de dosimetría captura el cambio de color que se produjo debido a la emisión de radiación de la fuente. El medio óptico es una cámara de teléfono inteligente. En consecuencia, la cámara puede ser una cámara de teléfono inteligente como el iPhone de Apple Inc. El teléfono inteligente puede comprender una unidad central de procesamiento (CPU), una interfaz de E/S y un controlador de red, modulación de frecuencia y chip combinado Bluetooth. Además, la CPU se puede implementar como múltiples procesadores que trabajan en colaboración, como en un entorno de computación en la nube, para ejecutar las instrucciones del dispositivo de dosimetría.

[0060] En otra realización, el medio de software proporcionado en el dispositivo de dosimetría convierte el cambio de color capturado en datos de color numéricos y lo compara con datos predeterminados utilizando algoritmos de cuantificación.

[0061] En consecuencia, el color capturado está en forma de píxeles. La intensidad del color se mide en forma de "espacio de color". Un espacio de color es un método útil para que los usuarios comprendan las capacidades de color de un dispositivo o archivo digital específico. Representa lo que una cámara puede ver, un monitor puede mostrar o una impresora puede imprimir, etc. Hay una variedad de espacios de color, como RGB, CMY, HSV, HIS. Cada color se representa con un punto. Todos los puntos se identifican y se convierten en un conjunto específico de números y se miden en triples o tuplas, normalmente como componentes de 3 o 4 colores.

[0062] En consecuencia, RGB (R=Rojo, G=Verde, B=Azul) es un tipo de espacio de color que utiliza rojo, verde y azul para elaborar un modelo de color. Un espacio de color RGB se puede interpretar simplemente como "todos los colores posibles" que pueden estar formados por tres colores: rojo, verde y azul. En esta concepción, a cada píxel de una imagen se le asigna un rango de 0 a 255 valores de intensidad de componentes RGB. Es decir, utilizando solo estos tres colores, pueden existir 16.777.216 colores en la pantalla mediante diferentes proporciones de mezcla. Actualmente, los espacios de color RGB son sRGB y Adobe RGB. El sRGB fue desarrollado por HP y Microsoft en 1977, donde "S" puede interpretarse como "estándar"; mientras que Adobe RGB es una gama de colores estándar de Adobe. Para estos dos espacios de color comúnmente utilizados, Adobe RGB ofrece un espacio de color más amplio en comparación con sRGB y contiene la gama de colores CMYK (sRGB no la tiene).

[0063] Como resultado, Adobe RGB tiene capas de color más ricas y una saturación de color más baja.

[0064] En consecuencia, la radiación emitida desde la fuente de radiación se captura como cambio de color, se identifica la intensidad del color y se convierte en números utilizando el software RGB. Preferiblemente, el programa de software es "Get RGB" del Imaging Technology Group (ITG) del Beckman Institute de la Universidad de Illinois-Urbana Champaign. Es un software gratuito y de código abierto para el análisis de imágenes 2D; programa desarrollado en base a algoritmos de cuantificación.

[0065] En otra realización, los datos de color se comparan con las curvas de calibración predeterminadas de datos de respuesta a la dosis de color versus radiación. La curva de calibración es un gráfico de la señal medida (transmisión o densidad óptica) versus la dosis absorbida. Por lo tanto, la curva de calibración también puede denominarse curva de "sensibilidad a la dosis absorbida", ya que la pendiente en cualquier punto de la dosis absorbida corresponde a la sensibilidad de la película a esa dosis absorbida. En general, una curva de calibración en términos de densidad óptica tendrá una región de dosis muy baja no lineal, una región de dosis baja a media lineal o casi lineal y una región de dosis alta no lineal. La región lineal es útil para la cuantificación de la sensibilidad de la película en términos de densidad óptica neta por unidad de dosis absorbida. En la Figura 4 se ilustran varios datos de medición de densidad óptica para varias películas radiocrómicas. Las curvas de calibración para un medio de detección de radiación a menudo se preparan exponiendo una o más áreas del medio de detección a cantidades diferentes y conocidas de radiación utilizando un acelerador lineal o un dispositivo similar capaz de generar un rango de niveles de dosis conocidos. Otro método utilizado con frecuencia es exponer el medio de detección a un nivel de dosis que varía continuamente. Esto se puede hacer interponiendo una cuña de material con un espesor que varía continuamente entre la fuente de radiación y el medio de detección. Como alternativa, el medio sensible a la radiación puede colocarse entre dos bloques y posicionarse de manera que el medio esté en un plano paralelo al haz cuando se expone. En esta configuración, la dosis aplicada al medio sensible a la radiación disminuye continuamente con la profundidad debajo de la superficie superior de los bloques. Este tipo de exposición a menudo se denomina exposición a dosis de profundidad. Normalmente, las curvas de calibración se generan midiendo la respuesta del medio sensible a la radiación para diferentes niveles de dosis. En el caso de películas de radiación, es común medir la transmisión de luz o la densidad óptica del medio para numerosos niveles de dosis de radiación diferentes. Las imágenes de cambio de color medidas como valores de densidad de rojo se recortan en un programa de software seleccionado de "Obtener RGB" y se construyen varias curvas de calibración para cada lote de película de dosimetría. De este modo, se pone a disposición del usuario una biblioteca de curvas de calibración.

