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Introducción

En la actualidad, la Radiología es conocida por la sociedad como imágenes en blanco y negro o en esca-la 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.

Esta especialidad no sólo abarca única y exclusiva-mente 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 diver-sas disciplinas en las que el “paciente” presenta ras-gos muy poco convencionales, como es el caso de momias, esculturas, barcos, columnas, violines, etc.

Evolución histórica de un descubrimientoA finales del siglo XIX, la Radiología fue el descubrimien-to de mayor impacto social. Sin embargo, para que se produjera este acontecimiento tan importante, fue nece-sario 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

LOS EQUIPOS DE IMAGEN DIAGNÓSTICA MÁS ALLÁ DE LAS INSTITUCIONES SANITARIAS (I)*

Autora: Sandra Pineda Monterde Técnica Superior en Imagen para el Diagnóstico

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.

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.

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magnetismo, la electricidad y del vacío fueron tres ele-mentos 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 prime-ro 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 impli-caba la generación de un espacio vacío permanen-te. 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 experi-mentar 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 oscuri-dad y podía producirla simplemente con agitar el mer-curio. 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 produ-cida por las descargas. Benjamin Franklin, descubrió los términos “positivo” y “negativo” y describió la elec-tricidad 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 Mor-gan, 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 magnetis-mo y el comportamiento de la materia en el vacío.

Por otro lado, Nicéphore Niépce, físico francés, con-siguió 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 sis-tema permitió que, con la utilización de una cámara oscura modificada, impresionara una vista del patio de su casa en 1827, siendo la primera fotografía per-manente de la Historia. Al procedimiento realizado de la imagen obtenida lo llamó “Heliografía”.

En 1831, Michael Faraday descubrió la inducción elec-tromagnética, 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 relacio-nados 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 existen-cia 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)

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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 venta-na. 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 fosforescen-cia del compuesto químico. Alejó unos dos metros el papel sensible para, así comprobar, si se seguía produ-ciendo la fluorescencia y, observó que seguía siendo visible. Sus razonamientos prosiguieron, creyó que, si aquello era una radiación desconocida, una luz invisi-ble, 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 atrave-só como si fuera completamente transparente. Siguió experimentando y, llegó a la conclusión, de que aque-lla radiación, además de ser invisible, atravesaba los cuerpos opacos.

Debido a que el origen de los rayos aún no era cono-cido y tampoco directamente observados, los llamó rayos X. Se encerró todo un mes para seguir experi-mentando. 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

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 for-ma 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 matri-monial, en una exposición de unos quince minutos. Su primera comunicación fue realizada el 28 de diciem-bre 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 refracta-dos 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 Rönt-gen, pero éste se negó y rechazó patentar su descu-brimiento. En 1898 Edison desarrolló el fluoroscopio de platinocianuro de bario. Había rumores de que se podían ver a las mujeres desnudas, aprovechan-do así los mercaderes y fabricantes de ropa inte-rior 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.

Röntgen recibió el Primer premio Nobel de Física en 1901, el cual donó a la Universidad en apoyo a la inves-tigación. 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 des-cubrimiento 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 independiente-mente mA y kVp con gran precisión.

Según la evolución histórica de este gran descubri-miento, es de evidenciar que los rayos X nacen de una sucesión de inventos y hallazgos de diversos protago-nistas, los cuales se influyeron, mutuamente, entrela-zando investigaciones, aportando importantes ideas y teorías para, finalmente, concluir con uno de los des-cubrimientos más importantes de la humanidad.

Figura 3. Wilhelm Conrad Röntgen en 1895

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•Radioactividad: tras el descubrimiento de los rayos X, en 1896 Antoine-Henri Becquerel estu-diaba las propiedades de la materia, y consideró que los minerales que eran fluorescentes de for-ma 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. Poste-riormente observó una quemadura en la piel.

Marie Curie Slodowska, en 1897 y su esposo Pierre Curie, buen amigo de Becquerel; en 1898, comen-zaron 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 reci-bió el Premio Nobel de Física en 1903 junto a Bec-querel por los descubrimientos de la radioactividad.

