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El cuerpo transparente: El cuerpo humano como compleja máquina de ingeniería

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El cuerpo transparente: El cuerpo humano como compleja máquina de ingeniería

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Ponente: Andrés Souto, Ingeniero
Tema: El cuerpo humano como compleja máquina de ingeniería.
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  1. 1. El CUERPO HUMANO COMO COMPLEJA MAQUINA DE INGENIERIA Visión anatómica
  2. 2. EL HOMBRE TRANSPARENTE Breve panorámica de las actuales tecnologías sanitarias de diagnóstico por imágenes Por Andrés Souto
  3. 3. TECNICAS DE DIAGNOSTICO POR IMAGENES
  4. 4. Wilhelm Conrad Röntgen Primera radiografía (1895)
  5. 5. DIAGNÓSTICO por (la) IMAGEN TRANSMISIÓN Detector EMISIÓN Perturbación Estímulo Detector
  6. 6. DIAGNÓSTICO por (la) IMAGEN Perturbación o estímulo Técnica Detector Rayos X Radiografía (estática) Radioscopia o Fluoroscopia (dinámica) Tomografía Axial Computarizada (TAC) Película radiográfica, sistema digital Intensificador de imagen, FD Detectores de gas o de estado sólido Radiación gamma Escintigrafía o Gammagrafía (SPECT) Tomografía por Emisión de Positrones (PET) Cristal INa + fotomultiplicador Detectores INa, otros Radiofrecuencia Resonancia Magnética Nuclear (RMN) Antenas RF Ultrasonidos Ecografía (US) Cristal piezo-eléctrico
  7. 7. Rayos X
  8. 8. Los Rayos X tienen la peculiaridad de que pueden atravesar muchos materiales y, también, los tejidos humanos. No obstante, algunos los dejan pasar más fácilmente que otros: así por ejemplo, los rayos X atraviesan mejor el músculo que el hueso; mejor la grasa que el músculo; mejor el aire que la grasa… Aprovechando esta oportunidad se puede hacer visible la estructura interna del organismo. El principio de funcionamiento es sencillo: - una lámpara especial produce los rayos; - los rayos atraviesan la parte del cuerpo que hay que explorar, y - alcanzan una superficie sensible (una placa) situada al otro lado. La intensidad de los rayos que llegan a esa superficie sensible será diferente según el tejido que atraviesen. En la radiografía tradicional, los rayos se impresionan en una película que puede revelarse. Se obtiene entonces un negativo en blanco y negro que muestra la estructrura del órgano expuesto a los rayos X. A menudo, la radiografía facilita el diagnóstico: fractura, luxación, artrosis, neumonía, bronquitis, perforación abdominal, etc. Se utiliza también para diagnosticar el cáncer de mama; permite localizar cuerpos extraños (perdigones, por ejemplo); puede descubrir la existencia de cálculos biliares o renales (siempre que contengan calcio). También en odontología, las fotografías de rayos X prestan unos servicios inestimables.
  9. 9. Tubo de Rayos X FUNDAMENTOS: Los Rx se producen mediante tubos termoiónicos al vacio, que funcionan a potenciales del orden de Kv a Mv. Una corriente de electrones, a alta velocidad, emitida por el filamento incandescente del cátodo del tubo, K, choca contra un blanco o placa de metal (anticátodo), montada en la cara de un ánodo de cobre, A, que emite entonces rayos X. El ánodo se calienta mucho, por lo que suele estar enfriado por agua, Win/Wout, o se le dá forma de un disco al que se le hace rotar muy rápido, siendo generalmente de wolframio o tungsteno, metales de punto de fusión muy alto. El haz de Rx sale en perpendicular al haz de electrones. Debido al alto voltaje que necesitan y a su penetrante radiación, los aparatos comerciales, llevan un fuerte aislamiento y un blindaje de plomo que absorbe los Rx dispersos. El poder de penetración de los Rx se controla variando el voltaje, Ua, que hay entre los electrodos del tubo catódico; a mayor voltaje, mayor penetración.
  10. 10. Poder de penetración de los rayos X La penetración de los Rx también varía según la composición de la sustancia a irradiar, que absorberá estos rayos dependiendo de alguno de los tres efectos o interacciones con los átomos de esas substancias, que describiremos a continuación no sin antes reflejar que todos esos efectos dependen en cierta medida del número de electrones de los átomos del material absorbente, por lo que los elementos de número atómico alto (como el plomo) absorben mejor los Rx que los elementos de número atómico bajo. En las radiografías médicas, por ejemplo los Rx atraviesan mas fácilmente la carne (compuesta básicamente por elementos de número atómico bajo) que los huesos (que contienen elementos de números atómicos mas altos). Y se ingiere una papilla, que contiene bario, elemento pesado, para hacer el esófago y el estómago opacos a los Rx, para que destaquen en la radiografía.
  11. 11. Interacción de los Rx con la materia Efecto fotoeléctrico En esta interacción atómica un fotón de Rx de poca energía (aunque de energía superior a la energía de enlace de un electrón orbital) transfiere toda su energía al electrón y este resulta expulsado del átomo • Efecto Compton En este caso el fotón de Rx de energía media colisiona elásticamente con un electrón externo de un átomo; parte de la energía del fotón incipiente se transmite al electrón arrancado y otra parte da lugar a un nuevo fotón de Rx de energía mas baja. • Producción de pares Cuando un fotón de Rx de gran energía pasa cerca de un núcleo atómico, puede aniquilarse en el intenso campo eléctrico existente, dando lugar a la formación de un par electrón/positrón. Cómo la energía equivalente a la masa total de un electrón- positrón es de 1,02 MeV, esta será la energía mínima necesaria para producir tal pareja.
  12. 12. Rx CONVENCIONAL
  13. 13. R X M O V I L
  14. 14. UROGRAFÍA
  15. 15. MAMOGRAFÍA
  16. 16. ANGIOGRAFÍA
  17. 17. Exámenes dinámicos Los rayos X ueden utilizarse para obtener radiografías dinámicas, también llamadas radioscopias, en las que la imagen aparece en una pantalla gracias a un intensificador de imagen. De esta forma, el médico podrá manipular un órgano, por ejemplo una articulación, mientras mira la pantalla; observar la progresión de un líquido por los intestinos… También podrá aprovecharse de esta técnica durante una intervención médica: por ejemplo, con un control radiográfico permanente, podrá dilatar o bloquear las arterias por medio de una sonda, inyectar medicamentos, introducir pequeñas prótesis en las vías biliares si estuvieran comprimidas por un tumor, etc. También podrá hacer extracciones de tejidos, dejándose guiar por la imagen radiográfica de la aguja en el cuerpo. Para realizar algunas radiografías se utiliza un producto de contraste (es decir, un líquido que no deja pasar los rayos X), lo que permite ver mejor las estructuras huecas. Por ejemplo, para estudiar la circulación de la sangre, el corazón o el funcionamiento de los riñones, se utilizan productos de contraste yodados, que se inyectan en una vena o en una arteria.
