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Equipos de Imagen más allá de Instituciones Sanitarias
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Equipos de Imagen más allá de Instituciones Sanitarias

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  • 1. ARTE Y PATRIMONIO LOS EQUIPOS DE IMAGEN DIAGNÓSTICA MÁS ALLÁ DE LAS INSTITUCIONES SANITARIAS (I)* Autora: Sandra Pineda Monterde Técnica Superior en Imagen para el Diagnóstico Introducción En la actualidad, la Radiología es conocida por la sociedad como imágenes en blanco y negro o en escala de grises, que dan una información, normalmente anatómica, y que sólo el médico parece que conoce. Mediante estas imágenes se puede diagnosticar una lesión, una enfermedad, ver cómo el paciente se ha recuperado o tratarlo con la mayor exactitud posible. Evolución histórica de un descubrimiento A finales del siglo XIX, la Radiología fue el descubrimiento de mayor impacto social. Sin embargo, para que se produjera este acontecimiento tan importante, fue necesario el cúmulo de conocimientos legados por anteriores investigadores unido al desarrollo de tres áreas físicas cuya fusión permitieron la generación de rayos X, desde el punto de vista experimental. Los descubrimientos del Esta especialidad no sólo abarca única y exclusivamente el campo de la Medicina. La Radiología fue un hallazgo en el que participaron, sin saberlo, muchos científicos y, sin la aportación de cada uno de ellos no se habrían dado las condiciones necesarias para que se produjera, finalmente, este gran descubrimiento. Ha sido un gran progreso en la Historia al permitir de forma no invasiva atravesar cuerpos opacos y poder observar su interior en diversos planos y/o volúmenes, además de distinguir entre diversas densidades. Todo ello permite poder realizar distintos tipos de examen y llevarlos a diversos campos de aplicación, en los que jamás se hubiera imaginado que se llegaría cuando se descubrieron los rayos X. En este artículo veremos los diferentes equipos de imagen diagnóstica que son utilizados en las diversas disciplinas en las que el “paciente” presenta rasgos muy poco convencionales, como es el caso de momias, esculturas, barcos, columnas, violines, etc. Figura 1. William Gilbert, médico de la Reina Isabel I * NOTA DE LA REDACCIÓN: El contenido de este artículo no coincide plenamente con la temática de la sección de Arte y Patrimonio, aunque lo incluimos en ella para no variar el esquema de la Revista. 18 END nº 65 En esta ocasión hemos querido dar a conocer a nuestros lectores el trabajo de búsqueda, bien documentada, de una especialista del sector médico, acerca de la aplicación de las técnicas de imagen en un sector de actividad diferente al suyo, proporcionándonos, asimismo, una somera historia de los END desde sus principios.
  • 2. magnetismo, la electricidad y del vacío fueron tres elementos vitales en la historia de la Radiología. Hace más de 400 años que se empezaron a comprender y a estudiar las propiedades del magnetismo. En el año 1600 William Gilbert, médico inglés de la Reina Isabel I, publicó “The Magnete” y comenzó a teorizar sobre este fenómeno razonando sobre las propiedades eléctricas de la fricción y de la atracción fluorescente del ámbar. El científico italiano Evangelista Torricelli fue el primero en concebir la idea de crear un “espacio vacío” en conjunto con el alemán Otto von Guericke. Torricelli, en 1643, ideó el barómetro de mercurio, lo que implicaba la generación de un espacio vacío permanente. A Isaac Newton, físico, matemático y astrónomo británico, le llamó la atención el hecho de que la luz blanca se descompusiera en los siete colores del arco iris cuando los rayos solares atravesaban un prisma de cristal, este descubrimiento abriría el afán de experimentar propiedades luminosas, caloríficas y químicas del espectro electromagnético de la energía. En 1675, ideó la manera de generar corriente eléctrica dentro de una esfera de vidrio y, observó, que se podía transferir una carga eléctrica de un lado de la esfera al otro. Jean Picard, astrónomo francés, descubrió en 1678, que su barómetro emitía un haz luminoso en la oscuridad y podía producirla simplemente con agitar el mercurio. En 1709, Francis Hauskbee unió la electricidad y el vacío por primera vez. Este paso fue imprescindible para alcanzar el gran descubrimiento de los rayos X. En 1747, William Watson observó y describió con mayor detalle la luminosidad rosáceo-violeta producida por las descargas. Benjamin Franklin, descubrió los términos “positivo” y “negativo” y describió la electricidad como compuesta de partículas infinitamente sutiles. Lean-Antoine Nollet inventó el llamado “huevo eléctrico” en 1753, una combinación de tubos de vacío con máquinas de electricidad estática. William Morgan, miembro de la Royal Society de Londres en 1785, demostró que la electricidad no se podía forzar a través de ese vacío. Para los inicios del siglo XIX ya se habían logrado fusionar los principios eléctricos, el magnetismo y el comportamiento de la materia en el vacío. Por otro lado, Nicéphore Niépce, físico francés, consiguió realizar las primeras imágenes negativas en 1816, utilizando papel tratado con cloruro de plata. Pero su objetivo era lograr, directamente, imágenes positivas, para ello utilizó placas de peltre (aleación de zinc, estaño y plomo) recubiertas de betún de Judea y consiguió que se fijara con aceite de lavanda. El sistema permitió