•Medicina Nuclear: tras el descubrimiento de la radioactividad por el matrimonio Curie y Bec-querel, Georg von Hevesy en 1923, es el primero en utilizar trazadores radioactivos para estudiar sistemas biológicos mediante el seguimiento del

flujo de éstos en las raíces de la planta hasta las hojas. Geiger y Müller construyen la primera ver-sión 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 posibi-lidad 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 bombar-deo con partículas α “Alpha”. En 1946 se constru-ye 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 revolu-cionario. 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 déca-da 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 “piezoeléc-trico”, 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 transmi-tiéndose al medio ambiente como ondas sonoras y viceversa, descubrieron el principio del trans-ductor del ultrasonido, el cual genera y detecta energía ultrasónica simultáneamente.

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, Lau-gevin 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 “hiper-fonógrafo” para ver “ventriculogramas”, siendo

Figura 4. Marie Curie Slodowska

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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 ven-tricular. 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 anató-micas. 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 austria-co Johann Radon desarrolló, en 1917, el trabajo del principio de la tomografía computarizada y gene-ró las fórmulas matemáticas que permiten recons-truir la imagen tridimensional de un objeto.

Los primeros equipos de tomografía convencio-nal en el plano axial se introdujeron en 1952 y, posteriormente, el “Politome”, con movimiento hipocicloidal, marcó la innovación tecnológi-ca. En 1964, Allen M. Cormack publica su tra-bajo sobre la reconstrucción de los coeficientes de atenuación del corte de un objeto, mediante

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 introduci-do 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 aproxi-madamente cuatro minutos y medio y la recons-trucción 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 nue-vas máquinas por diversas compañías obtenién-dose 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.

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 esta-cionarios en un radio de 360 grados y el tubo gira independientemente mediante un anillo deslizante. El número de detectores se incre-mentó 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 segun-do y también la velocidad de reconstrucción y resolución de las imágenes.

El más reciente avance tomográfico es el desa-rrollo de la tomografía en espiral en 1990, don-de el principio fundamental es la adquisición de imágenes volumétricas mediante una rotación

Figura 5. Johann Radon

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continua del tubo sobre el avance constante de la mesa en donde se encuentra el paciente. Esta tecnología actual permite una óptima resolu-ción, disminución del tiempo del estudio y por último reconstrucciones tridimensionales y mul-tiplanares simulando las imágenes obtenidas en los cortes originales.

•Resonancia magnética: desde años atrás, se conocen las propiedades magnéticas de algu-nas sustancias. Hace 5000 años ya se conocían las propiedades de las agujas imantadas. Gilbert con su exposición “The Magnete” fue el prime-ro que expuso las características de imán que ejercía la tierra. A principios del siglo XX prác-ticamente 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 resonan-cia magnética nuclear.

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

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 mere-cedores en el año 1952 del Premio Nobel.

Raymond Damadian, en 1971, introdujo el con-cepto 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 “ima-gen” de dos recipientes de agua, un objeto hete-rogéneo. Al año siguiente, creó la primera ima-gen 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 acepta-da como método de diagnóstico. En esta misma década se eliminó la palabra nuclear por su con-notación poco popular. Kaufman y Crooks desa-rrollaron 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 diver-sos principios físicos (radiaciones ionizantes, emisores de ondas, ondas electromagnéticas o isótopos radio-activos) para visualizar la estructura interna, su com-posición y su función, con finalidades diagnósticas y terapéuticas.

Anteriormente se le denominaba radiología médica y se basaba en el estudio de las radiaciones (espe-cialmente los Rayos X) y sus posibles aplicaciones en el tratamiento de enfermedades y su diagnósti-co. Para generar la imagen de estudio, era necesa-rio que la propiedad de la radiación de los rayos X impresionara una emulsión fotográfica y así obte-ner la radiografía.

Figura 6. Isidor Isaac Rabi

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La imagen radiográfica se produce como conse-cuencia de la propiedad de estas radiaciones de impresionar una emulsión fotográfica y de la dis-tribución variable de la intensidad de la radiación, que emerge de la zona del cuerpo o pieza/estruc-tura radiografiada. Esto se debe, principalmente, a las diferencias de espesor o a la presencia de las diferentes sustancias que la constituyen. La radio-grafía es la materialización de una sombra o “ima-gen 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 compues-to por un chasis con película para realizar una radio-grafía. Hoy en día se ha sustituido por dos sistemas digitales: la Radiología Digital Indirecta o CR (radio-logía computarizada) y la Radiología Digital Directa o DR. En cambio, en la radiología industrial o en la valo-ración 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 peque-ños para obtener un resultado con mayor contraste. En la actualidad, la calidad digital no supera a la cali-dad 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 radia-ciones en los organismos vivos y sus caracterís-ticas son estudiados por físicos, biólogos y quí-micos principalmente. El término “radiación” significa básicamente transferencia de energía de una fuente a otra.