  18. 18. FLUOROGRAFÍA
  19. 19. FLUOROGRAFÍA + Telemandos
  20. 20. Rx CARDIOVASCULAR
  21. 21. Tomógrafo
  22. 22. La Tomografía de Rayos X es otro avance perfeccionado de la radiografía clásica: permite obtener una imagen de un plano determinado de un órgano a la profundidad que se quiera: -El tubo que produce los rayos X se sitúa por encima del paciente, en uno de los extremos (cabeza o pies) -Mientras que la caja o chasis que contiene la película se coloca por debajo, en el otro extremo -Tubo y chasis se desplazan horizontalmente, en sentido contrario Todos los puntos situados en el mismo plano horizontal se verán nítidos; por el contrario, los demás planos saldrán difusos y poco claros. La tomografía se utiliza mucho para examinar los riñones.
  23. 23. Los rayos X son una forma de radiación electromagnética (como una luz), descubierta en 1895 por el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen, que tienen una gran energía y por ello pueden penetrar a través del cuerpo humano y producir una imagen en una placa de fotografía. En este paso se modifican las radiaciones y por ello al pasar por estructuras densas como el hueso en la placa aparecerá un tono blanco, si atraviesa estructuras con aire aparece un tono negro. Entre ambas densidades pueden aparecer diferentes tonos de grises, dependiendo de la densidad de la estructura atravesada por los haces de rayos X. De esta forma se producirá una imagen bidimensional de una estructura del cuerpo, con diferentes tonos del negro al blanco separando estructuras y delimitando tejidos. Al tener un modelo normal, se pueden comparar las variaciones que aparezcan para extraer datos para el diagnóstico de diferentes enfermedades. CÓMO SE REALIZA Se realizará en un lugar apropiado y acondicionado para tener un aparato productor de rayos X, suficientemente aislado mediante estructuras que no dejen penetrar los rayos-X fuera de ellas, como pueden ser paredes de hormigón gruesas, con plomo. El aparato de Rx y su posición puede ser muy diferente para realizar una Rx de tórax o de abdomen, o para hacer una Rx de la dentadura. Un técnico de radiología será el encargado de realizar la exploración, y dependiendo del tipo de placa, estructura, peso del paciente, y otras variables ajustará el tiempo de exposición y la intensidad de los Rx producidos. El técnico estará cubierto con un delantal de plomo y un contador de exposición para su propia seguridad. Suele ser necesario no moverse mientras se realiza una radiografía para evitar, como en una foto, que la radiografía salga movida y se pierda definición. En caso necesario su médico puede solicitar más de una Rx ó en diferentes posiciones. PREPARACIÓN DEL PACIENTE PARA UNA RADIOGRAFÍA •No suele ser preciso estar en ayunas en las radiografías simples, en otros tipos de exploraciones con Rx si suele ser necesario, inclusive con otras instrucciones previas. •Es necesario quitarse la ropa de la zona a explorar, también quitarse todo tipo de objetos metálicos (collares, pulseras, relojes, pendientes, cinturones, etc...). •Las mujeres deben de informar la médico o al técnico en Rx si está o puede estar embarazada o si tiene puesto un DIU (dispositivo intrauterino). PROBLEMAS CON LAS RADIOGRAFÍAS La realización de una radiografía simple no causa ningún dolor. La exposición a los Rx es baja, los aparatos actuales utilizan muy baja radiación para producir imágenes. En todo caso las mujeres embarazadas y los niños son más sensibles a esta exposición y deben tener más cuidados y evitar exploraciones innecesarias. TIPOS DE RADIOGRAFÍAS SIMPLES Pueden realizarse exploraciones de: •Rx de tórax .Rx de manos •Rx de abdomen .Rx de cráneo •Rx de senos paranasales .Rx de extremidades •Rx de cuello .Rx de huesos •Rx de boca, dentadura .Rx de articulaciones •Rx de pelvis .Etc. •Rx de columna vertebral RADIOGRAFÍA: ficha resumen
  24. 24. AortaAbdominal.avi
  25. 25. TAC< Fuente: Gráficos explicativos de salud de EL MUNDO >
  26. 26. TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA (TAC, CT, “SCANNER”)
  27. 27. La Tomografía Computarizada (CT) es otro avance perfeccionado de la radiografía clásica. Al igual que la radiografía la tomografía utiliza los rayos X para obtener imágenes del cuerpo humano. La diferencia radica en que mientras que en la radiografía el foco emisor permanece quieto en un punto, en la tomografía los rayos X se mueven en círculo alrededor del cuerpo. Esto permite tener muchas vistas diferentes del mismo órgano o de la misma estructura y, por tanto, proporciona muchos más detalles. La información captada se lleva a un computador que interpreta los datos y los presenta en forma de imagen en un monitor. Reuniendo las imágenes se puede crear una imagen trideminsional. La tomografía puede realizarse con o sin contraste. Normalmente se utiliza éste, cuando se quiere ver más claramente el órgano o tejido en particular que se está estudiando. Por ejemplo, si un vaso sanguíneo está obstruido, con el contraste el médico podrá apreciar mejor si la obstrucción disminuye o es completa. Aunque el examen por Escáner -tomodensitometría o tomografía axial computarizada (TAC)- es el primer tipo de tomografía que surgió para el estudio del cerebro, inicialmente y luego, para el cuerpo entero (1975); hoy en día, existen otras modalidades: helicoidal, multicorte…
  28. 28. Principios de la CT
  29. 29. Principios de la CT Presentación 3 Dimensional
  30. 30. OTROS NOMBRES •TAC .Scanner DEFINICIÓN Es una prueba de diagnóstico radiológica, que se utilizó por primera vez en 1967 gracias a los trabajos del ingeniero inglés Geoffrey Newbold Hounsfield (premio Nobel de Medicina en 1979), mediante la utilización de rayos X y procesamiento de las imágenes por ordenador. Mediante el ordenador se reconstruyen los planos atravesados por los rayos X. La imagen se construye midiendo la absorción de rayos X por el tejido atravesado. Al procesar las imágenes se pueden ver como cortes tridimensionales en un monitor de televisión o en una radiografía. Consigue imágenes muy precisa del interior del organismo y de sus diferentes órganos, permitiendo diagnósticos muy precisos. CÓMO SE REALIZA El paciente permanece tumbado en una camilla, y esta se desliza dentro del tubo que genera los rayos X, que gira alrededor del paciente (“Gantry”). No causa dolor ni molestia alguna. Tampoco produce claustrofobia ni ruido como la RMN (resonancia magnética nuclear). El técnico de radiología permanece en comunicación con el paciente constantemente a través de un sistema de comunicación, indicándole los pasos a seguir. En algunas ocasiones es necesario el uso de contrastes radiológicos intravenosos u orales para ver la función de determinados órganos. Si se es alérgico a estos productos, débese advertirlo previamente (aunque lo preguntarán antes de administrárlos). Por ello será necesario firmar un consentimiento escrito de aceptación de los posibles riesgos. Se recomienda acudir en ayunas, aunque no es estrictamente necesario. Nos lo indicarán al darnos la cita. Si el estudio es digestivo, procurar no comer alimentos que produzcan "gases" el día anterior, ni que contengan residuos. Al darnos la cita nos indicarán una lista de alimentos a