Radiodiagnstico historia de los rayos x [completo]

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Radiodiagnstico historia de los rayos x [completo]

  1. 1. 5/6/2010 RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS Presentado a: Dr. Honrado RAYOS X. Integrantes Julissa Alejo Fernandez 2007-0810 Carlos Gadiel Garcia Frias 2007-0733 Carlos Corniel Tapia RADIODIAGNÓSTICO 2007-0723
  2. 2. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 IntroducciónTras una exhaustiva y ardua investigación presentamos anteustedes una recopilación de información sobre la historia de los rayos X, su naturaleza, producción, importancia y sus aplicaciones.El objetivo principal de este trabajo es adquirir conocimientossobre estas importantísimas radiaciones electromagnéticas que nos facilitan el diagnostico de muchas enfermedades. pág. 2
  3. 3. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 Rayos X Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma naturaleza quelas ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible,los rayos ultravioleta y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayosgamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que seproducen por la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menorenergía y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los rayosX surgen de fenómenos extranucleares, a nivel de la órbita electrónica,fundamentalmente producidos por desaceleración de electrones. La energía de losrayos X en general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gammaproducidos naturalmente. Los rayos X son una radiación ionizante porque alinteractuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es decir,origina partículas con carga (iones). Descubrimiento La historia de los rayos X comienza con los experimentos del científicobritánico William Crookes, que investigó en el siglo XIX los efectos de ciertos gases alaplicarles descargas de energía. Estos experimentos se desarrollaban en un tubovacío, y electrodos para generar corrientes de alto voltaje. Él lo llamó tubo de Crookes.Pues bien, este tubo, al estar cerca de placas fotográficas, generaba en las mismasalgunas imágenes borrosas. Pese al descubrimiento, Crookes no continuóinvestigando este efecto. Es así como Nikola Tesla, en 1887, comenzó a estudiar este efecto creado pormedio de los tubos de Crookes. Una de las consecuencias de su investigación fueadvertir a la comunidad científica el peligro para los organismos biológicos que suponela exposición a estas radiaciones. Pero hasta el 8 de noviembre de 1895 no se descubrieron los rayos X; elfísico Wilhelm Conrad Röntgen, realizó experimentos con los tubos de Hittorff-Crookes(o simplemente tubo de Crookes) y la bobina de Ruhmkorff. Analizaba los rayoscatódicos para evitar la fluorescencia violeta que producían los rayos catódicos en lasparedes de un vidrio del tubo. Para ello, crea un ambiente de oscuridad, y cubre el pág. 3
  4. 4. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010tubo con una funda de cartón negro. Al conectar su equipo por última vez, llegada lanoche, se sorprendió al ver un débil resplandor amarillo-verdoso a lo lejos: sobre unbanco próximo había un pequeño cartón con una solución de cristales de platino-cianuro de bario, en el que observó un oscurecimiento al apagar el tubo. Al encenderde nuevo el tubo, el resplandor se producía nuevamente. Retiró más lejos la soluciónde cristales y comprobó que la fluorescencia se seguía produciendo, así repitió elexperimento y determinó que los rayos creaban una radiación muy penetrante, peroinvisible. Observó que los rayos atravesaban grandes capas de papel e inclusometales menos densos que el plomo. En las siete semanas siguientes, estudió con gran rigor las característicaspropiedades de estos nuevos y desconocidos rayos. Pensó en fotografiar estefenómeno y entonces fue cuando hizo un nuevo descubrimiento: las placasfotográficas que tenía en su caja estaban veladas. Intuyó la acción de estos rayossobre la emulsión fotográfica y se dedicó a comprobarlo. Colocó una caja de maderacon unas pesas sobre una placa fotográfica y el resultado fue sorprendente. El rayoatravesaba la madera e impresionaba la imagen de las pesas en la fotografía. Hizovarios experimentos con objetos como una brújula y el cañón de una escopeta. Paracomprobar la distancia y el alcance de los rayos, pasó al cuarto de al lado, cerró lapuerta y colocó una placa fotográfica. Obtuvo la imagen de la moldura, el gozne de lapuerta e incluso los trazos de la pintura