Edith Quimby, pionera de la radiofísica hospitalaria

Edith Hinkley Quimby fue pionera en el uso de elementos radiactivos en medicina y en el desarrollo de la protección frente a los efectos nocivos de la radiación, en el campo de la física médica.

Nació en Rockford, Illinois, en 1891. Tras varias mudanzas, la familia se estableció en Idaho, donde asistió a la Boise High School. En aquellos años, tanto su padre como sus profesores B. H. Brown y Walter Bratton, fomentaron su capacidad para hacerse preguntas sobre el mundo que la rodeaba y le enseñaron a buscar sus propias respuestas en los libros y en el laboratorio. Gracias a sus excelentes calificaciones recibió una beca para cursar todos sus estudios en el Whitman College de Walla Walla, donde se licenció en matemáticas y física. Antes de proseguir con su formación, ejerció de profesora de ciencias durante dos años en Nyssa. Finalmente, en 1914 y gracias a una beca de investigación, pudo ingresar en la Universidad de California en Berkeley. Allí contrajo matrimonio con su compañero de estudios Shirley Leon Quimby y, en 1916, obtuvo su máster en Física.

Su marido, Shirley, enseñaba en el instituto de Antioquía y, cuando en 1918 tuvo que alistarse en la marina, Edith le sustituyó. En 1919, aceptó una plaza de profesora en la Universidad de Columbia que le permitió iniciar su doctorado en física. El sueldo no era suficiente para vivir en Nueva York así que tuvo que buscar trabajo. Gracias a algunos contactos de su departamento, consiguió un puesto temporal como ayudante en el primer laboratorio dedicado a las aplicaciones médicas de la radiación que el físico Gioacchino Failla había establecido en el Memorial Hospital. En un principio, Failla confesó que nunca hubiese imaginado contar con una mujer como asistente pero estuvo dispuesto a probarlo durante seis meses. La colaboración mutua acabaría prolongándose por un periodo ligeramente superior, cuarenta años, y daría lugar a avances fundamentales en la investigación sobre los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes (radiaciones con energía suficiente para ionizar un átomo).

Es importante señalar, que, una vez descubiertos los rayos X por Wilhelm Conrad Röntgen en 1895, enseguida se percibieron sus posibilidades diagnósticas y terapéuticas. Hacia 1905 el radiólogo Jean Bergonié y el histólogo Louis Tribondeau elaboraron el primer estudio riguroso sobre los efectos biológicos de los rayos X y mostraron que las células cancerígenas son más sensibles a esta radiación que las sanas. Por lo que se refiere al radio, elemento radiactivo que, como tal, se desintegra para evolucionar a una configuración de mayor estabilidad, los médicos alemanes O. Walkhof y F. Giesel observaron que la radiación que generaba actuaba sobre la piel de forma análoga a los rayos X. Así pues, en 1919, estaba bastante extendido el uso del radio para tratar el cáncer. El problema es que el campo de la Radiofísica Hospitalaria no existía y no se disponía de técnicas estándar o reguladas. Las agujas de radio se aplicaban a los tumores de manera improvisada, sin certeza alguna de que el tumor recibiese la exposición requerida. A este respecto, el trabajo de Edith fue crucial, ya que consistió en establecer el método más eficaz y seguro de usar los nuevos radioisótopos (formas de un mismo elemento que poseen un núcleo inestable) para luchar contra las enfermedades como el cáncer.

Edith determinó la cantidad de radiación emitida por los rayos X y el radio y estableció, por vez primera, los niveles de radiación que el cuerpo humano puede tolerar. A partir del estudio de la penetración de las diversas formas de radiación, corpuscular o electromagnética, en la materia viva, determinó la dosificación exacta que podía aplicarse a un paciente para minimizar los efectos biológicos sobre los órganos y tejidos sanos (“The Specification of Dosage in Radium Therapy”, American Journal of Roentgenology). Sus investigaciones proporcionaron a los médicos las primeras directrices prácticas en el uso de la radiación con fines terapéuticos.

Investigó las diferentes dosis de radiación beta y gamma requeridas para producir efectos biológicos y enfermedades dermatológicas, en especial eritemas (enrojecimiento de la piel). En base a los resultados de estos experimentos, calculó y definió el concepto de efectividad biológica relativa de la radiación (EBR), que todavía es empleado y aplicado por los radiobiólogos y que sirvió como base para determinar el factor de calidad que se usa para convertir la dosis absorbida (energía absorbida dividida por la masa irradiada) a una dosis equivalente que tiene en cuenta el tipo de radiación.

La braquiterapia es la modalidad de la radioterapia en la que la fuente radiactiva esta insertada, en contacto o en alguna cavidad del paciente. Lo dice la propia palabra, “braqui” proviene del griego y significa cercano o próximo. En esta especialidad, Quimby fue una de las primeras personas en determinar la distribución de la cantidad de radiación que recibe el tejido en función de las diversas disposiciones de las agujas de radio. Las técnicas para la elección de la agrupación de agujas más eficaz, que se describieron en el año 1932, tuvieron gran aceptación y fueron ampliamente adoptadas en los Estados Unidos. Además se consideran precursoras de las empleadas en la actualidad.