evitar. La prueba la realiza un técnico en radiodiagnóstico y posteriormente un médico especialista en radiología es el encargado de interpretar las imágenes. CUÁNTO DURA EL ESTUDIO La duración es variable dependiendo del segmento a estudiar, si hay que administrar contraste, y de la rapidez del equipo. Los nuevos equipos son cada vez más rápidos, fundamentalmente los TAC helicoidales, que pueden realizar los cortes en escasos minutos. Como máximo suele durar unos 20 - 30 minutos. Tras la exploración se puede realizar una vida normal. INDICACIONES Se pueden estudiar prácticamente todas las regiones del cuerpo, desde la cabeza, tórax, abdomen, columna, a la pelvis. Por ello se pueden estudiar prácticamente todos los sistemas: sistema nervioso, digestivo, respiratorio, ginecológico, urológico, los diferentes sistemas vasculares, las estructuras del cuello, la columna vertebral, valoración de tumores, etc... No solo sirve para el diagnóstico por imágenes, sino que también se pueden realizar técnicas intervencionistas, dirigiendo al médico sobre la zona a abordar: por ejemplo, una punción de un nódulo torácico, drenaje de un absceso, etc... INCONVENIENTES Es una prueba que utiliza rayos X, siendo comunes sus peligros e inconvenientes a otras que utilizan dicha radiación. Produce una dosis de radiación muy superior a la producida por las radiografías simples (aunque dependerá del tipo de estudio realizado). Por tanto, aunque puede ser usada en niños, debe tener una indicación clara, ya que estos son más sensibles a la radiación. En las mujeres embarazadas, si se puede es mejor diferir la prueba hasta después del embarazo. Si no es posible se intentará realizarla después de pasado el primer trimestre (periodo de mayor sensibilidad del feto a las radiaciones), pero si la salud de la madre está en grave peligro y no hay prueba alternativa se valorará realizarla. En las mujeres en edad fértil y no embarazadas, si el estudio no es urgente, se realizará en los primeros días tras la regla. Los contrastes radiológicos pueden producir reacciones alérgicas, desde moderadas a severas, incluso fatales, aunque en todos las centros de radiodiagnóstico hay material y el personal está entrenado para hacer frente a esta eventualidad. TAC MÁS HABITUALES •TAC abdominal .TAC torácico .TAC de órbitas •TAC craneal .TAC lumbosacro TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA: ficha resumen
  31. 31. TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA
  32. 32. TAC Isotrópico de cuerpo entero en tan solo 33 seg. 40 x 0.625mm; 0.93pitch, 0.5 sec rotation time 1500 mm scan length, 33 sec scan time 120 kV, 300 mAs, 100cc, 4cc/sec Image courtesy: Carmel Medical Center, Israel
  33. 33. TAC (Tomografía Axial Computarizada) Colonoscopia Virtual
  34. 34. “El 20% de los pacientes pueden ser examinados con CT cardiológica, en lugar de ser cateterizados” TAC (Tomografía Axial Computarizada)
  35. 35. Semicráneo.avi
  36. 36. MEDICINA NUCLEAR
  37. 37. Imágenes en Medicina Nuclear Desde que se desarrollaron los primeros equipos de obtención de imágenes por Khul y Edwards en 1964, pueden ahora obtenerse tres tipos de imágenes en MN: 1. GAMMAGRAFIA planar 2. SPECT Tomografía computerizada por emisión de fotones 3. PET Tomografía por emisión de positrones
  38. 38. Principios básicos de la MN La MN está basada en la utilización de substancias radiactivas Radiactividad – El proceso radiactivo en uso tiene como escenario el núcleo atómico – Es un fenómeno de transformación nuclear espontánea de tal forma que: Núcleo inestable Desintegraciones nucleares Núcleo estable Emisión de partículas o radiaciones
  39. 39. Desintegración α • Son núcleos de 2He4 ionizados • Si un núcleo emite una partícula α se transforma en otro, cuyo número atómico es 2 unidades menor y cuya masa disminuye en 4 unidades
  40. 40. Desintegración β • Son electrones originarios en el decaimiento de neutrones del núcleo atómico de un isótopo radiactivo que se desintegran en un protón, un electrón y un antineutrino • Cuando un núcleo emite una partícula β se transforma en otro de número atómico una unidad superior y con la misma masa • Otro ej. conocido es el del isótopo C14, de vida media 6.000 años, procedente del estable C12 , que al tener un exceso de neutrones se desintegra de esta forma, para convertirse en N14, que sí es estable.
  41. 41. Desintegración β+ • Son positrones originarios en el decaimiento de protones de núcleos muy inestables de isótopos radiactivos que se desintegran en un neutrón, un positrón (antipartícula del electrón) y un neutrino • Es algo así cómo el “negativo fotográfico” de una desintegración β normal o por contraposición β- aunque no suele ser tan frecuente • Por ej. el isótopo C11 del estable C12 que teniendo defecto de neutrones se desintegra de esta forma, para convertirse en B11, que sí es estable, en un proceso que está determinado por su vida media: 20 minutos.
  42. 42. Desintegración γ • Son radiaciones electromagnéticas o fotones de alta energía, similares a los Rx, cuyo orígen puede ser múltiple (ya hemos visto su aparición al caer un electrón de las capas corticales del átomo, desde un nível de determinada energía, a otro de energía inferior) • Aunque en MN (un ej. de esto es el uso del Tc-99m) aparecen en el proceso en el cual un núcleo excitado vuelve a su estado normal. • La emisión γ no supone transformación de un núcleo en otro
  43. 43. Principios de la ESCINTIGRAFIA Trazador Isótopo R.Gamma
  44. 44. Dependiendo de la exploración a realizar, se utilizan distintos radiofármacos: – 99mTc Pirofosfato Esqueleto – 99mTc HMPO Cerebro – 99mTc MIBI Corazón – 201Tl Cloruro Corazón – 99mTc Tc (DMSA) Riñón – 131I Yoduro sódico Carcinoma de tiroides – 111In Anticuerpos monoclonales Oncología Isótopo Radiactivo Fármaco RADIOFÁRMACO
  45. 45. Inyección del radiofármaco al paciente • El paciente es el emisor de la radiación • La gammacámara es el sistema de detección y formación de la imagen Cristal de INa Filtro axial “Random” / Aleatorio Scatter Protección contra “scatter” / dispersión
  46. 46. GAMMACAMARA
  47. 47. Para realizar imágenes por gammagrafía o Escintigrafía, hay que introducir en el cuerpo una sustancia radiactiva que presente una afinidad particular con el órgano que se quiere estudiar. Según el órgano que se va a examinar, se utiliza una u otra sustancia: yodo, talio, galio, tecnecio, etc. Por ejemplo, para examinar la glándula tiroides, se inyecta yodo radioactivo; el yodo será captado por el tiroides. La fijación de la sustancia en el órgano será más o menos importante y más o menos homogénea según sea la afección. Captando la radiación gamma emitida por las diferentes zonas del órgano y, por lo tanto, los diferentes niveles de radiactividad, se pueden crear imágenes que mostrarán nódulos, permitirán verificar el funcionamiento de la glándula, etc. Con otras sustancias se puede estudiar de forma parecida el corazón, los huesos, el intestino, el cerebro, el hígado… ¿Con qué finalidad? La gammagrafía se utiliza esencialmente con una finalidad diagnóstica; permite descubrir infinidad de afecciones de los órganos y algunos procesos patológicos: inflamaciones, infecciones, hemorragias, tumores...