[0066] En otra realización, la emisión de radiación tal como rayos X, rayos gamma, una detonación nuclear o cualquier otra fuente de radiación, el sensor de radiación autoindicador del dispositivo desarrolla color, preferiblemente azul o rojo, instantáneamente. El color se intensifica a medida que aumenta la dosis, proporcionando así al usuario y al personal médico información instantánea sobre la exposición a la radiación acumulada. La intensidad del color de la tira sensora aumenta al aumentar la dosis. La dosis se puede estimar con una precisión mejor que el 20 % con una tabla de referencia de color y mejor que el 10 % usando un gráfico de calibración de densidad óptica versus dosis o una cámara de CD.

[0067] En otra realización, los conjuntos de prueba se someten a mediciones de densidad óptica. Se utiliza una cámara de teléfono celular para medir el cambio de color y se captura en forma de imágenes en modo HDR o con modo flash. Los datos de densidad roja muestran una respuesta casi lineal para las películas radiocrómicas en el rango de radiación de interés (25Gy).Sorprendentemente, se ha descubierto que la respuesta lineal en el rojo de la película radioquímica sería una opción adecuada para desarrollar una aplicación dosimétrica, al permitir correlacionar el resultado experimental de la densidad óptica en el rojo con la dosis de rayos X mediante una ecuación matemática de tipo lineal. La Figura 3 y la Figura 4 se refieren al conjunto de prueba del producto antes y después de la exposición a dosis de radiación de 20Gyy 10 Gy respectivamente.

[0068] Según un ejemplo útil para la comprensión, pero no según la redacción de las reivindicaciones, existe un método para monitorear la dosis de radiación utilizando un nuevo dispositivo de dosimetría expresada como una característica de respuesta lineal de densidad óptica-rojo de un sensor de dosis de radiación con película Gafchromic<®>dentro del rango de dosis de 0,01 Gray(Gy)por segundo a aproximadamente 2000Gy(Gray) por segundo utilizando un densitómetro fotográfico.

[0069] En consecuencia, los conjuntos de prueba fueron sometidos a mediciones de densidad óptica. Utilizando un densitómetro fotográfico X-Rite 301T equipado con un conjunto de cabezal de reflexión. Los resultados se medirán como dv (densidad visual), dr (densidad rojo), dg (densidad verde) y db (densidad azul). A medida que el color cambia de azul a rojo según la cantidad de radiación que pasa a través del sujeto de prueba, hay un aumento constante en los valores de densidad de rojo medidos con un densitómetro.

[0070] En otra realización importante, la presente invención proporciona un método preciso para monitorear la dosis de radiación utilizando un nuevo dispositivo de dosimetría expresado como una característica de respuesta lineal de la densidad óptica-roja del sensor de dosis de radiación con radiación de película Gafchromic<®>dentro del rango de dosis de 0,01 Gray(Gy)por segundo a aproximadamente 2000 (Gray)Gypor segundo utilizando un teléfono inteligente seleccionado de Apple iPhone. Las imágenes de la película recortada se proporcionan en la Figura 6. En otra realización, no de acuerdo con la redacción de las reivindicaciones, la presente solicitud proporciona un método para cuantificar la dosis de radiación emitida desde una fuente de radiación, que comprende las etapas de: (i) exponer el dispositivo de dosimetría a la irradiación, comprendiendo dicho dispositivo de dosimetría un indicador sensible a la radiación que mide la radiación y representa visualmente la cantidad de radiación emitida como cambio de color; (ii) capturar el cambio de color del indicador de dosis después de la exposición a la radiación utilizando un medio óptico; y (iii) comparar la densidad óptica del indicador de dosis con una curva de calibración predeterminada desarrollada utilizando el porcentaje de densidad óptica versus la dosis de radiación acumulada para cuantificar la dosis de radiación emitida desde la fuente.