que la cubría. Cien años después ninguna de sus investigaciones ha sido considerada comocasual. El 22 de diciembre, un día memorable, se decide a practicar la primera pruebacon humanos. Puesto que no podía manejar al mismo tiempo su carrete, la placafotográfica de cristal y exponer su propia mano a los rayos, le pidió a su esposa quecolocase la mano sobre la placa durante quince minutos. Al revelar la placa de cristal,apareció una imagen histórica en la ciencia. Los huesos de la mano de Berta, con elanillo flotando sobre estos: la primera imagen radiográfica del cuerpo humano. Asínace una de las ramas más poderosas y excitantes de la Medicina: la Radiología. El descubridor de estos tipos de rayos tuvo también la idea del nombre. Losllamó "rayos incógnita", o lo que es lo mismo: "rayos X" porque no sabía que eran, nicómo eran provocados. Rayos desconocidos, un nombre que les da un sentidohistórico. De ahí que muchos años después, pese a los descubrimientos sobre lanaturaleza del fenómeno, se decidió que conservaran ese nombre. La noticia del descubrimiento de los rayos "X" se divulgó con mucha rapidez enel mundo. Roentgen fue objeto de múltiples reconocimientos, el emperador Guillermo pág. 4
  5. 5. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010II de Alemania le concedió la Orden de la Corona, fue honrado con la medalla Rumfordde la Real Sociedad de Londres en 1896, con la medalla Barnard de la Universidad deColumbia y con el premio Nobel de Física en 1901. El descubrimiento de los rayos "X" fue el producto de la investigación,experimentación y no por accidente como algunos autores afirman; W.C. Roentgen,hombre de ciencia, agudo observador, investigaba los detalles más mínimos,examinaba las consecuencias de un acto quizás casual, y por eso tuvo éxito donde losdemás fracasaron. Este genio no quiso patentar su descubrimiento cuando ThomasAlva Edison se lo propuso, manifestando que lo legaba para beneficio de lahumanidad. La industria radiológica nació en las empresas existentes especializadas entubos con vacio, así como en las aplicaciones industriales médicas y fisiológicas de laelectricidad: - Ópticos: Radiguet, Massiot - Electrofisiologos: D’ Arsonval, Tripier, Gaiffe, C.G.R - Alumbrado eléctrico: Phillips - Telégrafo, teléfono, transportes eléctricos: Siemmens. A partir de 1896 convergen esfuerzos múltiples para la mejora del contraste yde la claridad de las imágenes. Estos esfuerzos continúan desde hace ochenta años ynada indica que esta evolución se haya detenido. La vesícula y las vías biliares se visualizaron en 1924; el árbol urinario, en1930; siempre por cirujanos asistidos o inspirados por fisiólogos y farmacólogos. Laradiología, demasiado joven, no podía asumir demasiadas responsabilidades nigrandes riesgos frente a los problemas de la toxicidad y del metabolismo. Lo que más había entusiasmado a los radiólogos, cirujanos y médicos era lapropiedad de los rayos X de atravesar los objetos y no de alumbrar únicamente lasuperficie, como hace la luz. Pero con los años, tras el entusiasmo suscitado por todo gran descubrimiento,sus limitaciones comenzaron hacerse patentes. Si bien los rayos X entran y salen de los objetos y permiten así ver los campospulmonares a través de las paredes musculares y óseas del tórax, lo cierto es quesuperponen en un solo plano los detalles anatómicos y las lesiones situadas adiferente profundidad. pág. 5
  6. 6. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 A varias décadas del descubrimiento de los rayos X corresponde a losradiólogos asumir las responsabilidades y los riesgos de su oficio; pero no hay quedespreciar la colaboración con los otros miembros del cuerpo médico, físicos,matemáticos e ingenieros. Producción de Rayos X Los rayos X son productos de la desaceleración rápida de electrones muyenergéticos al chocar con un blanco metálico. Según la mecánica clásica, una cargaacelerada emite radiación electromagnética, de este modo, el choque produce unespectro continuo de rayos X (a partir de cierta longitud de onda mínima). Sin embargoexperimentalmente, además de este espectro continuo, se encuentran líneascaracterísticas para cada material. La producción de rayos X se da en un tubo de rayos X que puede variar dependiendo de la fuente de electrones y puede ser de dos clases: tubos con filamento o tubos con gas. El tubo con filamento es un tubo de vidrio al vacío en el cual se encuentran doselectrodos en sus extremos. El cátodo es un filamento caliente de tungsteno y elánodo es un bloque de cobre en el cual está