  48. 48. Gammagrafía planar – No da información de la profundidad – Durante la adquisición la gamma-cámara está fija en una posición: Sólo se obtiene una proyección Inconveniencias de la Gammagrafía plana:
  49. 49. Gammagrafía planar – Las imágenes en 2 dimensiones son similares a las obtenidas por rayos X – Principales aplicaciones: Hueso, riñón, pulmón, rastreo oncológico
  50. 50. Un cabezal vs. Dos cabezales Gammagrafía planar •Adquisición secuencial, primero la vista anterior y después la vista posterior •Tiempo de adquisición: 40 min
  51. 51. Un cabezal vs. Dos cabezales Gammagrafía planar •Adquisición de las vistas anterior y posterior simultáneas •Tiempo de adquisición: 20 min
  52. 52. Cardiología nuclear Los recientes avances en el instrumental y en los programas informáticos en medicina nuclear ofrecen mayor exactitud para la detección, el diagnóstico y el pronóstico de la enfermedad arterial coronaria y otras enfermedades cardíacas. Una de las técnicas más utilizadas es la Imagen de Perfusión Miocárdica (MPI). Al igual que las restantes técnicas de cardiología nuclear, la MPI es de naturaleza primariamente funcional y proporciona información fisiológica (perfusión miocárdica y función contráctil ventricular) y celular-metabólica (viabilidad miocárdica). Las imagénes se adquieren mediante Tomografía Computarizada por Emisión de Fotones Unicos (SPECT) y se procesan utilizando un paquete de programas únicos, que permiten una revisión cardíaca completa e incluyen diversos métodos de cuantificación.
  53. 53. Fundamentos del SPECT • La gammacámara va girando y se obtienen cortes tomográficos • Se obtienen tantas proyecciones como ángulos gire la gammacámara • Principales aplicaciones: – Estudio de perfusión miocárdica – Estudio de flujo regional cerebral – SPECT de hueso
  54. 54. TOMOGRAFIA POR EMISION DE FOTONES: ficha resumen EQUIPAMIENTO La Tomografía Computarizada por Emisión de Fotones (SPECT), es el resultado del desarrollo de la cámara de Anger o gammacámara convencional utilizada en Medicina Nuclear con capacidad de rotar 360º alrededor de una zona u órgano del cuerpo a explorar, obteniéndose un número variable de imágenes planares (entre 60 y 120) a intervalos fijos entre las mismas. Toda la información detectada por esta gammacámara rotatoria es recogida por el ordenador, que mediante el adecuado programa informático permite la reconstrucción de la imagen según los tres ejes espaciales o sea en cortes sagitales, coronales y transversales. Las imágenes obtenidas por las gammacámaras convencionales son el resultado de la acumulación de la actividad que produce un órgano con volumen al representarse en una proyección plana, pues bien, la imagen por SPECT es también bidimensional, pero representada en cortes y en cada uno de los ejes, permitiendo localizar la patología de una forma espacial y a su vez mas precisa. El SPECT contribuye por tanto a un aumento de la sensibilidad en la detección y permite la localización espacial del lugar donde se inicia el desarrollo de la enfermedad, así como la posibilidad de cuantificación, parcial o total de los órganos a explorar, permitiendo una valoración funcional de los mismos. •EXPLORACIONES DE SPECT MÁS FRECUENTES La práctica totalidad de los órganos son tributarios de ser explorados con esta técnica, sistema óseo, hígado, bazo, pulmón, tiroides, etc., si bien el mayor campo de aplicación actual va dirigido a: Exploración del SNC •Estudio de imágenes cerebrales (para la detección de alteracciones vasculares cerebrales, siendo posible la visualización del infarto cerebral agudo inmediatamente después de producirse, episodios de isquemia transitoria, enfermedades degenerativas, etc.) •Estudio de la patología cardíaca (eficaz en la detección de los músculos cardíacos dañados –infartados- o con problemas de irrigación –isquémicos-) •Detección de anticuerpos monoclonales (moléculas proteínicas diseñadas en laboratorio para reconocer y unirse a prácticamente cualquier otra proteína, célula, etc.corporal) que vehiculizando al isótopo radioactivo permiten localizar los distintos focos de una enfermedad.
  55. 55. Gammacámara IRIXTM Triple-Detector Ángulo variable SPECT/PET
  56. 56. La industria combina imagen metabólica (PET o SPECT) con imagen anatómica (CT) como mejor solución para el diagnóstico clínico PET / CT SPECT / CT
  57. 57. Functional Diagnostics: Nuclear Medicine Sistema SPECT-CT
  58. 58. Functional Diagnostics: Nuclear Medicine
  59. 59. PET< Fuente: Gráficos explicativos de salud de EL MUNDO >
  60. 60. La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) capta imágenes en nuestro cuerpo de la distribución de un fármaco que contiene Glucosa marcada con Flúor-18 (FDG), que previamente se ha inyectado al enfermo por via endovenosa. Gracias a la FDG se visualiza la actividad celular y pueden detectarse precozmente lesiones malignas, ya que las células neoplásicas consumen mas glucosa que las sanas por estar creciendo. El PET se emplea para conocer el grado de malignidad y la evolución de ciertos tumores, valorar el tejido maligno tras el tratamiento, descubrir lesiones cuando se eleva un marcador tumoral, evaluar la eficacia de la quimioterapia…
  61. 61. Aplicaciones de la imagen funcional en Oncología La tomografía por emisión de positrones con flúordesoxiglucosa (FDG), desempeña en la actualidad un papel importante en el diagnóstico, el estadiaje y el tratamiento de los tumores. Dado que la FDG no se metaboliza a través de la vía glucolítica, se acumula con el transcurso del tiempo, lo que origina una relación tumor-fondo cada vez mayor, proporcionando sensibilidad y especificidad excelentes para detectar lesiones malignas. En la actualidad, la principal aplicación de la PET corresponde al cáncer de pulmón, pero se ha demostrado que también proporciona una información valiosa en los linfomas, el cáncer de colon, el melanoma e incluso el cáncer de mama. Se estan investigando actualmente otras aplicaciones de la PET, por ejemplo la evaluación de tumores ginecológicos y la graduación de los tumores encefálicos
  62. 62. Aniquilación e+- e- n e+ e- g g Haciendo uso de la desintegración β+ se utiliza como emisor de positrones un radiofármaco inyectado tipo fluordesoxiglucosa (C6H11FO5) ó 18F-FDG, cuyo isótopo el F18 tiene una vida media de unas 2h.