que, con la utilización de una cámara oscura modificada, impresionara una vista del patio de su casa en 1827, siendo la primera fotografía permanente de la Historia. Al procedimiento realizado de la imagen obtenida lo llamó “Heliografía”. En 1831, Michael Faraday descubrió la inducción electromagnética, inventó la dinamo y el trasformador. Fue el primero en introducir los conceptos de los iones, del ánodo y del cátodo. En 1850 Johann Heinrich Geissler, mecánico y soplador de vidrio, fue uno de los grandes impulsores creando tubos de vacío con un electrodo en cada extremo. William Crookes mejoró los tubos geisslerianos al disminuir la presión del gas encerrado. Otros físicos e investigadores que estuvieron relacionados directamente con el descubrimiento de los rayos X fueron James Clerk Maxwell, quien definió la teoría electromagnética de la luz y Hermann von Helmholtz, con su teoría de la dispersión del espectro e inventor del oftalmoscopio. Hertz, en 1888, produjo las primeras ondas electromagnéticas u ondas hertzianas y fue el descubridor del efecto fotoeléctrico. Goldstein estudió el espectro de colores producidos por el tubo de vacío al pasar la corriente denominándolos rayos catódicos. El húngaro Philipp Lenard, en 1894 presintió la existencia de los rayos X, aunque pensó que eran de la misma naturaleza que la luz. Observó que los rayos catódicos podían salir del tubo donde se originaban y produjo un tubo al vacío con una placa de aluminio acoplada en un extremo como un diafragma. Joseph John Thomson midió el flujo catódico, donde encontró electrones en estado libre, dato que reveló en 1897. Figura 2. Tubo de descarga en gas (1862) 19 END nº 65
  • 3. ARTE Y PATRIMONIO En la tarde de un viernes del 8 de noviembre de 1895, Wilhelm Conrad Röntgen repetía los experimentos de Lenard con un tubo de Hittorf-Crookes sin ventana. Hizo pasar la descarga por el tubo viendo cómo, a cierta distancia, en un papel con una capa sensible de platinocianuro de bario, aparecía una fosforescencia del compuesto químico. Alejó unos dos metros el papel sensible para, así comprobar, si se seguía produciendo la fluorescencia y, observó que seguía siendo visible. Sus razonamientos prosiguieron, creyó que, si aquello era una radiación desconocida, una luz invisible, si interponía un objeto debería verse la sombra en aquella pantalla fluorescente. Llevaba en su bolsillo una baraja de cartas e hizo su primer experimento, interponiendo un naipe delante de la pantalla sin observar cambio alguno, lo atravesó como si fuera completamente transparente. Siguió experimentando y, llegó a la conclusión, de que aquella radiación, además de ser invisible, atravesaba los cuerpos opacos. el que se apreciaba la silueta de unas pesas metálicas, pero no la caja que las contenía y vio cómo se cumplía que, no todos los cuerpos se comportan de igual forma frente a los nuevos rayos. En uno de sus ensayos, su mano se interpuso en la trayectoria de los rayos y descubrió la imagen de los huesos de su dedo, realizó de nuevo el ensayo para, así comprobar, que la imagen ósea en la pantalla no era una mera ilusión. Finalmente, el 22 de diciembre fotografió los huesos de la mano de su esposa Bertha con su alianza matrimonial, en una exposición de unos quince minutos. Su primera comunicación fue realizada el 28 de diciembre de 1895. Röntgen postuló que los rayos también se propagaban en línea directa, que disminuían su intensidad en una proporción inversa al cuadrado de la distancia, que no podían ser reflejados o refractados y que, a diferencia de los rayos catódicos, no eran directamente detectados por un magneto. También los diferenció de los rayos ultravioleta. Thomas A. Edison intentó comprar la patente a Röntgen, pero éste se negó y rechazó patentar su descubrimiento. En 1898 Edison desarrolló el fluoroscopio de platinocianuro de bario. Había rumores de que se podían ver a las mujeres desnudas, aprovechando así los mercaderes y fabricantes de ropa interior para enriquecerse mediante supuestas prendas anti-rayos X. Incluso se llegó a decir que los rayos X podían transformar metales viles en oro, encontrando muchos crédulos. Figura 3. Wilhelm Conrad Röntgen en 1895 20 END nº 65 Röntgen recibió el Primer premio Nobel de Física en 1901, el cual donó a la Universidad en apoyo a la investigación. Nunca ocultó que se basó en trabajos de otros investigadores como: J.Plucker, J.W. Hittorf, C.F. Varley, E. Goldstein, Sir William Crookes, y P. Lenard. El descubrimiento fue una revolución, la radiología señaló el comienzo de la era de la electrónica. En 1913 Coolidge desarrolla el tubo de rayos X de filamento caliente, un tubo de vacío que permitía seleccionar independientemente mA y kVp con gran precisión. Debido a que el origen de los rayos aún no era conocido y tampoco directamente observados, los llamó rayos X. Se encerró todo un mes para seguir experimentando. Para documentar sus experimentos y la verificación de éstos, los fotografió y vio cómo sus cajas de placas fotográficas estaban veladas. Siguió investigando, obteniendo el resultado del revelado en Según la evolución histórica de este gran descubrimiento, es de evidenciar que los rayos X nacen de una sucesión de inventos y hallazgos de diversos protagonistas, los cuales se influyeron, mutuamente, entrelazando investigaciones, aportando importantes ideas y teorías para, finalmente, concluir con uno de los descubrimientos más importantes de la humanidad.