Respecto a los profesionales que trabajaban con radiaciones, Edith fue pionera en la implantación de la vigilancia dosimétrica personal mediante el dosímetro individual de película. Ya se sabía que el ennegrecimiento experimentado por una película irradiada permitía estimar la dosis recibida pero hasta entonces nadie había empleado esta propiedad para instaurar un programa dosimétrico a gran escala que informase sobre la dosis de los trabajadores. Es importante puntualizar que, en la actualidad, los dosímetros de película no se reconocen como dosímetros oficiales en el Estado Español, en el que únicamente están autorizados los de termoluminsicencia que se basan en la excitación que experimentan ciertos materiales al ser irradiados y que, tras un proceso de calentamiento, emiten luz.

En 1940 fue galardonada con la Medalla Janeway por la American Radium Society por su trabajo en el establecimiento de las propiedades del radio y en 1941 recibió la Medalla de Oro de la Radiological Society of North America. Ese año, junto a Failla, se trasladó al Colegio de Médicos y Cirujanos de la Universidad de Columbia y empezó a trabajar con los radioisótopos artificiales que se estaban creando mediante reacciones nucleares en aceleradores y reactores. Edith centró sus investigaciones en el uso del sodio y del yodo, radiactivos para el diagnóstico y tratamiento de diversos trastornos médicos así como en la protección radiológica de las personas que manipulaban dichas sustancias. Estudió la aplicación de los radioisótopos en el tratamiento del cáncer de tiroides así como en el diagnóstico de tumores cerebrales. Sus ensayos clínicos en esta línea la convirtieron en una de las pioneras de la Medicina Nuclear.

Durante la Segunda Guerra Mundial, trabajó en los efectos de la radiación para el Proyecto Manhattan de desarrollo de la bomba atómica. Por extraño que pueda parecer, dicha colaboración le permitió salvar vidas al aplicar su investigación a la mejora de métodos de protección para los trabajadores expuestos.

En el campo de los residuos radiactivos, desarrolló y enseñó nuevas técnicas para gestionar su eliminación en las instalaciones médicas. Debe tenerse en cuenta que la diversidad de prácticas radiológicas que se realizan en los hospitales conlleva el uso de gran cantidad de radioisótopos que generan, a su vez, residuos radiactivos de características muy distintas. La gestión de este material implica una gran dificultad y los avances introducidos por Edith fueron de vital importancia. Además, también fue una experta reconocida en la implementación de procedimientos para limpiar fugas radiactivas accidentales de forma segura.

Fue socia de la American Physical Society y del American College of Radiology y sirvió como presidenta de la American Radium Society en 1954. A parte, fue miembro del Advisory Committee forMedical Uses of Isotopes of the Atomic Energy Commission e hizo de consultora de terapia por radiaciones para la U.S. Veterans Administration.

A partir de 1954, en la Universidad de Columbia dedicó su tiempo íntegramente a la docencia. Como profesora de física y radiología era considerada toda una leyenda, sus clases estaban siempre muy concurridas y asistían tanto físicos, como ingenieros y biólogos. Su influencia en la protección radiológica también quedó patente en el ámbito formativo siendo pionera en la impartición de cursos sobre el uso de las radiaciones ionizantes a físicos y especialistas en física médica. Bajo su influencia, la Universidad de Columbia ofreció un máster en física radiológica y un doctorado en biofísica. Edith continuó enseñando en ambos programas muchos años después de su retiro oficial, que tuvo lugar en 1960, cuando pasó a ser profesora emérita de Radiología. Desde esta nueva posición participó activamente en la dirección del Laboratorio de Investigación Radiológica, redactó artículos científicos y escribió dos libros en los que se resume la mayor parte de su trabajo con isótopos radiactivos: Radioactive Isotopes in Clinical Practices (1958) y Safe Handling of Radioactive Isotopes in Medical Practice (1960).

Por lo que se refiere a su vida personal, Edith era una persona activa con muchas inquietudes. Felizmente casada y sin hijos, disfrutaba leyendo historias detectivescas, yendo al teatro o jugando al bridge. Pertenecía a la iglesia Episcopaliana, al Partido Demócrata y a la Liga de Sufragistas. Era una mujer atractiva y vital, que sentía verdadera pasión por su labor investigadora.

Murió el 11 de octubre de 1982 en su residencia de Manhattan.

Sobre el artículo original

El artículo Edith Quimby, pionera de la radiofísica hospitalaria se publicó en el blog Cuaderno de Cultura Científica el 26 de julio de 2013.

Sobre la autora

Laura Morrón es licenciada en Física. Como apasionada de la divulgación científica, escribe en su blog personal Los Mundos de Brana y colabora en Naukas, Pa ciència, la nostra, Desgranando Ciencia y Desayuno con fotones.