  63. 63. PET - Tomografía por Emisión de Positrones Resúmen de Principios Trazador Isótopo Positrones Gamma 511 keV Gamma 511 keV + - Positrones
  64. 64. Esquema de funcionamiento de un PET. Crédito: Wikipedia/GPL
  65. 65. TOMOGRAFIA POR EMISION DE POSITRONES: ficha resumen EQUIPAMIENTO En la configuración de un sistema de Tomografía por Emisión de Positrones (PET), deben considerárse cuatro elementos fundamentales, el ciclotrón, las unidades de procesado químico, la cámara de positrones y el ordenador. El Ciclotrón, es el instrumento que va a producir los radionúclidos (11C, 13N, 15O y 18F) que luego se utilizarán como trazadores, marcando las moléculas que van a ser motivo de seguimiento y estudio. El ciclotrón acelera un haz de los elementos mas ligeros de la naturaleza (como el H, el D o núcleos de He cargados positivamente -partículas α-), dirigiéndolas contra unas substancias “blanco” específicas (o precursores simples), produciéndose una serie de reacciones nucleares con lo que se origina un nuevo elemento generalmente radiactivo. Estos isótopos o radionúclidos presentan unas características especiales, ya que en su desintegración natural, al volver a su estabilidad, (vida media corta, del orden de minutos) emiten positrones (e+) que al interaccionar con la materia (con los e-) se aniquilan liberándose dos rayos gamma de 0,511 MeV de energía que parten en direcciones opuestas. En las Unidades de Procesado Químico se realiza el marcaje de las móleculas complejas con estos radionúclidos fisiológicos; la primera que se consiguió marcar fue la 18F-DG, con lo que se obtuvo la primera imagen del metabolismo de la glucosa determinándose los distintos níveles de su metabolismo regional en el cerebro según el grado de actividad neuronal. El arsenal de moléculas marcadas es en la actualidad enorme y su número se incrementa constantemente. El “Gantry” o Cámara de Positrones, que es externamente similar al de un CT, es un conjunto de detectores de BGO (germinato de bismuto), que se situan montados sobre unos anillos de un diámetro suficiente para que pueda introducirse el paciente y que oscila entre 20 y 50 cm, según que el dispositivo esté diseñado para realizar estudios de cerebro o de cuerpo entero. Esta cámara, permitirá detectar la radiación gamma emitida por el positrón al interaccionar con la muestra. Finalmente, todo el sistema va conectado al cuarto componente que es el Ordenador, de gran potencia para poder recoger, almacenar y tratar toda esa enorme información que le llega. •EXPLORACIONES DE PET MÁS FRECUENTES Con esos radionúclidos fisiológicos unidos a sustratos metabólicos o moléculas de importancia biológica, se posibilita el efectuar medidas de flujo sanguíneo, de la utilización de ácidos grasos, del transporte de aminoácidos, del estudio del metabolismo de la glucosa, etc. En detalle: .El SNC es el que mas se ha beneficiado hasta el momento de esta tecnología (con la detección de áreas dañadas por infarto, tumores o alteraciones nurológicas desencadenantes de deficiencias mentales) •En pacientes con lesiones, daños o tumores cerebrales se ha demostrado muy eficaz ya que la disminución del metabolismo de la glucosa identifica estas anomalías que por otra parte suelen aparecer normales en el CT. La disminución del metabolismo de la glucosa y oxígeno en el cerebro, permite establecer el grado de gravedad de una demencia; o diferenciar por ej. la enfermedad de Alzheimer de otras enfermedades cerebrovasculares. •En estudios cardíacos se ha utilizado para realizar mediciones de la función miocárdica global y regional, del flujo sanguíneo y del consumo de oxígeno así como mediciones de su metabolismo ya que la mayoría de las investigaciones se han dirigido al estudio de la enfermedad coronaria, la isquemia y las miocardiopatías, puesto que permite saber si después de un IAM se ha restablecido el flujo sanguíneo coronario y si ademas, se ha normalizado también el metabolismo del miocardio y por tanto su capacidad contráctil. •Nuevas investigaciones dirigidas a estudios de pulmón y del cáncer, abren perspectivas al mejor conocimiento del metabolismo pulmonar y del diagnóstico y tratamiento del cáncer.
  66. 66. Sistema PET-CT
  67. 67. Functional Diagnostics: Positron Emission Tomography
  68. 68. PET/CT
  69. 69. RMN< Fuente: Gráficos explicativos de salud de EL MUNDO >
  70. 70. Panorama 1T: Un equipo muy especial
  71. 71. ACHIEVA 3,0T • Fácil de usar como un 1,5T • Avanzado como un 3,0T PANORAMA 1,0T • El único abierto de alto campo con imagen de alto campo MR (Resonancia Magnética)
  72. 72. RESONANCIAMAGNÉTICA
  73. 73. El diagnóstico por imagen con Resonancia Magnética Nuclear (RMN) se empezó a utilizar en medicina hacia 1980. Se basa en la resonancia magnética nuclear, fenómeno descubierto en 1946. En este caso, se juega con las propiedades magnéticas de la materia. Los tejidos corporales ricos en agua contienen partículas, protones, que llevan una carga eléctrica positiva. En primer lugar, el cuerpo es sometido a un potente campo magnético y, después, es expuesto a una onda de radio. Cuando se interrumpe la onda de radio, los protones emiten una onda de resonancia, que es recogida y analizada por un ordenador. Esto permite formar imágenes en una pantalla que pueden ser reproducidas en un soporte. Las imágenes distinguen los diferentes órganos y tejidos de forma muy precisa y con gran nitidez. Las imágenes obtenidas, especialmente las del cerebro, son secciones más finas que las que proporciona el escáner de la CT. La resonancia magnética permite cortes en todos los planos (vertical, horizontal, oblicuo). No suele ser necesaria la utilización de productos de contraste, excepto para ciertos exámenes de venas y arterias y de circulación. Algunas pruebas que con el escáner de la CT, necesitan la inyección de un producto de contraste (médula espinal, cerebro…), pueden realizarse sin ellos. También pueden explorarse órganos en movimiento. Por otra parte, se han desarrollado técnicas de resonancia magnética que permiten visualizar la actividad cerebral…
  74. 74. Patient table Panorámica del sistema RF shield RF coil RF coil RF transmitter RF receiver magnet magnet cooling gradient coils gradient coils X-gradient Y-gradient Z-gradient computer
  75. 75. RESONANCIA NUCLEAR MAGNÉTICA: ficha resumen CONCEPCION El fénomeno de la RMN fue descubierto simultaneamente por dos físicos, Bloch y Purcell en 1946 y está basado en la espectroscopía por resonancia magnética nuclear que desde hace tiempo constituye un método sólidamente establecido de análisis químico. Determinados núcleos atómicos manifiestan propiedades magnéticas; siendo el principal de ellos el núcleo de H (o protón) de enorme abundancia en los seres vivos, aunque otros elementos como el Ph, el Na y el C también las poseen. Cuándo estos núcleos se someten a la acción de un campo magnético, se comportan como pequeños imanes de tal modo que sus ejes se orientan y empiezan a girar en la dirección que impone el campo; en estas condicciones, si se envia una onda de radio de la misma frecuencia a la que están girando, estos núcleos absorben su energía, con lo que decimos entonces que han entrado en resonancia y que se han excitado. Al cabo de un tiempo muy corto (del orden de msegs.) los núcleos se relajan, devolviendo la energía absorbida y emitiendo unas ondas o señales de relajación; estas señales, pueden recogerse mediante unas antenas receptoras y a partir de ellas se puede formar una imagen. Las características de las señales de relajación dependen de muchos factores, entre otros de la densidad de núcleos (generalmente protones) y de la estructura molecular de la que forman parte (agua o lípidos). Esto significa que la imagen RMN contiene información sobre la estructura bioquímica de los tejidos, principalmente de las partes blandas; el tejido adiposo, con gran riqueza de lípidos, produce generalmente una imagen hiperintensa (“blanca”) mientras que por el contrario, el agua, el calcio y el aire dan una imagen hipointensa. EQUIPAMIENTO El sistema de adquisición de imágenes tomográficas por Resonancia Magnéica Nuclear (RMN), debido en gran parte a los trabajos del físico suizo Richard R. Ernst (premio Nobel de Química en 1991), está constituido por