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 radia-ción infra-roja, la luz visible, la radiación ultra-violeta, los rayos X, la radiación gamma y los rayos cósmicos, entre otros. Existen radiacio-nes 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 espa-cio (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 determina-da cantidad de ionización por unidad de aire. El röntgen (R) es aplicable únicamente para expo-sición 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 radiacio-nes 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 sis-tema internacional, por lo que puede ser utilizada para comparar efectos de diferentes radiaciones.

Tabla 1. Unidades y equivalencias

PRINCIPALES UNIDADES Y SU EQUIVALENCIA

PARÁMETROS FÍSICOS RRII

1 Röntgen (R) eq. ≈ 100 Rad eq.

1 Rad 1 Gray (Gy) u/int.

RESPUESTA BIOLÓGICA RRII

100 Rem eq. 1 Rem eq.

1 Sievert (Sv) u/int. 10 milisieverts (mSv) u/int.

MIDEN LA RADIACIÓN

Curio (Ci) eq. Bequerelio (Bq) eq.

3,7 x 1010 Bq 1 desintegración radioactiva x seg. u/int.

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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, in-mediatos o tardíos (diferidos), locales y/o cor-porales, somáticos y/o hereditarios, estocásticos y/o determinísticos (antes conocidos como no estocásticos).

Los efectos estocásticos de las radiaciones ioni-zantes son aquellos que relacionan la probabili-dad de contraer una enfermedad con la dosis de radiación ionizante recibida, se les puede asociar un factor de riesgo. Un ejemplo sería la probabili-dad de presentar alteraciones hereditarias (gené-ticas) si el sujeto es expuesto a una dosis de 100 rads. No existen umbrales puesto que esta proba-bilidad 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-radia-ción. 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 pro-ducir en el organismo las radiaciones ionizan-tes, 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 nor-mas 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 per-sonal y tomarán medidas de protección física mediante el uso de delantales plomados, pro-tectores de tiroides y/o guantes plomados en el caso que se requiera.

En la tabla siguiente se observan los límites anua-les de radiación recomendada por la ICRP, del Reglamento sobre Protección Sanitaria contra RRII aprobado por RD 783/2001, para los trabaja-dores profesionalmente expuestos.

•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 ionizan-te, ondas ultrasónicas, pulsos de radiofrecuencia o la radioactividad de isótopos radiactivos. También es necesario un sistema informático junto a soft-wares especializados para el proceso de la imagen, todos ellos diferentes para cada tipo de equipo. De esta manera se consigue diagnosticar una enfer-medad, tratarla, realizar investigaciones, hacer controles de calidad mediante ensayos no des-tructivos, verificar autentificaciones, etc.

•Los Rayos X en equipos de radiología convencio-nal: en la radiología convencional se utilizan los rayos X, una radiación electromagnética ionizan-te. 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, quirúrgi-cos o estáticos. Dentro de la radiología convencio-nal podemos encontrar otros equipos que también utilizan radiaciones ionizantes como el ortopanto-mógrafo, 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 eco-nómica comparado con otras. En el caso de des-ventajas, al ser radiaciones ionizantes, pueden

Tabla 2. Tipos de exposición

TIPO DE EXPOSICIÓNREGLAMENTO

DE PROTECCIÓN

Dosis efectiva durante 5 años oficiales consecutivosSujeto a una dosis efectiva en cualquier año oficial

100 mSv

50 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

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producir efectos biológicos estocásticos o deter-ministas, 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.

•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 transpor-tador 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 llama-do gammacámara. Después se procesa la informa-ción almacenada digitalmente y se obtienen imá-genes funcionales y moleculares, revelando si hay, alteraciones a nivel molecular o funcional.

Los radiotrazadores poseen una doble naturale-za 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 terapéu-tica, la preventiva y la de investigación.

