Cómo calcular fluencia, tamaño de spot y ancho de pulso en la práctica

La fluencia es la densidad de energía entregada sobre la superficie tratada y se expresa en joules por centímetro cuadrado. Su cálculo es una división: la energía del pulso, en joules, entre el área del spot, en centímetros cuadrados.

Conviene separarla de otras tres magnitudes que aparecen en los paneles. La energía, en joules, es la cantidad total entregada por el pulso y por sí sola no dice nada sobre el efecto biológico, porque depende de la superficie sobre la que se reparte. La potencia, en watts, es energía por unidad de tiempo. La irradiancia o densidad de potencia, en watts por centímetro cuadrado, es potencia por unidad de área.

Un ejemplo aclara la relación. Un pulso de 10 J emitido en 30 ms desarrolla 333 W, porque 10 dividido entre 0.03 segundos son 333.3 W. Si ese pulso se reparte sobre un spot circular de 10 mm de diámetro, cuya área es 0.785 cm², la fluencia es de 12.7 J/cm² y la irradiancia de unos 425 W/cm². La misma energía sobre la misma superficie con una duración distinta cambia la irradiancia sin cambiar la fluencia.

El error más común no está en la fórmula de la fluencia sino en el cálculo del área. En un spot circular, el área es π multiplicado por el radio elevado al cuadrado, y el radio es la mitad del diámetro. Los equipos indican el diámetro, no el radio. Además, los diámetros se expresan en milímetros y la fluencia en centímetros cuadrados: la conversión correcta es dividir el diámetro entre 10 antes de elevar al cuadrado, o calcular el área en milímetros cuadrados y dividirla entre 100.

Un cálculo resuelto paso a paso. Para un spot de 12 mm de diámetro, el radio es 6 mm, es decir 0.6 cm. El área es π multiplicado por 0.6 al cuadrado, esto es π por 0.36, que da 1.131 cm². Si se desea una fluencia de 25 J/cm², la energía necesaria es 25 multiplicado por 1.131, es decir 28.3 J.

El cálculo inverso es igual de útil. Si el equipo entrega como máximo 15 J y el spot mide 12 mm, la fluencia disponible es 15 dividido entre 1.131, esto es 13.3 J/cm². Ningún ajuste del panel podrá superar ese valor con ese spot: se trata de una limitación física del equipo, no de un problema de configuración.

Para spots rectangulares, habituales en luz pulsada intensa, el área es el producto de los dos lados. Un cabezal de 15 por 50 mm equivale a 1.5 por 5 cm, es decir 7.5 cm². Alcanzar 12 J/cm² con ese cabezal requiere 90 J por disparo.

El área crece con el cuadrado del radio. Al duplicar el diámetro, el radio también se duplica y el área se multiplica por cuatro. Con la misma energía repartida sobre cuatro veces la superficie, la fluencia queda reducida a la cuarta parte.

Esta relación cuadrática es la razón por la que los equipos con energía máxima limitada no pueden ofrecer fluencias altas en spots grandes, y explica por qué las fichas técnicas suelen indicar la fluencia máxima únicamente para el spot más pequeño. Leer ese dato sin verificar a qué spot corresponde induce a error al comparar equipos.

La tabla siguiente muestra la misma aritmética aplicada a los diámetros de uso más frecuente, con dos lecturas: la energía necesaria para alcanzar 20 J/cm² y la fluencia que se obtiene si el equipo entrega 15 J fijos.

A la aritmética se suma un fenómeno óptico que suele pasarse por alto. En la dermis, la luz del infrarrojo cercano se dispersa de forma marcada, con un recorrido libre medio del orden de un milímetro, y cada fotón dispersado lateralmente puede abandonar el volumen iluminado.

En un haz estrecho, los fotones que se dispersan hacia los lados se pierden y la fluencia en el eje central cae con rapidez al aumentar la profundidad. En un haz ancho, esos fotones son estadísticamente reemplazados por otros que se dispersan hacia dentro desde las regiones vecinas, de modo que la fluencia efectiva a una profundidad dada es mayor aunque la fluencia en superficie sea idéntica.

La consecuencia clínica es concreta: un spot de 15 mm a 20 J/cm² deposita más energía en un folículo profundo que un spot de 6 mm a 20 J/cm². La ganancia no es ilimitada; por encima de aproximadamente 15 a 18 mm el beneficio incremental disminuye, mientras el volumen de tejido calentado y la carga térmica sobre la epidermis siguen creciendo. Por ello, al pasar a un spot mayor se recomienda reducir la fluencia y no mantenerla por inercia.

El ancho de pulso no se elige por tolerancia al dolor sino por confinamiento térmico. La referencia es el tiempo de relajación térmica del blanco, que depende del cuadrado de su dimensión. Un vaso de 100 micrómetros tiene un tiempo de relajación del orden de 5 ms; la epidermis, como lámina de 60 a 100 micrómetros, del orden de 3 a 10 ms; un folículo terminal de 200 a 300 micrómetros, decenas de milisegundos.