tres elementos principales: el imán, las bobinas y el ordenador asociado. El Imán produce el campo magnético bajo cuya influencia ocurre el fénomeno de la RMN. Pueden distinguirse tres tipos de imánes: resistivos, permanentes y superconductivos. El imán resistivo o disipativo, es un electroimán que genera un campo electromagnético, al paso de la corriente eléctrica por un conductor de cobre que opone una resistencia eléctrica; necesitándose de un sistema de refrigeración a base de agua para disipar el calor producido. La intensidad máxima de campo que puede obtenerse es de 0,3 Teslas (el campo magnético terrestre es de 1 Gauss o aproximadamente 100 x 10-6 Teslas). El imán permanente está compuesto por materiales (aleacciones de Co y tierras raras) que tienen la propiedad de magnetización alta y no requieren por lo tanto de consumo eléctrico; su inconveniente, son las grandes dimensiones y elevado peso. Finalmente el imán superconductivo se basa en la propiedad de determinadas aleaciones de no presentar resistencia al paso de la corriente eléctrica a temperaturas extremadamente bajas, pudiendo crear así un campo de intensidad mucho mayor que los anteriores; como las temperaturas a lo que esto sucede, están próximas al cero absoluto, se requieren líquidos criogénicos (Ni y He) para mantener el imán en estas condiciones. El efecto de campos magnéticos tan intensos, puede extenderse por fuera del recinto del imán por lo que toda la instalación obliga a una rigurosa instalación; por el mismo motivo los pacientes con marcapasos o clips vasculares ferromagnéticos no pueden ser explorados a causa del riesgo de parada cardíaca o de desplazamiento, respectivamente. Las Bobinas o Antenas estan encargadas de enviar la onda de RF y posteriormente recoger la señal emanada por el paciente para producir la imagen. Otro tipo de bobinas origina los gradientes del campo magnético, es decir, las variaciones de la intensidad del campo que permitan, al realizar la exploración, definir los planos de corte tomográfico. Circuitería adicional requerida para todo esto son los generadores de radiofrecuencia y de gradientes. El Ordenador, controlando también las unidades dedicadas a la modulación de gradientes y a las secuencias de pulsos, se encarga de la adquisición del estudio (almacenamiento y proceso de datos, reconstrucción de la imagen, etc.).
  76. 76. RESONANCIA NUCLEAR MAGNÉTICA DEFINICIÓN La Resonancia Magnética Nuclear (RMN), o “Magnetic Resonance Imaging (MRI)” en inglés, es una exploración radiológica que nace a principio de los años 80 y es una técnica que permite obtener imágenes del organismo de forma incruenta (no invasiva) sin emitir radiación ionizante y en cualquier plano del espacio. Posee la capacidad de diferenciar mejor que cualquier otra prueba de radiología las distintas estructuras anatómicas. Pueden añadirse contrastes paramagnéticos como el gadolinio para delimitar aún mas las estructuras y partes del cuerpo. La obtención de las imágenes se consigue mediante la estimulación del organismo a la acción de un campo electromagnético con imanes que van desde los antiguos de 0,3 Teslas o de campo bajo, pasando por los actuales de 1,5 Teslas (equivalente a 15 mil veces el campo magnético de la Tierra) hasta los mas modernos de 3 Teslas (campo alto). Este imán atrae a los protones que están contenidos en los átomos de los tejidos, que se alinearán con el campo magnético. Cuando se interrumpe el pulso, los protones vuelven a su posición original de relajación, liberando energía y emitiendo señales de radio que son captadas por unas antenas o bobinas receptoras y analizadas por un ordenador que las transformará en imágenes (cada tejido produce una señal diferente). En la Resonancia Magnética las imágenes se realizan mediante cortes en tres planos: axial, coronal y sagital, sin necesidad de que el paciente cambie su posición. Las resonancias magnéticas atraviesan los huesos por ello se pueden ver muy bien los tejidos blandos. CÓMO SE REALIZA UNA RMN El aparato de RMN estará en un lugar que está aislado de todo tipo de campos magnéticos exteriores. El paciente permanece tumbado en una camilla, y esta se desliza dentro del tubo que genera los campos magnéticos. El aparato genera campos magnéticos alrededor del paciente y emite ondas de radio que se dirigen a los tejidos a estudiar. Pero es incruento y no invasivo para el paciente. Cada "corte" precisará de 2 a 15 minutos, por ello se puede tardar en esta exploración entre 30 y 60 minutos. PREPARACIÓN DEL PACIENTE PARA EL ESTUDIO •Suele indicarse una dieta de 6 horas antes de la exploración. •Debe ser firmado un consentimiento escrito de aceptación de riesgos •No debe de llevarse objetos metálicos (anillos, collares, pendientes, etc...) en ninguna parte del cuerpo, inclusive aparatos dentales móviles. •Debe permanecer quieto durante la exploración. PROBLEMAS DURANTE LA RMN No produce dolor. Las ondas magnéticas no producen daños. El problema principal es la claustrofobia (sentimiento de estar encerrado), tanto por estar en un tubo cerrado como por que la máquina produce mucho ruido. La camilla puede estar fría, y dura, puede ser necesario una pequeña almohada. No se debe realizar RMN en mujeres embarazadas, ni en personas que tengan un marcapasos implantado. •EXPLORACIONES DE RMN MÁS FRECUENTES •RMN de tórax •RMN abdominal •RMN de corazón •RMN craneal •RMN lumbosacra •RMN de columna vertebral
  77. 77. INDICACIONES Sus indicaciones son muy variadas, dada la gran riqueza de imágenes que produce. Si se combina con la técnica del TAC (scanner), puede estudiarse prácticamente cualquier órgano. En general sus indicaciones son: •Afectación del SNC: proporciona mayor resolución que la TAC, en especial en afectación de la sustancia blanca, fosa posterior y tronco del encéfalo. Se usa para el estudio de estas estructuras afectadas por tumores, trombosis venosas, placas de desmielinización (esclerosis múltiple), infartos cerebrales, etc... •Afectación de la médula espinal. •Tumorales: alteraciones tumorales de cualquier tipo y en cualquier órgano Cardiovasculares: se puede estudiar el corazón así como su circulación, las arterias, incluyendo la aorta y las diferentes venas. •Otorrinolaringología: enfermedades de oídos, senos, boca y garganta Sistema musculoesquelético: Es muy útil para el diagnóstico de lesiones musculares, articulares y ligamentosas. CÓMO SE REALIZA LA EXPLORACIÓN Habitualmente se desviste al paciente y se le coloca una bata para la exploración. Deberá desprenderse de todo objeto metálico que lleve puesto. El paciente estará tumbado en una camilla que se mueve hacia delante y hacia atrás. El tubo de la RMN tiene una apertura cilíndrica en su centro que es donde quedará introducido el paciente. Algunos modelos son abiertos para evitar la claustrofobia. Según la potencia del aparato la exploración durará desde unos minutos hasta unos 30-45 mn. Durante la misma, se oye un ruido intenso en forma de pulsos, que son producidos por el campo magnético. Se atenúa este ruido mediante unos cascos protectores. Los principales problemas que pueden producirse son la claustrofobia y que el ruido resulte inaguantable. Es importante que el paciente esté completamente quieto para obtener buenas imágenes. En algunas exploraciones se necesitará inyectarle un contraste en una vena durante la exploración. En niños pequeños, puede ser necesario usar sedación para que esté quieto durante la exploración. Esta sedación puede administrarse por boca o mediante inyección. En los casos en que sea necesario el uso de contraste endovenoso o sedación se le pedirá que firme una hoja de consentimiento informado. Una vez finalizada la exploración puede hacerse una vida normal, sin que existan efectos secundarios. ¿QUÉ PREPARACIÓN ES NECESARIA? En general no es necesaria preparación alguna, pudiendo tomar su mediación habitual previa a la RMN. Si es preciso que esté en ayunas se lo comunicarán al darle la citación. Conviene que antes de realizarla realice sus necesidades fisiológicas para no tener ganas durante la prueba. Si el paciente tiene historia previa de reacciones alérgicas o enfermedades graves, o sea portador de alguna prótesis u otro objeto metálico debe comunicarlo previamente a la prueba.