inmerso el blanco. El ánodo esrefrigerado continuamente mediante la circulación de agua, pues la energía de loselectrones al ser golpeados con el blanco, es transformada en energía térmica en ungran porcentaje. La fuerza que acelera los electrones depende de la tensión aplicadaen el interior del tubo entre el filamento (cátodo) y la pieza metálica (ánodo). Estatensión se mide en kilovoltios. De esta tensión depende la calidad de los rayos X, esdecir, de su fuerza de penetración. Los electrones generados en el cátodo sonenfocados hacia un punto en el blanco (que por lo general posee una inclinación de45°) y producto de la colisión los rayos X son generados. El recorrido de los electrones entre el cátodo y el ánodo se realiza en la zonadel tubo bajo vacio. El tubo se halla encerrado en un estuche plomado; solamente una ventana dejapasar al haz de los rayos X útil. Además, un sistema de diafragmas plomados permitereducir la dimensión del haz de los rayos X según el tamaño de la región a examinar. pág. 6
  7. 7. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 Finalmente el tubo de rayos X posee una ventana la cual es transparente aeste tipo de radiación la cual está elaborada en berilio, aluminio o mica. El tubo con gas se encuentra a una presión de aproximadamente 0.01 mmHg yes controlada mediante una válvula; posee un cátodo de aluminio cóncavo, el cualpermite enfocar los electrones y un ánodo. Las partículas ionizadas de nitrógeno yoxígeno, presentes en el tubo, son atraídas hacia el cátodo y ánodo. Los ionespositivos son atraídos hacia el cátodo e inyectan electrones a este. Posteriormente loselectrones son acelerados hacia el ánodo (que contiene al blanco) a altas energíaspara luego producir rayos X. El mecanismo de refrigeración y la ventana son losmismos que se encuentran en el tubo con filamento. Los sistemas de detección más usuales son las películas fotográficas y losdispositivos de ionización. La emulsión de las películas fotográficas varía dependiendo de la longitud deonda a la cual se quiera exponer. La desventaja que presentan estas películas es, porsu naturaleza granizada, por la imposibilidad de un análisis detallado pues no permiteuna resolución grande. Los dispositivos de ionización son aquellos que miden la cantidad de ionización(producción de iones) de un gas producto de la interacción con rayos X. Naturaleza y propiedades de los Rayos X Se trata de una radiación electromagnética en cuya escala se encuentran, enun extremo, las ondas eléctricas y de radiodifusión; en el centro los infrarrojos, la luzvisible y los ultravioletas, y en el otro extremo, los rayos X, gamma y cósmicos. Para comprender la aplicación medica de los rayos X, deben de conocersealgunas propiedades: - Son capaces de atravesar el cuerpo humano, tanto más fácilmente cuanto más penetrante son (alto kilo voltaje). - Producen una radiación secundara en el cuerpo que atraviesa. - Provoca la iluminación de algunas sales minerales esta propiedad se utiliza a nivel de las pantallas de radioscopia y de las pantallas de refuerzo colocadas en contacto con las películas radiográficas. pág. 7
  8. 8. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 - Provocan un ennegrecimiento de las emulsiones fotográficas. - Los rayos X tienen efectos biológicos que se utilizan en radioterapia. Importancia de los Rayos X en el radiodiagnóstico Antes del 8 de Noviembre de 1895, el diagnóstico médico se realizaba por elinterrogatorio al paciente, por la palpación y por la auscultación. Fue tal la magnituddel descubrimiento que a los pocos meses del anuncio, ya se realizaban en el mundoexámenes radiográficos con fines médicos, y se había inventado y popularizado lafluoroscopía. Luego, en las siguientes décadas, fue impresionante el impulso con que sedesarrolló esta especialidad. Ya no solo era cuestión de poder ver los huesos enpatología traumática u osteoarticular, sino el poder ver, con la evolución de lassustancias de contraste, otras estructuras internas como el tubo digestivo, el sistemaurinario, los vasos sanguíneos, etc. Este notable evento fue merecedor en 1901 del primer premio Nobel de Física,y resultó en un cambio trascedental en el manejo de nuestros pacientes al aportar lapiedra angular de una nueva especialidad médica de desarrollo vertiginoso: laradiología, que permitía estudiar al paciente por dentro, haciendo cada vez máspreciso el diagnóstico de las enfermedades. Aplicaciones Médicas Desde que Roentgen descubrió que los rayos X permiten captar estructurasóseas, se ha desarrollado la tecnología necesaria para su uso en medicina.La radiología es la especialidad médica que emplea la radiografía como ayudade diagnóstico, en la práctica, el uso más extendido de los rayos X. Los rayos X son especialmente útiles en la detecciónde enfermedades del esqueleto, aunque también se utilizan para diagnosticarenfermedades de los tejidos blandos, como la neumonía, cáncer de pulmón, edemapulmonar, abscesos. pág. 8