  • 4. • Radioactividad: tras el descubrimiento de los rayos X, en 1896 Antoine-Henri Becquerel estudiaba las propiedades de la materia, y consideró que los minerales que eran fluorescentes de forma natural podrían emitir rayos similares a los de los rayos X bajo la influencia de la luz. Becquerel decidió estudiar las sales de uranio y detectó la emisión espontánea de rayos en ausencia de luz. Trabajó los efectos biológicos de la radioactividad en él mismo llevando un tubo con uranio en su bolsillo del chaleco durante unas horas. Posteriormente observó una quemadura en la piel. Marie Curie Slodowska, en 1897 y su esposo Pierre Curie, buen amigo de Becquerel; en 1898, comenzaron a trabajar en las emanaciones radiactivas del uranio. Marie confirmó que el uranio era una fuente activa de ionización mediante la emisión de radiaciones. En julio de 1898 aíslan un elemento radioactivo del uranio descubriendo polonio y, en diciembre, aíslan el radio. El matrimonio Curie recibió el Premio Nobel de Física en 1903 junto a Becquerel por los descubrimientos de la radioactividad. flujo de éstos en las raíces de la planta hasta las hojas. Geiger y Müller construyen la primera versión de un detector de radiaciones en 1927, el invento detectaba partículas beta (electrones) y fotones electromagnéticos ionizados. Ernest O. Lawrence inventa el ciclotrón abriendo la posibilidad de crear radioisótopos en 1929. En 1931 se construye el primer ciclotrón. Frederic Joliot e Irene Curie descubren, en 1934, la radioactividad artificial, mediante el bombardeo con partículas α “Alpha”. En 1946 se construye el primer reactor productor de radionúclidos. En 1951 se construyó el Scanner con cristal de centelleo de yoduro sódico permitiendo realizar las primeras gammagrafías. Hal Anger construye la cámara de centelleo de detector fijo en 1963. Este desarrollo de la gammacámara fue revolucionario. En 1975 se desarrolla la técnica PET por M.M Ter Pogossian, M.E. Phelps y E.J. Hoffman, aunque la aparición definitiva se inicia en la década de los 80 evolucionando hasta el día de hoy. • Ultrasonidos: El desarrollo de los ultrasonidos fue más lento en comparación con el de los rayos X. En 1794 Spallanzani observó que los murciélagos se guiaban mediante ondas sonoras no audibles por los humanos, y más tarde, en 1880, Pierre y Jacques Curie descubrieron el efecto “piezoeléctrico”, donde se produce una carga eléctrica en respuesta a una presión mecánica sobre ciertos materiales como el cuarzo y ciertas cerámicas. Un año más tarde, aplicando cargas eléctricas a estos materiales que producían vibraciones transmitiéndose al medio ambiente como ondas sonoras y viceversa, descubrieron el principio del transductor del ultrasonido, el cual genera y detecta energía ultrasónica simultáneamente. Figura 4. Marie Curie Slodowska • Medicina Nuclear: tras el descubrimiento de la radioactividad por el matrimonio Curie y Becquerel, Georg von Hevesy en 1923, es el primero en utilizar trazadores radioactivos para estudiar sistemas biológicos mediante el seguimiento del Más tarde, la técnica se desarrolla en la década de los años 20 a partir del ecómetro. Con la aparición de la Primera y Segunda Guerras Mundiales, Laugevin desarrolló el sonar naval y los detectores de fallos en los metales por ondas ultrasónicas, principalmente, para la detección de submarinos. En el terreno médico, Karl Dussik y su hermano Friederick, en 1947 y 1948, introdujeron el “hiperfonógrafo” para ver “ventriculogramas”, siendo 21 END nº 65
  • 5. ARTE Y PATRIMONIO corregidos por Guttner cuatro años después, dado que lo que estaban ellos observando era la bóveda craneana a nivel del cerebro y no el sistema ventricular. Douglass Howry, en 1948 ya comenzó a trabajar con ultrasonido diagnóstico, perfeccionó el sistema con una máquina en la cual, bajo una inmersión, se exploraron las diferentes estructuras y, demostró, por primera vez, ciertas áreas anatómicas. Estableció el “contacto” sónico a través de diferentes elementos como el agua. Finalmente se estableció el sistema ultrasónico en tiempo real como lo concebimos en la actualidad. • Tomografía Computarizada: El primero que aplicó el principio de la tomografía lineal, en 1914, fue K. Mayer, radiólogo polaco. El matemático y austriaco Johann Radon desarrolló, en 1917, el trabajo del principio de la tomografía computarizada y generó las fórmulas matemáticas que permiten reconstruir la imagen tridimensional de un objeto. series de proyecciones angulares obtenidas con incrementos del ángulo en 7 grados y medio. Godfrey Hounsfield, describió la tomografía axial computarizada en 1971. El primer trabajo de Godfrey Hounsfield fue realizado con rayos gamma y necesitó nueve días para adquirir la información (cerca de 28.000 mediciones) y