[0071] En otra realización, los datos de dosimetría recibidos desde el medio de software se cargan en la nube, lo que permite el acceso a una pluralidad de redes de información y herramientas de gestión de software.

[0072] En otra realización, la presente solicitud proporciona un dispositivo de dosimetría como se muestra en las figuras. En la Figura 2 se muestra un dispositivo de dosimetría inventivo con sensor de dosis.

[0073] En otra realización, el flujo de trabajo general del dispositivo de dosimetría es como se muestra en la Figura 7. En otra realización, no de acuerdo con la redacción de las reivindicaciones, la presente solicitud proporciona el uso de un dispositivo de dosimetría que comprende: un indicador de dosis de radiación que comprende una composición sensible a la radiación para medir la radiación y representar visualmente la cantidad de radiación emitida como cambio de color; (ii) un medio óptico para capturar el cambio de color del indicador de dosis después de la exposición a la radiación; y (iii) un medio de software para comparar la densidad óptica del indicador de dosis con una curva de calibración predeterminada desarrollada utilizando la densidad óptica porcentual frente a la dosis de radiación acumulada para cuantificar la dosis de radiación emitida desde la fuente de radiación; en donde el dispositivo de dosimetría se utiliza en la esterilización de superficies y soluciones, imágenes médicas, pruebas de garantía de calidad de equipos médicos o industriales, medición de luz UV, procesamiento y almacenamiento de alimentos, transporte de materiales sensibles a la radiación o almacenamiento de sangre.

[0074] En otra realización, el dispositivo de dosimetría de la presente solicitud encuentra diversos usos en bolsas de sangre, su método de almacenamiento y uso. Los productos sanguíneos se irradian utilizando fotones para disminuir el riesgo de enfermedad de injerto contra huésped asociada a la transfusión (TA-GVHD). El efecto deseado de la irradiación de la sangre es inhibir la función de los linfocitos y, por tanto, prevenir la GVHD sin causar daños a las plaquetas ni a otras fracciones de la sangre. Las pautas del Reino Unido para la irradiación de la sangre establecen que todas las partes del paquete de sangre deben recibir al menos 2500cGy.Los requisitos de dosis mínima para productos sanguíneos se establecen de la siguiente manera:"La dosis de irradiación administrada (para el procesamiento de sangre) debe ser de 2500 cGy (25 Gy) dirigida a la parte central del recipiente y 1500 cGy (15 Gy) debe ser la dosis mínima en cualquier otro punto".Desde una perspectiva regulatoria, la UE requiere una función de dosímetro para que un producto indicador de este tipo posea una marca CE. Para mayor precisión, todo el reglamento de la UE establece lo siguiente: según el artículo 15.1, los dispositivos con función de medición deben diseñarse y fabricarse de forma que proporcionen suficiente exactitud, precisión y estabilidad para el propósito previsto. El límite de precisión deberá ser indicado por el fabricante. Aunque no hay especificaciones concretas sobre el grado de precisión, existen un par de normas ISO que pueden resultar útiles: la norma ISO 51929:2013, relativa a la dosimetría de la irradiación de la sangre, y la norma ISO 52628:2013, relativa a las prácticas estándar para el uso de dosímetros en el procesamiento por radiación.

[0075] En consecuencia, el dispositivo de dosimetría de la presente solicitud permite al usuario procesar el producto sanguíneo, tomar una fotografía de la ventana indicadora después del procesamiento de la sangre, la aplicación de software luego procesará la fotografía y determinará la dosis aplicada al producto sanguíneo. La estabilidad se mide con precisión hasta que se alcanza la vida útil.

[0076] El dispositivo de dosimetría actual continuará con la misma función que fue concebido originalmente, sin ninguna complejidad en su uso ni necesidad de capacitación para los usuarios finales. El nuevo indicador proporcionará datos relacionados con el nivel de radiación real que recibe cada bolsa de sangre durante su procesamiento. El indicador inventivo permitirá a los usuarios desarrollar nuevos procedimientos, datos e información con respecto a sus procesos de tratamiento de sangre.

[0077] Dentro del alcance, el indicador de nivel de radiación actual tiene el potencial de captura/retención de imágenes, interfaz inalámbrica de datos, dosimetría para simplificar la determinación del tratamiento sanguíneo adecuado y compartir archivos de resultados directamente con los sistemas deITdel hospital/centro de tratamiento.