  78. 78. VENTAJAS E INCONVENIENTES VENTAJAS: •Es muy segura ya que no produce radiación ionizante. •No es invasiva para el paciente. •No hay dolor ni necesidad de punciones. •Tiene una gran capacidad de resolución, generando muy buenas imágenes de los diferentes órganos y tejidos que con otras técnicas diagnósticas no eran tan completas. INCONVENIENTES: •Puede producir claustrofobia. •El ruido intenso puede llegar a ser muy molesto. •Es relativamente cara respecto a otras técnicas de radiodiagnóstico. •En algunos casos puede ser necesario inyectar contraste. ¿Quién no puede realizarse esta técnica? Actualmente la única contraindicación absoluta son los pacientes portadores de marcapasos cardíacos. Si usted es portador de algún tipo de implante metálico o prótesis en algún tejido u órgano (por ejemplo, clips en vasos cerebrales, stent coronarios, prótesis en rodilla o cadera, válvulas metálicas cardiacas, etc...) debe consultarlo previamente a la prueba por si no se pudiera realizar, pero casi todos estos implantes son de materiales no imantables que permiten realizarla. Un caso especial es el embarazo. Habitualmente se intenta diferir la resonancia hasta que finalice, pero si es necesario se hará partir del primer trimestre. Durante el primer trimestre no se realiza, a no ser que sea estrictamente necesario para preservar la salud de la madre, sin que se haya demostrado que existe un riesgo aumentado de malformaciones o de abortos.
  79. 79. RESONANCIA MAGNÉTICA
  80. 80. Functional Diagnostics: Magnetic Resonance
  81. 81. RESONANCIA MAGNETICA
  82. 82. La resonancia magnética funcional La imagen de resonancia magnética funcional (fRM) es una técnica de utilidad comprobada en las investigaciones neurocientíficas. Desde su introducción, ha despertado interés la posibilidad de aplicarla para el diagnóstico clínico y el control de los pacientes con alteraciones funcionales debidas a procesos patológicos encefálicos. La resonancia magnética con contraste de fase En los niños con cardiopatía congénita, la cuantificación de la comunicación entre la circulación sistémica y la pulmonar es importante para evaluar al paciente. La RMN puede proporcionar imágenes anatómicas que muestran la morfología de la cardiopatía congénita, mientras que la resonancia magnética con contraste de fase (CF-RM) ofrece información cuantitativa sobre posibles cambios hemodinámicos (con estimación directa de la relación entre los flujos pulmonar y aórtico, Qp/Qs, valorando así las comunicaciones intracardíacas)
  83. 83. .
  84. 84. ULTRASONIDOS
  85. 85. La Ecografía empleada en medicina desde los años 50, utiliza ultrasonidos. El aparato envia un haz de ultrasonidos hacia la zona que se va a examinar. Los ultrasonidos atraviesan los órganos, pero son reflejados cuando encuentran una modificación de la densidad de los tejidos (transición grasa/músculo, músculo/esqueleto, etc.). El aparato recoge las ondas reflejadas (el eco), las analiza y la parte del cuerpo observada aparece en una pantalla. Lo que mas se conoce de la ecografía es que se utiliza en los embarazos; sin embargo, esta técnica tiene otras aplicaciones y permite estudiar muchos órganos: vesícula biliar, hígado, bazo, páncreas, riñones, corazón, venas y arterias, mamas, articulaciones. Cuesta poco y, a menudo, es la primera técnica de diagnóstico por imagen que se aplica a los pacientes. Da muy buenos resultados, por ejemplo en aquellos casos en que se sospecha la existencia de cirrosis del hígado, cálculos, ciertos tumores, rupturas de tendones y para ver el corazón. En ciertas pruebas, se utiliza una sonda por vía interna; se introduce por la vagina, el recto o el esófago. La ecografía puede utilizarse en combinación con otra técnica, el examen Doppler. Se habla entonces de una eco Doppler, muy útil para examinar estructuras que se mueven: venas y arterias con el flujo sanguíneo. Incluso se puede ver en la pantalla la dirección del flujo sanguíneo…
  86. 86. FÍSICA DE LOS ULTRASONIDOS • ¿Qué son los ultrasonidos? – Son sonidos de una frecuencia superior al rango auditivo, comprendido éste entre 20 y 20.000 Hz • Rango de los ultrasonidos – Las frecuencias de trabajo de los equipos médicos de ecografía están muy por encima de este rango, a saber entre 1 y 30 MHz
  87. 87. FÍSICA DE LOS ULTRASONIDOS • ¿Qué es el sonido? – El sonido es el fenómeno de propagación de energía mecánica, por medio de ondas de presión, en un medio material • Energía mecánica – el sonido consiste en una vibración de las partículas del aire – la vibración de las partículas produce energía, que se transmite de una a otra – la energía se propaga • Onda de presión – una onda es la propagación de una perturbación, en un medio, a una determinada velocidad • la perturbación se transmite en todas direcciones a una velocidad, que depende del tipo de medio • Medio material – para que se produzca sonido es necesario que existan partículas – el medio puede ser sólido, líquido o gaseoso
  88. 88. • Particularidades de las perturbaciones ultrasónicas (I) – La perturbación se consigue alterando el medio. En el caso de la Ecografía, por medio de un cristal especial que se deforma mecánicamente, vibrando en el rango de los ultrasonidos, al aplicarle una corriente eléctrica. El efecto en que se basa esta vibración es en el llamado efecto piezoeléctrico que es reversible (directo e inverso)
  89. 89. • Particularidades de las perturbaciones ultrasónicas (II) – el ultrasonido se enfoca en una determinada dirección – Las ondas ultrasónicas que genera se caracterizan cómo las de cualquier otro sonido por sus componentes de compresión y rarefracción, que determinan la longitud de onda (λ). Esta está ligada con la velocidad de propagación en el medio (ν) por la expresión ν = f λ, en la que (f = 1/T) es la frecuencia o número de vibraciones por segundo.