dos horas y media para la reconstrucción de las imágenes. Utilizando más tarde una fuente de rayos X redujo el tiempo de adquisición a nueve horas. El primer prototipo clínico fue introducido en 1972 por Hounsfield. El aparato consistía en un tubo de rayos X colocado en un caballete que permitía su rotación y movimiento. Además, se colocaron detectores de sonido a cada lado y la información fue procesada por ordenador y reconstruida en una matriz de 80 x 80 líneas con un pixel de 3 mm. La adquisición duraba aproximadamente cuatro minutos y medio y la reconstrucción un minuto por cada imagen. La segunda generación de tomógrafos, llamada EMI 5.000, mejoró la velocidad de adquisición, el tiempo de reconstrucción y la resolución de matriz. Paulatinamente, se fueron creando nuevas máquinas por diversas compañías obteniéndose diferentes generaciones más modernas. La principal diferencia entre la tercera y la cuarta generación de escáner la constituyó la relación de los detectores con el tubo de los rayos X. Figura 5. Johann Radon 22 END nº 65 Los primeros equipos de tomografía convencional en el plano axial se introdujeron en 1952 y, posteriormente, el “Politome”, con movimiento hipocicloidal, marcó la innovación tecnológica. En 1964, Allen M. Cormack publica su trabajo sobre la reconstrucción de los coeficientes de atenuación del corte de un objeto, mediante En la tercera generación de tomógrafos, el tubo de rayos X y los detectores se oponen, uno al otro, a lo largo de la circunferencia del brazo, rotando sincrónicamente. En los tomógrafos de cuarta generación los detectores son estacionarios en un radio de 360 grados y el tubo gira independientemente mediante un anillo deslizante. El número de detectores se incrementó de 500-700 en la tercera generación a 1.200‑2.400 en los de cuarta generación. Se mejoró el tiempo de exposición hasta un segundo y también la velocidad de reconstrucción y resolución de las imágenes. El más reciente avance tomográfico es el desarrollo de la tomografía en espiral en 1990, donde el principio fundamental es la adquisición de imágenes volumétricas mediante una rotación
  • 6. continua del tubo sobre el avance constante de la mesa en donde se encuentra el paciente. Esta tecnología actual permite una óptima resolución, disminución del tiempo del estudio y por último reconstrucciones tridimensionales y multiplanares simulando las imágenes obtenidas en los cortes originales. • Resonancia magnética: desde años atrás, se conocen las propiedades magnéticas de algunas sustancias. Hace 5000 años ya se conocían las propiedades de las agujas imantadas. Gilbert con su exposición “The Magnete” fue el primero que expuso las características de imán que ejercía la tierra. A principios del siglo XX prácticamente se inició la era atómica, participando directamente varios físicos y científicos quienes aportaron sus conocimientos para el desarrollo de la resonancia magnética, incluidos Einstein, con su teoría de la relatividad; Thomson, quien probó la existencia de los electrones y Rabi quien realizó el primer experimento de resonancia magnética nuclear. y, por otro lado, Edward Purcell y asociados en Harvard. Las obras de Bloch y Purcell han sido la base por la que posteriores trabajos comenzaron a demostrar la viabilidad de esta nueva técnica de obtención de imágenes. Ellos demostraron que el núcleo giraba en un rango de radiofrecuencia determinado, el cual a su vez podía ser afectado o detectado por ondas de radio haciéndoles merecedores en el año 1952 del Premio Nobel. Raymond Damadian, en 1971, introdujo el concepto de T1 y T2 relacionados con los tiempos de relajación de los tejidos, a su vez, en relación directa con los átomos de hidrógeno y de agua. En 1973 Paul Lauterbur publicó la primera “imagen” de dos recipientes de agua, un objeto heterogéneo. Al año siguiente, creó la primera imagen biológica de un ratón en la Universidad de Aberdeen. Posteriormente, en diferentes trabajos de grupos y autores, se fueron perfeccionado las técnicas y determinando la utilidad clínica con exámenes periódicos. Desde 1980, la resonancia magnética fue aceptada como método de diagnóstico. En esta misma década se eliminó la palabra nuclear por su connotación poco popular. Kaufman y Crooks desarrollaron un sistema de imagen sofisticado de cortes múltiples con los cuales pudieron estudiar un tejido completo y determinar la normalidad o la patología. Diagnóstico por imagen El diagnóstico por imagen se basa en el uso de diversos principios físicos (radiaciones ionizantes, emisores de ondas, ondas electromagnéticas o isótopos radioactivos) para visualizar la estructura interna, su composición y su función, con finalidades diagnósticas y terapéuticas. Figura 6. Isidor Isaac Rabi La primera demostración exitosa de resonancia magnética nuclear fue publicada en “Physical Review” en 1946 por dos grupos independientes de físicos, Félix Bloch y colaboradores en Stanford Anteriormente se le denominaba radiología médica y se basaba en el estudio de las radiaciones (especialmente los Rayos X) y sus posibles aplicaciones en el tratamiento de enfermedades y su diagnóstico. Para generar la imagen de estudio, era necesario que la propiedad de la radiación de los rayos X impresionara una emulsión fotográfica y así obtener la radiografía. 23 END nº 65