[0078] Los siguientes ejemplos no limitativos ilustran aspectos importantes de la presente invención y no limitan de ninguna manera el alcance de la invención.

[0079] EJEMPLOS

[0080] Ejemplo 1:

[0082] Datos comparativos de películas radiocrómicas

[0084] Para demostrar el potencial de una función de dosímetro, se evaluaron una variedad de productos de película radiocrómica existentes en función de la exposición a la radiación de rayos X. Las películas o productos evaluados se presentan en la Tabla 1.

[0086] Tabla 1: Productos evaluados para potencial dosimétrico

[0088] Producto go de dosis (Gy)

[0089] Película n.º 3 70

[0090] Película n.º 2145

[0092] Película n.º 1

10 a 1000

[0094] Ejemplo 2:

[0096] Exposición a la máquina de rayos X

[0098] Las películas o productos presentados en la Tabla 1 fueron expuestos a 10, 20, 30, 40, 50 y 60Gyen una máquina de rayos X Pantak<®>Unipolar Serie 2 HF 160. La cabina de rayos X estaba marcada como XRAD-160. Este aparato estaba equipado con un dosímetro de precisión CNMC K602 para determinar la dosis real aplicada a las películas en unidades Gray (Gy). En una serie separada de exposiciones de película, también se probaron conjuntos de película Gafchromic<®>, montados de manera similar. En la Figura 3 se muestra un ejemplo de este conjunto.

[0099] Ejemplo 3:

[0101] Mediciones de densidad óptica

[0103] Las películas o productos también fueron evaluados en cuanto a densidad óptica. El equipo empleado para medir la densidad óptica fue el densitómetro fotográfico X-Rite 310T equipado con un conjunto de cabezal de reflexión (modelo 310-06). Este equipo reportó cuatro resultados de medición: dv (densidad-visual), dr (densidad-rojo), dg (densidad-verde) y db (densidad-azul). La tabla 2 presenta los resultados de los análisis realizados con el densitómetro.

[0105] Tabla 2: Resultados de densitometría de los productos sometidos a pruebas de respuesta a diferentes niveles de exposición a rayos X

[0107] Producto dv dr dg db GyPelícula n.º 3700,816 0,405 2,639 2,944 0

[0108] 1,586 1,235 2,653 2,860 10 1,842 1,430 2,615 2,808 20 1,983 1,497 2,816 2,999 30 2,047 1,538 2,824 3,048 40 2,065 1,549 2.754 3,052 50 2,148 1,655 2,833 3,003 60 Película n.º 21450,834 0,454 2,557 2,874 0

[0109] 1,600 1,256 2,636 2,847 10 1,857 1,429 2,726 2,923 20 1,994 1,528 2,757 2,955 30 2,024 1,518 2,734 2,937 40 2,066 1,589 2,652 2,907 50 2,135 1,655 2,755 2,924 60 Película n.º 1 ,237 0,201 ,30116 ,803 0

[0110] 0,332 0,336 0,346 0,811 10 0,401 0,415 0,359 0,777 20

0,455

0,507

0,424

0,849

30Producto dv dr dg db Gy0,485 0,549 0,409 0,778 40

0,558

0,643

0,476

0,839

50

[0111] 0,599 0,696 0,501 0,855 60dv-(densidad-violeta) dr-(densidad-rojo) dg-(densidad-verde) db-(densidad-azul)Al analizar los resultados del densitómetro, los datos dr (densidad-rojo) exhiben una respuesta lineal para la película Gafchromic<®>n.° 1 en este rango de exposición. En la Figura 4 se presenta un gráfico comparativo de los resultados de la densidad. La respuesta lineal en el rojo de la película n.º 1 sugiere que esta tecnología de película sería una opción adecuada para desarrollar una aplicación dosimétrica, al permitir relacionar el resultado experimental de la densidad óptica en el rojo con la dosis de rayos X mediante una ecuación matemática de tipo lineal.

[0112] Ejemplo 4:

[0113] Radiación medida como cambio de color y capturada en forma de imágenes

[0114] Se utilizó una cámara de teléfono celular para medir el cambio de color en la película radiocrómica. Se utilizó un Apple iPhone 5S (modelo A1533) equipado con la versión de software 11.2.1 (15C153) para tomar fotografías, en modo HDR o sin flash (que elimina el modo HDR). Las imágenes de película radiocrómica recortadas de este ejercicio se presentan en la Figura 5.