Entre los equipos utilizados encontramos la gam-macámara, un dispositivo de captura de imáge-nes utilizado comúnmente como instrumento para el estudio morfológico o funcional, obtiene las imágenes a partir de la detección de la radia-ción γ procedente del Radiofármaco administra-do 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), per-mite realizar imágenes que muestran el metabo-lismo y el funcionamiento de tejidos y órganos, basándose en el consumo de glucosa mediante trazadores radionucleidos emisores de positro-nes 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 incon-veniente es que en algunos casos la imagen pue-de 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 ultra-sonidos (US), son empleados en el ecógrafo que utiliza energía mecánica de las ondas ultrasóni-cas 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 frecuen-cia es de 20 KHz a 1 GHz.

La exploración que se realiza, es a tiempo real reci-biendo la información inmediata a través del moni-tor de vídeo. El equipo consiste en un transmisor, un panel de control, una unidad de procesamiento, un transductor y un monitor de vídeo. El transduc-tor 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

Figura 7. Tubo de Rayos X

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(dentro del campo de la medicina) y es una explo-ración inocua sin efectos tardíos en seres huma-nos, por ello su uso durante la gestación. Res-pecto a los inconvenientes, es una técnica muy dependiente del operador y es necesaria una gran experiencia para la adquisición de buenas imáge-nes sobre las que realizar el diagnóstico.

•Rayos X en equipos TC: la Tomografía Compu-tarizada es un equipo que utiliza la radiación electromagnética ionizante, rayos X. Realiza cor-tes orientados verticalmente al eje corporal, lla-mados 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 atravie-san 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 imá-genes 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 mis-mo tiempo, detalladas y rápidamente. Es rentable y menos sensible al movimiento que la Resonan-cia Magnética. Es una buena herramienta para guiar procedimientos de invasión mínima como biopsias por aspiración y aspiraciones por aguja

de numerosas áreas del cuerpo. Como inconve-niente, existe la leve posibilidad de padecer algún tipo de lesión como consecuencia de la exposi-ción 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 mag-nética: la resonancia magnética es un equipo que envía señales electromagnéticas sobre un cuerpo y cuyas respuestas resonantes son captu-radas 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 origi-nal de relajación, liberando energía y emitiendo señales de radiofrecuencia que son captadas por un receptor y transformadas en imágenes mediante software.

Además del campo magnético principal, el equipo también se compone de otros campos magnéti-cos secundarios más débiles llamados gradientes, éstos superponen un campo magnético creciente gradual y longitudinal, para así obtener solamen-te la información que necesitamos. Normalmen-te, 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. Exis-ten 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, ade-más 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, per-mite visualizar y conocer la dirección del flujo sanguíneo de los vasos, entre otros.

Figura 8. Equipo para ecografía médica

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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 trayec-toria 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 cual-quier implante u objeto interno que pueda ser ferromagnético.

También se ha de tener especial cuidado con pacientes con sistemas de bomba de medica-ción, 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 pacien-tes con problemas renales, enfermedad del híga-do 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, ade-más 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 diag-nóstica 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 radia-ciones electromagnéticas ionizantes obliga al perso-nal 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 necesa-rias para llevar a cabo su manipulación y conocer las medidas de radioprotección.

Bibliografía

Libros:

•GALLAR,Pilar.Radiología y Pensamiento. L&C Diseño, S.L., 2006.

•GUTIÉRREZCADAVID, JuanEsteban.Radiología e imágenes diagnósticas. Medellín, Colombia: Corporación para Investigaciones Biológicas, 2004.

•PAPP,Desiderio.Röntgen, el descubridor de los rayos X. Emecé editores, S.A., Buenos Aires, 1945.

•RUIZFUBIO,Alfonso.Inspección radiográfica de las uniones soldadas. Ediciones Urmo, 1971.

•V.V.A.A.Crónica de la Medicina desde los primeros descubrimientos hasta la tecnociencia. Plaza & Janes editores, S.A., 2004.

•V.V.A.A.Diagnóstico por Imagen, Tratado de Radiología Clínica. McGraw-Hill Interamericana, 1997.

Revistas:

•V.V.A.A.Manual de tecnología nuclear para periodistas. Spainfo, S.A., 2004.

Enlaces:

•http://www.difo.uah.es/curso/historia_de_la_fotografia.html

•http://www.news-medical.net/health/What-is-Radiology-%28Spanish%29.aspx

•http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/16746/1/espectro_electromagnetico.pdf