  • 7. ARTE Y PATRIMONIO La imagen radiográfica se produce como consecuencia de la propiedad de estas radiaciones de impresionar una emulsión fotográfica y de la distribución variable de la intensidad de la radiación, que emerge de la zona del cuerpo o pieza/estructura radiografiada. Esto se debe, principalmente, a las diferencias de espesor o a la presencia de las diferentes sustancias que la constituyen. La radiografía es la materialización de una sombra o “imagen radiográfica” proyectada sobre una película fotográfica por un objeto situado entre la película y el foco emisor de la radiación o mediante procesos informáticos en otros casos. Años atrás se utilizaba un sistema analógico compuesto por un chasis con película para realizar una radiografía. Hoy en día se ha sustituido por dos sistemas digitales: la Radiología Digital Indirecta o CR (radiología computarizada) y la Radiología Digital Directa o DR. En cambio, en la radiología industrial o en la valoración de obras de arte, los exámenes se realizan con película radiográfica, debido a que en estos campos la radiografía requiere más calidad. Para conseguirlo, se utilizan películas de granos de plata muy pequeños para obtener un resultado con mayor contraste. En la actualidad, la calidad digital no supera a la calidad analógica en la radiología industrial pero se da la paradoja que, una vez obtenidas analógicamente, se digitalizan las imágenes para poder almacenarlas en los sistemas informáticos. No obstante, se cree que en un futuro se consiga instaurar la radiología digital en campos como el arte y la industria. • Radiaciones Ionizantes: los efectos de las radiaciones en los organismos vivos y sus características son estudiados por físicos, biólogos y químicos principalmente. El término “radiación” significa básicamente transferencia de energía de una fuente a otra. 24 END nº 65 Existen radiaciones electromagnéticas de varios tipos (energías), entre las que se encuentran la energía eléctrica, las ondas de radio y televisión, las ondas de radar, las microondas, la radiación infra-roja, la luz visible, la radiación ultravioleta, los rayos X, la radiación gamma y los rayos cósmicos, entre otros. Existen radiaciones ionizantes y no ionizantes. Las radiaciones ionizantes son aquellas con energía suficiente para desligar a un electrón de un átomo y esto produce un proceso llamado ionización. Este proceso es la formación de un par de iones (el negativo y el positivo). El 70% de la exposición a radiaciones ionizantes proviene de fuentes naturales, la mayoría están en el aire, alimentos, corteza terrestre y el espacio (rayos cósmicos). Las radiaciones artificiales son idénticas a las naturales pero producidas por los aparatos utilizados en radiología o algunos empleados en radioterapia. • Principales unidades y términos: el Röntgen, unidad de exposición en aire, es la cantidad de radiación electromagnética (rayos X o rayos gamma) necesaria para producir una determinada cantidad de ionización por unidad de aire. El röntgen (R) es aplicable únicamente para exposición en aire de radiación electromagnética de menos de 2 Megaelectronvoltios (MeV) y no es aplicable para partículas. El rad (del inglés “radiation absorbed dose), mide la energía absorbida o dosis. En tejidos blandos un rad es, aproximadamente, igual a un Röntgen. Actualmente el sistema internacional de medidas utiliza como unidad de radiación absorbida al Gray (Gy), que equivale a la energía absorbida por kilogramo de sustancia irradiada. El Röntgen, el rad y el Gy son parámetros físicos. Para reflejar la respuesta biológica a las radiaciones ionizantes, se utiliza el rem que proviene de las siglas en inglés “röntgen equivalent man” y el Sievert “Sv” que es la unidad utilizada para el sistema internacional, por lo que puede ser utilizada para comparar efectos de diferentes radiaciones. PRINCIPALES UNIDADES Y SU EQUIVALENCIA PARÁMETROS 1 Röntgen (R) eq. ≈ 1 Rad FÍSICOS RRII 100 Rad eq. 1 Gray (Gy) u/int. RESPUESTA BIOLÓGICA RRII 100 Rem eq. 1 Rem eq. MIDEN LA RADIACIÓN Curio (Ci) eq. 3,7 x 1010 Bq Bequerelio (Bq) eq. 1 desintegración radioactiva x seg. u/int. Tabla 1. Unidades y equivalencias 1 Sievert (Sv) u/int. 10 milisieverts (mSv) u/int.