[0115] Utilizando el iPhone, se capturaron imágenes en modo HDR. Estas imágenes fueron recortadas y guardadas en formato de archivo .jpg. Para convertir la información de color de estas imágenes al formato RGB, se utilizó un programa llamado "Get RGB", del Imaging Technology Group (ITG) del Instituto Beckman de la Universidad de Illinois-Urbana Champaign. Los resultados (a través de la selección de puntos, no promedio) muestran que hubo una variación mínima en estos datos sin procesar y la conversión de estos datos sin procesar al formato RGB se presenta en la Tabla 3.

[0116] Tabla 3: Datos RGB para imágenes jpg en la Figura 6

[0119]

[0121] Los datos en rojo de la tabla 3 mostraron una respuesta casi lineal para la película radioquímica n.º 1 en el rango de radiación de interés. Este efecto se visualiza más fácilmente en el gráfico presentado en la Figura 5. A partir de los resultados presentados en la Figura 6, parece factible una curva de calibración lineal que relacione el color con la dosis.

[0122] Aunque la presente invención se muestra y describe con respecto a ciertos aspectos, es obvio que varias modificaciones se harán evidentes para aquellos expertos en la materia al leer y comprender la especificación y las reivindicaciones adjuntas. La presente invención incluye todas esas mejoras y modificaciones y está limitada únicamente por el alcance de las reivindicaciones.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

1.Un dispositivo de dosimetría para cuantificar la dosis de radiación emitida por una fuente de radiación, comprendiendo el dispositivo:

(i) un indicador de dosis de radiación que comprende una composición sensible a la radiación para medir la radiación y representar visualmente la cantidad de radiación emitida como cambio de color;

(ii) un medio óptico para capturar el cambio de color del indicador de dosis después de la exposición a la radiación, donde el medio óptico es un teléfono inteligente; y

(iii) un medio de software para comparar la densidad óptica del indicador de dosis con respecto a una curva de calibración predeterminada desarrollada usando la densidad óptica porcentual versus la dosis de radiación acumulada para cuantificar la dosis de radiación emitida desde la fuente de radiación, en donde la curva de calibración predeterminada es una densidad óptica roja de una película radiocrómica que tiene un rango de dosis de radiación de aproximadamente 0,01 Gray(Gy)a aproximadamente 2000 Gray(Gy).

2. El dispositivo dosimétrico según la reivindicación 1, en donde la composición sensible a la radiación es una película sensible a la radiación preparada a partir de poliacetileno o de una sal de litio, sodio, potasio o zinc del poliacetileno.

3. El dispositivo dosimétrico según la reivindicación 1, en donde la composición sensible a la radiación comprende un marcador.

4. El dispositivo de dosimetría de la reivindicación 3, en donde el marcador es un colorante o pigmento.

5. El dispositivo de dosimetría según la reivindicación 1, en el que el software comprende un programa basado en algoritmos de cuantificación para caracterizar el cambio de color en forma de espacios de color, convertir los espacios de color identificados en un conjunto de datos numéricos de dosimetría y comparar dichos datos con datos predeterminados de la relación entre el color y la respuesta a la dosis de radiación.

6.Uso de un dispositivo dosimétrico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores; en donde dicho dispositivo dosimétrico se utiliza en la esterilización de superficies y soluciones, la imagenología médica, las pruebas de control de calidad de equipos médicos o industriales, la medición de luz ultravioleta, el procesamiento y almacenamiento de alimentos, el transporte de materiales sensibles a la radiación o el almacenamiento de sangre.

7. Un método para cuantificar la dosis de radiación emitida desde una fuente de radiación, que comprende las etapas de:

(i) exponer un dispositivo dosimétrico a la radiación; dicho dispositivo dosimétrico incluye un indicador sensible a la radiación que mide la radiación y representa visualmente la cantidad de radiación emitida mediante un cambio de color;

(ii) registrar el cambio de color del indicador de dosis tras la exposición a la radiación mediante un dispositivo óptico, siendo dicho dispositivo óptico un teléfono inteligente; y

(iii) comparar la densidad óptica del indicador de dosis con una curva de calibración predeterminada, elaborada a partir de la relación entre el porcentaje de densidad óptica y la dosis de radiación acumulada, con el fin de cuantificar la dosis de radiación emitida por la fuente de radiación, siendo dicha curva de calibración predeterminada la relación entre la densidad óptica y el rojo de una película radiocrómica con un rango de dosis de radiación de aproximadamente 0,01 Gray(Gy)a aproximadamente 2000 Gray(Gy).