  90. 90. • Frecuencia, resolución, penetración de los U.S. médicos – la resolución de la imagen depende de la longitud de onda pues está limitada por ella (a menor longitud de onda, mayor resolución). – la penetración es mayor cuanto menor sea la frecuencia, pues la atenuación acústica se incrementa con la frecuencia, ademas de con la distancia. – A mayor frecuencia, mayor resolución, menor penetración 2,5 Mhz 3,5 Mhz 5 Mhz
  91. 91. • Medios materiales en el cuerpo humano – los gases (aire) absorben radicalmente los ultrasonidos – los líquidos actúan como ventanas acústicas – los sólidos son buenos conductores de los ultrasonidos Velocidad de propagación en los diversos tejidos corporales (m/sg) – grasa………..1460 – agua………...1480 – <promedio> 1540…….velocidad media – hígado………1555 – sangre………1560 – riñón………...1565 – músculo…….1600 – hueso……….4080
  92. 92. – Longitud de onda – Frecuencia – Velocidad de propagación en el medio – Amplitud o atenuación – Potencia o energía acústica – Impedancia característica • Otras magnitudes físicas de los ultrasonidos La forma mas común de formación de imágenes por ultrasonidos es por reflexión o modo de eco pulsado, al estilo del radar. Se dirige una corta ráfaga de energía acústica hacia el cuerpo y la energía reflejada –proporcional al cuadrado de la amplitud de la onda- se recibe un poco mas tarde. Los diferentes tejidos corporales reflejan particularmente tal energía, dependiendo de su impedancia característica (Z). Esta está definida por la expresión Z = ρ v, en la que (ρ) es la densidad del tejido siendo (v) la velocidad del medio. Conforme el pulso ultrasónico pasa de un tejido a otro, una porción de él es reflejada y otra continúa o se dispersa; así por ejemplo, cuando tal pulso cruza los límites entre tejido muscular y sangre sólo cerca del 0,1% de la energía acústica se refleja. Este eco es precisamente el que se utiliza para crear la imagen de esa primera estructura o interfase sangre-músculo; el resto del pulso cruza la interfase y continua su propagación por el cuerpo para formar imágenes de estructuras mas internas.
  93. 93. Modos de imágenes ultrasónicas MODO A
  94. 94. Modos de imágenes ultrasónicas MODO B
  95. 95. Modos de imágenes ultrasónicas SONDA ELECTRONICA
  96. 96. Transductores “Phased array”
  97. 97. Transmisión y formación del haz
  98. 98. Modos de imágenes ultrasónicas MODO M
  99. 99. Modos de imágenes ultrasónicas CONVERSION DIGITAL DEL BARRIDO
  100. 100. Modos de imágenes ultrasónicas MODO 2D
  101. 101. Modos de imágenes ultrasónicas MODO 3D
  102. 102. Modos de imágenes ultrasónicas MODO 4D
  103. 103. Modos de imágenes ultrasónicas DOPPLER ESPECTRAL
  104. 104. Modos de imágenes ultrasónicas MODO DOPPLER
  105. 105. Modos de imágenes ultrasónicas MODO DOPPLER COLOR Arteria carótidea
  106. 106. Válvulas Mitral, Tricúspide y Pulmonar Modos de imágenes ultrasónicas MODO DOPPLER COLOR 3D
  107. 107. Imagen funcional con ultrasonidos Los recientes avances en la imagen ultrasónica están cambiando el concepto de que la ecografía sólo es útil para estudiar la anatomía y la morfología. La imagen funcional se está haciendo posible gracias al aumento de la potencia de los actuales ordenadores, que también aportan mejoras en la calidad de la imagen, dada su capacidad para adquirir datos volumétricos. Otro factor que contribuye a una mayor utilización es el perfecionamiento de las sustancias de contraste.
  108. 108. OTROS NOMBRES •Ultrasonidos •Exploración de ecografía •Exploración por ultrasonidos DEFINICIÓN La Ecografía es una técnica de diagnóstico médico, en la que las imágenes se forman por el uso de ultrasonidos. Los ultrasonidos, al atravesar las diferentes estructuras devuelven "ecos" de diferentes amplitudes según sean los órganos atravesados, generando imágenes que permiten analizar su tamaño, forma, contenido, función, etc... UTILIDADES DE LA ECOGRAFÍA Se utiliza para el diagnóstico y control de múltiples enfermedades o situaciones especiales: •control del embarazo, •ecografía abdominal, •ecocardiografía, •ecografía ginecológica y urológica, •ecografía de las extremidades, •ecografía ocular, •ecografía de las arterias del cuello, etc... También se usa como guía para drenar abscesos (colecciones líquidas en órganos internos) o para realizar biopsias. Sólo la presencia de hueso, aire u obesidad extrema interfieren con su uso adecuado. La ecografía doppler es un tipo especial de ecografía, que añade la posibilidad de valorar el movimiento de la sangre, por lo que se utiliza para estudiar arterias, venas y la vascularización de los órganos. PREPARACIÓN, MOLESTIAS Y PELIGROS DE LA ECOGRAFÍA La ecografía es indolora, y no presenta peligro alguno, incluso durante el embarazo y la infancia. Puede repetirse las veces necesarias sin suponer peligro para la salud. La preparación previa que precisa se la indicarán días antes, pero varía mucho según la zona a estudiar. Por ejemplo, en la ecografía de las extremidades no se precisa de preparación previa, mientras que en la abdominal tendrá que acudir en ayunas y con la vejiga llena si es posible. Es aconsejable llevar ropa cómoda. TÉCNICA DE REALIZACIÓN La técnica consiste en colocar un transductor o sonda que genera los ecos sobre la piel (con un gel acuoso de interfase), y se visualizan las imágenes en un monitor. Estas imágenes se registran para su estudio posterior, y para que quede constancia de los hallazgos. En el estudio ginecológico o prostático, la sonda se introducirá por el ano o la vagina para el correcto estudio de estos órganos. ECOGRAFÍA: ficha resumen
  109. 109. Imagen funcional De la anatomía a la imagen molecular Se han producido durante los últimos años avances impresionantes en la utilización de las tecnologías de diagnóstico por imagen para la valoración no invasiva de la gravedad y la extensión de los procesos patológicos. La información morfológica se complementa con la relativa al metabolismo, la perfusión, la función encefálica y la caracterización de las estructuras de la superficie celular. Esto significa que, aparte de la información diagnóstica, la imagen funcional proporciona actualmente parámetros de pronóstico que afectan al tratamiento clínico de los pacientes, además de ofrecer un medio para seleccionar estrategias terapeúticas con buena relación costo-eficacia.
  110. 110. • Si el proceso patológico podemos detectarlo aquí, • Puede que nunca aparezca aquí… o aquí
  111. 111. El futuro de la imagen médica La imagen molecular pretende detectar y tratar enfermedades, como el cáncer, la enfermedad cardiovascular y el Alzheimer, a nivel molecular tratándolas antes de que ocurran. Esto también implica el diseño del tratamiento adecuado a la genética de la persona afectada. Los fabricantes de tecnología sanitaria están investigando ya activamente en este campo. Nuevos desarrollos: Imagen Molecular
  112. 112. ANATOMIA HUMANA Ejemplos < Fuente: Tomografías anatómicas dinámicas de PHILIPS Sistemas Médicos >

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