  • 8. La unidad tradicional Curio (Ci), en honor de Curie, y la unidad internacional Bequerelio (Bq) se utilizan para medir la radiación. • Efectos de la radiación ionizante: los efectos que la radiación ionizante tiene sobre los tejidos vivos pueden ser microscópicos o macroscópicos, inmediatos o tardíos (diferidos), locales y/o corporales, somáticos y/o hereditarios, estocásticos y/o determinísticos (antes conocidos como no estocásticos). Los efectos estocásticos de las radiaciones ionizantes son aquellos que relacionan la probabilidad de contraer una enfermedad con la dosis de radiación ionizante recibida, se les puede asociar un factor de riesgo. Un ejemplo sería la probabilidad de presentar alteraciones hereditarias (genéticas) si el sujeto es expuesto a una dosis de 100 rads. No existen umbrales puesto que esta probabilidad podría darse con dosis de 200 rads, de 2 rads, de 0.2 rads, etc. Los efectos determinísticos son aquellos que relacionan la intensidad de un efecto con la dosis recibida. Un ejemplo es que a mayor dosis de radiación ionizante recibida, mayor severidad de algunas alteraciones. Entre las alteraciones determinísticas más comunes se encuentran la formación de cataratas y el eritema post-radiación. A diferencia de los efectos estocásticos, para los efectos determinísticos sí existe una dosis umbral, por debajo de la cual estos efectos no se presentan. Debido a los daños biológicos que puede producir en el organismo las radiaciones ionizantes, según los niveles permitidos de radiación a TPE (trabajadores profesionalmente expuestos) y al público en general, se debe tomar una serie de medidas de radioprotección. Esto conlleva una correcta metodología y aplicación de normas de radioprotección en la realización de la prueba o examen radiológico. Además de salas plomadas y controladas según la normativa existente, los TPE poseerán su dosímetro personal y tomarán medidas de protección física mediante el uso de delantales plomados, protectores de tiroides y/o guantes plomados en el caso que se requiera. En la tabla siguiente se observan los límites anuales de radiación recomendada por la ICRP, del Reglamento sobre Protección Sanitaria contra RRII aprobado por RD 783/2001, para los trabajadores profesionalmente expuestos. TIPO DE EXPOSICIÓN REGLAMENTO DE PROTECCIÓN Dosis efectiva durante 5 años oficiales consecutivos Sujeto a una dosis efectiva en cualquier año oficial 100 mSv Dosis equivalente por año oficial para cristalino 150 mSv Dosis equivalente por año oficial para piel, promediada sobre cualquier superficie de 1 cm2. Dosis en manos, antebrazos, pies y tobillos 500 mSv 50 mSv Tabla 2. Tipos de exposición • Equipos de diagnóstico por imagen: para poder generar la imagen mediante las diferentes técnicas que se utilizan, los equipos de imagen diagnóstica precisan de la radiación electromagnética ionizante, ondas ultrasónicas, pulsos de radiofrecuencia o la radioactividad de isótopos radiactivos. También es necesario un sistema informático junto a softwares especializados para el proceso de la imagen, todos ellos diferentes para cada tipo de equipo. De esta manera se consigue diagnosticar una enfermedad, tratarla, realizar investigaciones, hacer controles de calidad mediante ensayos no destructivos, verificar autentificaciones, etc. • Los Rayos X en equipos de radiología convencional: en la radiología convencional se utilizan los rayos X, una radiación electromagnética ionizante. El equipo consiste en un tubo de rayos X por el cual se genera y sale un haz de rayos X, la consola del operador, un generador de alta tensión, chasis y/o “bucky”. Estos pueden ser portátiles, quirúrgicos o estáticos. Dentro de la radiología convencional podemos encontrar otros equipos que también utilizan radiaciones ionizantes como el ortopantomógrafo, el densitómetro o el mamógrafo. Las ventajas de la radiología convencional son la sencillez, la importante información que nos ofrece y que es una técnica de diagnóstico económica comparado con otras. En el caso de desventajas, al ser radiaciones ionizantes, pueden 25 END nº 65
  • 9. ARTE Y PATRIMONIO producir efectos biológicos estocásticos o deterministas, y estos estudios están contraindicados a pacientes y/o profesionales embarazadas porque pueden producir malformaciones al feto entre la 3ª y 8ª semana de gestación, retraso mental entre la 8ª y 15ª semana, y durante el último trimestre puede incrementar la probabilidad de cáncer o leucemia en menores de 15 años. Figura 7. Tubo de Rayos X • Radioactividad en equipos de Medicina Nuclear: la radioactividad es utilizada en la medicina nuclear mediante los radiotrazadores o radiofármacos. Estos están formados por un fármaco transportador y un isótopo radioactivo. Generalmente, el radiofármaco es introducido en el organismo para distribuirse y, posteriormente, poder ser detectado mediante un aparato detector de radiación llamado gammacámara. Después se procesa la información almacenada digitalmente y se obtienen imágenes funcionales y moleculares, revelando si hay, alteraciones a nivel molecular o funcional. Los radiotrazadores poseen una doble naturaleza molecular que hace posible la distribución de forma específica y la detección de los isótopos radioactivos emisores gamma artificialmente incorporados. La Medicina Nuclear tiene varios ámbitos de aplicación: la diagnóstica, la terapéutica, la preventiva y la de investigación. 