Con el paso del tiempo y el avistamiento del horizonte laboral, cada uno va encontrando su campo predilecto. En mi caso, y pese a que me presentaran con flores a las ecuaciones de Maxwell<\/a> (gracias Domingo), fue la curva de Bragg<\/a> la que cautiv\u00f3 mi inter\u00e9s. Esta curva, publicada en 1904, describe la deposici\u00f3n de energ\u00eda de un i\u00f3n positivo acelerado seg\u00fan atraviesa un medio1<\/a><\/sup>, con un pico pronunciado cerca del punto donde se frena por completo. Aplicado a la oncolog\u00eda, este fen\u00f3meno permite focalizar el da\u00f1o de un haz de iones acelerados en un punto concreto (el tumor), si se controla bien su profundidad de penetraci\u00f3n, cual si de una granada inteligente se tratase. Fue esta bonita intersecci\u00f3n de caminos entre f\u00edsica nuclear y oncoterapia la que me motiv\u00f3 a dedicarme profesionalmente a la investigaci\u00f3n en f\u00edsica m\u00e9dica2<\/a><\/sup>.<\/p>\n\n\n\n En el caso de Espa\u00f1a, este tipo de terapia acaba de aterrizar con fuerza (tras a\u00f1os de retraso), con dos centros activos, y diez m\u00e1s planificados. En protonterapia, todo recuerda a la f\u00edsica nuclear y de aceleradores. Los protones se crean a partir de una botella de agua. Tras generarse gas hidr\u00f3geno por electr\u00f3lisis, \u00e9ste se inyecta a presi\u00f3n en un medidor de ionizaci\u00f3n de Penning<\/a>, consistente en dos c\u00e1todos en los extremos, un \u00e1nodo cil\u00edndrico hueco y un campo magn\u00e9tico axial. De esta manera (regla de la mano derecha), los electrones libres se quedan atrapados entre ambos extremos, movi\u00e9ndose en espiral. Este ir y venir ioniza parcialmente el gas y lo convierte en un plasma. Algunos iones contribuyen a realimentarlo mediante emisi\u00f3n secundaria de electrones al colisionar con el c\u00e1todo. Los protones libres son extra\u00eddos y acelerados en un ciclotr\u00f3n<\/a> o sincrotr\u00f3n<\/a> de decenas de toneladas hasta \u2154 de la velocidad de la luz (230 MeV) en pulsos de 10 nanosegundos.<\/p>\n\n\n\n Utilizando dipolos y cuadrupolos, se dirige el haz de protones hasta el paciente, y unos imanes muy r\u00e1pidos, como si de una televisi\u00f3n de rayos cat\u00f3dicos se tratase, desv\u00edan los protones para que dibujen el tumor a tratar, puntito a puntito. La dosis se controla en tiempo real con c\u00e1maras de ionizaci\u00f3n calibradas previamente con copas de Faraday<\/a>, y se verifica diariamente en tanques de agua con diodos semiconductores de silicio (tipo p).<\/p>\n\n\n\n Al penetrar en el paciente, la f\u00edsica se vuelve mucho m\u00e1s compleja, pues el haz deja una mir\u00edada de part\u00edculas secundarias, cual la estela de un cometa. A trav\u00e9s de procesos de ionizaci\u00f3n, el prot\u00f3n deposita la mayor parte de su energ\u00eda. Radicales libres provocan entonces rupturas en la doble h\u00e9lice de ADN de las c\u00e9lulas tumorosas, que es lo que interesa. Pero, adem\u00e1s, cuando los proyectiles del haz son capaces de atravesar la barrera de Coulomb (umbral en 10 \u00f3 20 MeV), ocurren miles de reacciones nucleares, el\u00e1sticas e inel\u00e1sticas, con los diferentes n\u00facleos del tejido: carbono, hidr\u00f3geno, ox\u00edgeno, calcio, etc. Como resultado, se generan part\u00edculas alfa, neutrones r\u00e1pidos, deuterones, tritones, radiois\u00f3topos, algunos de ellos emisores de positrones. En ciertas reacciones inel\u00e1sticas, el n\u00facleo resultante queda en un estado excitado, y libera esa energ\u00eda inmediatamente (en cuesti\u00f3n de picosegundos) en forma de rayos gamma de hasta 6 MeV , conservando momento angular total y paridad.<\/p>\n\n\n\n Esta radiaci\u00f3n secundaria, que escapa del paciente a un ritmo de 1.000 millones de fotones (rayos) por segundo, es una mensajera muy \u00fatil: si conseguimos deducir su origen espacial con precisi\u00f3n, podemos confirmar que el haz de protones apunta al lugar correcto. Pero del dicho al hecho hay un trecho, y han hecho falta d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n para aplicar la idea con pacientes. Se han utilizado cristales centelleadores y digitalizadores como los empleados en los calor\u00edmetros del CERN, se han explorado c\u00e1maras colimadas, c\u00e1maras Compton o de producci\u00f3n de pares como en