De ahí surgen las reglas de trabajo habituales. Para pigmento epidérmico, pulsos de nanosegundos o picosegundos. Para lesiones vasculares finas, milisegundos. Para depilación, decenas de milisegundos, y con mayor razón cuanto más oscuro es el fototipo, porque el pulso largo permite que la epidermis se enfríe durante la emisión.

La contrapartida debe incorporarse al cálculo: alargar el pulso eleva el umbral de fluencia necesario para dañar el blanco, porque parte del calor se disipa mientras la energía se entrega. Pasar de un pulso corto a uno largo manteniendo la misma fluencia produce con frecuencia un tratamiento subterapéutico.

Longitud de onda, fluencia, spot y pulso forman un sistema. Modificar uno obliga a revisar los demás, y el error más frecuente consiste en ajustar un solo control suponiendo que el resto permanece equivalente.

• Aumentar el spot a fluencia constante incrementa la energía total, la profundidad efectiva y la carga térmica epidérmica; suele requerir bajar la fluencia.
• Aumentar el ancho de pulso protege la epidermis pero eleva el umbral del blanco; suele requerir subir algo la fluencia o aceptar menor eficacia por sesión.
• Pasar a una longitud de onda mayor reduce la absorción por melanina y obliga a fluencias más altas para el mismo efecto, con mayor dolor asociado.
• Reducir el spot obliga a fluencias mucho más altas para la misma energía y concentra el riesgo de daño superficial.
• Aumentar la frecuencia de repetición o el número de pases acumula calor residual y modifica el efecto real aunque los números del panel no cambien.

Ningún cálculo sustituye la observación de la piel del paciente. La aritmética indica dónde comenzar; el punto final clínico indica si el parámetro es correcto.

El procedimiento razonable consiste en elegir un área discreta y representativa del sitio a tratar, aplicar dos o tres combinaciones de parámetros identificadas, registrar la posición de cada disparo y observar la respuesta inmediata. En depilación, el punto final buscado es el eritema y el edema perifolicular. En lesiones vasculares tratadas con colorante pulsado puede ser la púrpura o el oscurecimiento transitorio del vaso, según el objetivo. En pigmento epidérmico con pulsos cortos, el blanqueamiento inmediato de la lesión.

Obligan a detener el procedimiento el blanqueamiento inmediato de la piel circundante, el aspecto grisáceo, la ampolla y el dolor desproporcionado. La lectura debe repetirse a las 24 a 48 horas y, en fototipos altos, a las dos a cuatro semanas, porque la hiperpigmentación es diferida.

El objetivo no es alcanzar una cifra publicada, sino identificar el parámetro mínimo que produce el punto final buscado en ese paciente. Perseguir un número tomado de una serie extranjera es una fuente frecuente de complicaciones.

El registro de parámetros cumple tres funciones: permite reproducir un buen resultado, permite investigar una complicación y constituye el respaldo del acto médico. Un registro incompleto vuelve imposible el ajuste racional entre sesiones.

Los datos mínimos que conviene consignar en cada sesión son los siguientes.

• Equipo utilizado, con marca, modelo y longitud de onda emitida.
• Fototipo asignado y condición de la piel el día del procedimiento, incluida exposición solar reciente.
• Tamaño de spot, fluencia en J/cm² y ancho de pulso en milisegundos.
• Modalidad y ajuste del enfriamiento empleado.
• Número de pases, existencia de traslape y número aproximado de disparos por región.
• Punto final observado y tiempo transcurrido hasta su aparición.
• Eventos adversos inmediatos y su manejo.
• Parámetros propuestos para la siguiente sesión con la justificación del cambio.

La mayoría de los errores de dosificación observados en la práctica no provienen de un mal criterio clínico sino de un descuido aritmético.

• Usar el diámetro en lugar del radio en la fórmula del área, lo que cuadruplica el área calculada y subestima la fluencia real.
• Mezclar milímetros y centímetros: un área de 78.5 mm² equivale a 0.785 cm², no a 78.5 cm².
• Confundir joules con joules por centímetro cuadrado al transcribir parámetros de una publicación.
• Suponer que una fluencia validada en un equipo es equivalente en otro con distinta longitud de onda, perfil de haz o sistema de enfriamiento.
• Ignorar que en modo de pulso dividido la energía total se reparte entre los subpulsos y el efecto no equivale al de un pulso único.
• Asumir que un spot cuadrado y uno circular del mismo valor nominal tienen la misma área: un cuadrado de 10 mm mide 1 cm² y un círculo de 10 mm mide 0.785 cm².
• No contabilizar el apilamiento de pulsos por traslape, que eleva la dosis efectiva por encima de la programada.