  9. 9. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 En otros casos, el uso de rayos X tiene más limitaciones, como por ejemplo enla observación del cerebro o los músculos. Las alternativas en estos casos incluyenla tomografía axial computarizada, la resonancia magnética o los ultrasonidos.Los rayos X también se usan en procedimientos en tiempo real, tales comola angiografía, o en estudios de contraste. Otras Aplicaciones Los rayos X pueden ser utilizados para explorar la estructura de lamateria cristalina mediante experimentos de difracción de rayos X por ser su longitudde onda similar a la distancia entre los átomos de la red cristalina. La difracción derayos X es una de las herramientas más útiles en el campo de la cristalografía. También puede utilizarse para determinar defectos en componentes técnicos,como tuberías, turbinas, motores, paredes, vigas, y en general casi cualquier elementoestructural. Aprovechando la característica de absorción/transmisión de los Rayos X, siaplicamos una fuente de Rayos X a uno de estos elementos, y este es completamenteperfecto, el patrón de absorción/transmisión, será el mismo a lo largo de todo elcomponente, pero si tenemos defectos, tales como poros, pérdidas de espesor, fisuras(no suelen ser fácilmente detectables), inclusiones de material tendremos un patróndesigual. Esta posibilidad permite tratar con todo tipo de materiales, incluso concompuestos, remitiéndonos a las fórmulas que tratan el coeficiente de absorciónmásico. La única limitación reside en la densidad del material a examinar. Paramateriales más densos que el plomo no vamos a tener transmisión. Riesgos a la salud La manera como la radiación afecta la salud depende del tamaño de la dosisde radiación. La exposición a las dosis bajas de rayos X a las que el ser humano seexpone diariamente no es perjudicial. En cambio, sí se sabe que la exposición acantidades masivas puede producir daños graves. Por lo tanto, es aconsejable noexponerse a más radiación ionizante que la necesaria. pág. 9
  10. 10. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 La exposición a cantidades altas de rayos X puede producir efectos talescomo quemaduras de la piel, caída del cabello, defectos de nacimiento, cáncer,retraso mental y la muerte. La dosis determina si un efecto se manifiesta y con quéseveridad. La manifestación de efectos como quemaduras de la piel, caída delcabello, esterilidad, náuseas y cataratas, requiere que se exponga a una dosis mínima(la dosis umbral). Si se aumenta la dosis por encima de la dosis umbral el efecto esmás grave. En grupos de personas expuestas a dosis bajas de radiación se haobservado un aumento de la presión psicológica. También se ha documentadoalteración de las facultades mentales (síndrome del sistema nervioso central) enpersonas expuestas a miles de rads de radiación ionizante. pág. 10
  11. 11. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 BibliografíaLas fuentes utilizadas que hicieron posible la elaboración de esta ardua investigaciónpara ser presentados en clase fueron las siguientes: - Radiología e imágenes diagnósticas. Juan esteban Gutiérrez Cadavid. Autores: Rodrigo Restrepo González, Jorge Andrés Soto Jiménez. 2da edición, 2004, paginas 2-4. - http://sisbib.unmsm.edu.pe/bvrevistas/spmi/v09n1/des_radio.htm - http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X - http://www.radiologyinfo.org/sp/info.cfm?pg=bonerad#parte_seis pág. 11
  12. 12. 5 de junio RADIODIAGNÓSTICO – HISTORIA DE LOS RAYOS X. de 2010 ConclusiónEsperamos que la información ofrecida sobre la historia de losrayos X haya satisfecho todas sus expectativas y sobretodo que hayan adquirido amplios conocimientos sobre el tema presentado.Concluimos diciendo que es por medio de este proceso, que un especialista, determina si los huesos de un paciente estánintactos o rotos, luego de un accidente. De la misma manera, uno se puede enterar de lesiones internas en los órganos. Además, los rayos x, son utilizados para descubrir si una persona posee o no, algún tumor cancerígeno. pág. 12

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