astrof\u00edsica, espectroscop\u00eda energ\u00e9tica y temporal, as\u00ed como detecci\u00f3n de fotones de aniquilaci\u00f3n antiparalelos. Tambi\u00e9n se ha ahondado en el estudio de secciones eficaces doble-diferenciales de las diferentes reacciones nucleares, y desarrollado c\u00f3digos de simulaci\u00f3n de Monte Carlo r\u00e1pidos aprovechando arquitecturas paralelas. Cambiando ahora de tercio, dependiendo del tumor, los m\u00e9dicos utilizan otra t\u00e9cnica que no requiere aceleradores: la braquiterapia<\/a>. Introduciendo directamente unas semillas pintadas de radiois\u00f3topos en el tumor mediante agujas, con una distribuci\u00f3n geom\u00e9trica planificada por radiof\u00edsicos, se obtiene un tratamiento altamente localizado y efectivo. Y de nuevo sustentado en multitud de simulaciones de Monte Carlo de electrones y fotones en tejidos org\u00e1nicos.<\/p>\n\n\n\n Pero no todo es terapia en f\u00edsica m\u00e9dica. El diagn\u00f3stico experiment\u00f3 un antes y un despu\u00e9s con el descubrimiento en 1895 de los rayos X3<\/a><\/sup>. Fueron empleados ya en la primera Guerra Mundial para asistir a los heridos, gracias al empe\u00f1o de Marie Curie<\/a>. Cien a\u00f1os despu\u00e9s, la investigaci\u00f3n ha avanzado tanto, que se ha pasado de pel\u00edculas fotogr\u00e1ficas, a archivos digitales, y a reconstrucciones 3D tomogr\u00e1ficas (TAC<\/a>) basadas en algoritmos de reconstrucci\u00f3n iterativos muy sofisticados. Hasta el d\u00eda de hoy, en diciembre de 2021, cuando se ha dado un nuevo salto y se ha introducido el primer TAC comercial de conteo individual, es decir fot\u00f3n a fot\u00f3n, cada \u201ccu\u00e1nto\u201d con su energ\u00eda, para reducir la dosis irradiada y a la vez mejorar la calidad de la imagen hasta precisiones inimaginables un siglo atr\u00e1s. En paralelo, la tomograf\u00eda por emisi\u00f3n de positrones (PET<\/a>) sigue siendo primordial para una imagen metab\u00f3lica que complemente la anat\u00f3mica.<\/p>\n\n\n\n No siempre son necesarios los fotones para obtener una imagen del paciente. Aparte de las ecograf\u00edas con ultrasonidos, en la segunda mitad del siglo XX se desarroll\u00f3 la resonancia magn\u00e9tica nuclear, una verdadera revoluci\u00f3n por no suponer dosis adicional para el paciente, por su alto contraste de tejidos blandos, y con mucha enjundia f\u00edsica detr\u00e1s sobre momentos magn\u00e9ticos y angulares, e imanes superconductores. La t\u00e9cnica se basa en la medida del tiempo de relajaci\u00f3n de los espines de los n\u00facleos de hidr\u00f3geno del paciente tras someterlos a campos magn\u00e9ticos enormes, del orden de los tesla.<\/p>\n\n\n\n Si bien en la f\u00edsica m\u00e9dica no hay un bos\u00f3n de Higgs o neutrino de Majorana por descubrir, me considero un gran afortunado por haberme decantado por esta disciplina: he podido trasladar parte de las habilidades aprendidas en la carrera al campo de la medicina, pero a la vez, y para m\u00ed sorpresa, he podido mantener muy cerca mi pasi\u00f3n por la f\u00edsica de part\u00edculas, el efecto fotoel\u00e9ctrico, las reacciones nucleares, los positrones, los rayos gamma y los espines. Y\u2026 para bien y para mal, aun queda mucho por hacer.<\/p>\nNotas al pie: La f\u00edsica y la medicina pueden parecernos dos disciplinas muy diferentes y alejadas, sin posibilidad de comunicaci\u00f3n entre ellas. Con este art\u00edculo intentaremos desmentir esta impresi\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"author":72,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[6,41],"tags":[44,54,55,42,43],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/552"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/72"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=552"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/552\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":576,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/552\/revisions\/576"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=552"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=552"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=552"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}![\"\"](\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/protonterapia_reduced-1024x768.jpg\")
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