26 END nº 65 Entre los equipos utilizados encontramos la gammacámara, un dispositivo de captura de imágenes utilizado comúnmente como instrumento para el estudio morfológico o funcional, obtiene las imágenes a partir de la detección de la radiación γ procedente del Radiofármaco administrado al paciente. Otros equipos que se utilizan en la medicina nuclear, son las gammacámaras híbridas a las que se le ha incorporado un TC para obtener una imagen anatómica además de la imagen que proporciona la gammacámara, mediante unos programas informáticos. El equipo Tomógrafo PET (tomografía por emisión de positrones), permite realizar imágenes que muestran el metabolismo y el funcionamiento de tejidos y órganos, basándose en el consumo de glucosa mediante trazadores radionucleidos emisores de positrones en vez de emisores de radiación gamma; éste consta de una corona circular que va pasando sobre una camilla, en él también encontramos híbridos con el TC o la Resonancia Magnética. La Medicina Nuclear juega un importante papel en la medicina, ya que en la mayoría de casos se puede detectar alteraciones o enfermedades de órganos mucho antes de que se manifieste algún síntoma que alerte al paciente. Tiene una alta sensibilidad en las pruebas, el especialista puede visualizar los procesos fisiopatológicos a nivel molecular, tiene un coste inferior y puede conseguir información más precisa, etc. El inconveniente es que en algunos casos la imagen puede ser de baja calidad morfológica, en ocasiones obtenemos una baja resolución espacial y por lo tanto la prueba puede ser algo inespecífica. • Ultrasonidos en equipos de ecografía: los ultrasonidos (US), son empleados en el ecógrafo que utiliza energía mecánica de las ondas ultrasónicas y aprovecha las propiedades acústicas de la materia para observar las estructuras del interior del cuerpo. Son vibraciones mecánicas de igual naturaleza que los sonidos audibles y su frecuencia es de 20 KHz a 1 GHz. La exploración que se realiza, es a tiempo real recibiendo la información inmediata a través del monitor de vídeo. El equipo consiste en un transmisor, un panel de control, una unidad de procesamiento, un transductor y un monitor de vídeo. El transductor emite unos impulsos de US, que se propagan en la estructura o cuerpo produciendo ecos que se convierten en señal eléctrica y con un software adecuado en el monitor se obtiene una imagen. La ventaja de esta técnica es que proporciona una imagen clara de los tejidos blandos que no se visualizan bien en las imágenes radiográficas
  • 10. (dentro del campo de la medicina) y es una exploración inocua sin efectos tardíos en seres humanos, por ello su uso durante la gestación. Respecto a los inconvenientes, es una técnica muy dependiente del operador y es necesaria una gran experiencia para la adquisición de buenas imágenes sobre las que realizar el diagnóstico. de numerosas áreas del cuerpo. Como inconveniente, existe la leve posibilidad de padecer algún tipo de lesión como consecuencia de la exposición excesiva a la radiación. La dosis efectiva para este procedimiento está alrededor de 2 mSv, similar al porcentaje de radiación de fondo que una persona recibe en ocho meses. Las mujeres han de informar si existe cualquier posibilidad de estar embarazadas. • Pulsos de radiofrecuencia en resonancia magnética: la resonancia magnética es un equipo que envía señales electromagnéticas sobre un cuerpo y cuyas respuestas resonantes son capturadas y tratadas por un software, para ser visibles en un monitor y posteriormente almacenadas. La obtención de las imágenes se consigue mediante estimulaciones de los protones de hidrógeno de átomos del organismo a la acción de un campo electromagnético con un imán. Los protones se alinean con el campo magnético y cuando se interrumpe el pulso vuelven a su posición original de relajación, liberando energía y emitiendo señales de radiofrecuencia que son captadas por un receptor y transformadas en imágenes mediante software. Figura 8. Equipo para ecografía médica • Rayos X en equipos TC: la Tomografía Computarizada es un equipo que utiliza la radiación electromagnética ionizante, rayos X. Realiza cortes orientados verticalmente al eje corporal, llamados habitualmente corte o secciones axiales o transversales. Para cada corte el tubo de rayos X rota alrededor del paciente para la obtención del grosor preseleccionado. Los rayos X que atraviesan al paciente alcanzan los detectores situados enfrente del tubo. Gracias a la técnica helicoidal o espiral, de un volumen único y continuo de datos ha permitido mejorar significativamente las imágenes de algunas estructuras estableciéndose diferentes formas de reconstrucción 3D. Las ventajas de este equipo son la capacidad de obtener imágenes de todas las estructuras al mismo tiempo, detalladas y rápidamente. Es rentable y menos sensible al movimiento que la Resonancia Magnética. Es una buena herramienta para guiar procedimientos de invasión mínima como biopsias por aspiración y aspiraciones por aguja Además del campo magnético principal, el equipo también se compone de otros campos magnéticos secundarios más débiles llamados gradientes, éstos superponen un campo magnético creciente gradual y longitudinal, para así obtener solamente la información que necesitamos. Normalmente, existen tres gradientes para capturar en las tres dimensiones. Simultáneamente, este equipo necesita unas bobinas de radiofrecuencia para enviar los pulsos y recibir la señal resultante. Existen varios tipos de bobinas, como las de volumen que se utilizan para cráneo, rodilla u hombro; las de compensación (shimming), de gradiente, o las de superficie (antenas de cardio, ATM o columna). Las ventajas de este tipo de estudios son que, además de ser inocuas puesto que hasta el momento no se han evidenciado efectos nocivos, facilitan diferenciar los tejidos sin administrar contraste, consigue obtener imágenes en los tres planos del espacio sin tener que recolocar al paciente, permite visualizar y conocer la dirección del flujo sanguíneo de los vasos, entre otros. 27 END nº 65
  • 11. ARTE Y PATRIMONIO Entre sus inconvenientes podemos encontrar que el poderoso campo magnético atrae objetos que contienen hierro, es decir ferromagnéticos, esto puede representar un peligro para el paciente o cualquier persona que se encuentre en la trayectoria del equipo. Es esencial que el paciente no lleve ningún objeto metálico antes del estudio, esto incluye relojes, joyas y prendas de vestir con hilo o ganchos de metal, y sobre todo cualquier implante u objeto interno que pueda ser ferromagnético. También se ha de tener especial cuidado con pacientes con sistemas de bomba de medicación, no dar paso a pacientes con sujetadores de aneurismas así como audífonos internos o marcapasos, ni pacientes que sospechen tener cuerpos extraños como una bala o fragmentos metálicos. Otro inconveniente es el gadolinio en caso de realizar una exploración con contraste a pacientes con problemas renales, enfermedad del hígado u otras condiciones, ya que causa problemas a esos órganos. Por otro lado este contraste no da alergias como la puede dar el yodo en estudios de rayos X. Por contra es una prueba larga en la que se ha de estar totalmente inmóvil y en niños pequeños o bebes es preciso anestesiarlos, además hace mucho ruido siendo necesario proteger los oídos mediante unos cascos y también puede provocar claustrofobia. Conclusiones Hemos podido observar que existen un gran número de tipos de equipos para la obtención de imagen diagnóstica basados en diferentes sistemas de detección. Cabe destacar, que los más utilizados en el ámbito no sanitario son los utilizados a nivel sanitario, como los rayos X de la radiología convencional, los equipos de ultrasonidos, la tomografía computarizada, etc. El hecho de utilizar los equipos que emplean radiaciones electromagnéticas ionizantes obliga al personal de cualquier actividad laboral que los manipule, a poseer los conocimientos técnico-prácticos sobre radiaciones ionizantes de supervisor y/o de operador, así como las acreditaciones-licencias legales necesarias para llevar a cabo su manipulación y conocer las medidas de radioprotección. Bibliografía Libros: • ALLAR, Pilar. Radiología y Pensamiento. LC Diseño, S.L., 2006. G • UTIÉRREZ CADAVID, Juan Esteban. Radiología e imágenes diagnósticas. Medellín, Colombia: Corporación para G Investigaciones Biológicas, 2004. • APP, Desiderio. Röntgen, el descubridor de los rayos X. Emecé editores, S.A., Buenos Aires, 1945. P • UIZ FUBIO, Alfonso. Inspección radiográfica de las uniones soldadas. Ediciones Urmo, 1971. R • .V.A.A. Crónica de la Medicina desde los primeros descubrimientos hasta la tecnociencia. Plaza Janes editores, V S.A., 2004. • .V.A.A. Diagnóstico por Imagen, Tratado de Radiología Clínica. McGraw-Hill Interamericana, 1997. V Revistas: • .V.A.A. Manual de tecnología nuclear para periodistas. Spainfo, S.A., 2004. V Enlaces: • ttp://www.difo.uah.es/curso/historia_de_la_fotografia.html h • ttp://www.news-medical.net/health/What-is-Radiology-%28Spanish%29.aspx h • ttp://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/16746/1/espectro _electromagnetico.pdf h 28 END nº 65

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