Rayos x

EL TUBO DE RAYOS X El tubo de rayos X es el lugar en donde se generan los rayos X, en base a un procedimiento mediante el cual se aceleran unos electrones en primer lugar, para después frenarlos bruscamente. De esta forma se obtienen los fotones que constituyen la radiación ionizante utilizada en radiodiagnóstico. Para ello, dicho tubo consta de un filamento metálico (cátodo) que, al ponerse incandescente, produce una nube de electrones a su alrededor -efecto termoiónico-. Estos electrones son acelerados mediante una elevada diferencia de potencial (kV), y se les lleva a chocar contra el ánodo, en donde son frenados liberando su energía cinética como fotones que constituyen los rayos X utilizados en clínica .

Todos los elementos descritos están en el interior de un "tubo" (T) de vidrio en donde se ha hecho el vacío para facilitar que el desplazamiento de los electrones sea lo más rectilíneo posible. El haz útil de rayos X sale en la dirección mostrada en la figura atravesando una región del tubo (V), en la que el espesor del vidrio es menor que en el resto, es la denominada ventana de rayos X. Rodeando esta estructura se encuentra una carcasa de plomo y acero. Entre ella y el tubo es necesaria la existencia de un sistema de refrigeración, con el fin de disipar el calor que se produce al chocar los electrones contra el ánodo: de la energía empleada en la producción de rayos X el 99% se convertirá en calor y sólo el 1% en rayos X.

Los rayos X se pueden observar cuando un haz de electrones muy energéticos (del orden de

1 keV) se desaceleran al chocar con un blanco metálico. Según la mecánica clásica, una

carga acelerada emite radiación electromagnética, de este modo, el choque produce un

espectro continuo de rayos X a partir de cierta longitud de onda mínima dependiente de la

energía de los electrones. Este tipo de radiación se denomina Bremsstrahlung, o ‘radiación

de frenado’. Además, los átomos del material metálico emiten también rayos X

monocromáticos, lo que se conoce como línea de emisión característica del material. Otra

fuente de rayos X es la radiación sincrotrón emitida en aceleradores de partículas.

Para la producción de rayos X en laboratorios, hospitales, etc. se usan los tubos de rayos X,

que pueden ser de dos clases: tubos con filamento o tubos con gas.

El tubo con filamento es un tubo de vidrio al vacío en el cual se encuentran dos electrodos

en sus extremos. El cátodo es un filamento de tungsteno y el ánodo es un bloque de metal

con una línea característica de emisión de la energía deseada. Los electrones generados en

el cátodo son enfocados hacia un punto en el blanco (que por lo general posee una

inclinación de 45°) y los rayos X son generados como producto de la colisión. El total de la

radiación que se consigue equivale al 1% de la energía emitida; el resto son electrones

y energía térmica, por lo cual el ánodo debe estar refrigerado para evitar el

sobrecalentamiento de la estructura. A veces, el ánodo se monta sobre un motor rotatorio; al

girar continuamente el calentamiento se reparte por toda la superficie del ánodo y se puede

operar a mayor potencia. En este caso el dispositivo se conoce como «ánodo

rotatorio».2 Finalmente, el tubo de rayos X posee una ventana transparente a los rayos X,

elaborada en berilio, aluminio o mica.

Esquema de un tubo de rayos X

El tubo con gas se encuentra a una presión de aproximadamente 0.01 mmHg y es

controlada mediante una válvula; posee un cátodo de aluminio cóncavo, el cual permite

enfocar los electrones y un ánodo. Las partículas ionizadas de nitrógeno y oxígeno,

presentes en el tubo, son atraídas hacia el cátodo y ánodo. Los iones positivos son atraídos

hacia el cátodo e inyectan electrones a este. Posteriormente los electrones son acelerados

hacia el ánodo (que contiene al blanco) a altas energías para luego producir rayos X. El

mecanismo de refrigeración y la ventana son los mismos que se encuentran en el tubo con

filamento.

Preparación para el examenAntes de la radiografía, coméntele al equipo médico si está o puede estar embarazada o si tiene un DIU.

El metal puede causar imágenes borrosas. Usted necesitará quitarse todas las joyas y posiblemente deba usar una bata hospitalaria.

Aplicaciones

Médicas

Desde que Röntgen descubrió que los rayos X permiten captar estructuras óseas, se ha desarrollado la tecnología necesaria para su uso en Medicina.

LaRadiología es la Especialidad médica que emplea la Radiografía como ayuda de Diagnóstico, en la práctica, el uso más extendido de los rayos X.

Los rayos X son especialmente útiles en la detección de Enfermedades del Esqueleto, aunque también se utilizan para diagnosticar enfermedades de lostejidos blandos, como la Neumonía, Cáncer de pulmón, Edema pulmonar, Abscesos.

En otros casos, el uso de rayos X tiene más limitaciones, como por ejemplo en la observación del Cerebro o los Músculos. Las alternativas en estos casos incluyen la Tomografía axial computarizada, la Resonancia magnética o los Ultrasonidos.

Los rayos X también se usan en procedimientos en tiempo real, tales como la Angiografía, o en estudios de contraste.

Tomografía

 El sistema mecánico de Adquisición de Datos de un Escáner de Tomografía Computarizada está montado dentro de una carcasa metálica que se conoce con el inexpresivo nombre de “gantry”, llamado así porque dicho elemento puede inclinarse hacia delante o hacia atrás como una grúa mecánica. Visto de frente, recuerda al frontal de una enorme lavadora de dos metros de lado por ochenta centímetros de fondo con una abertura central circular, de setenta centímetros de diámetro, por donde se introduce el tablero móvil que desplaza al paciente durante el transcurso de una exploración.  

Aplicaciones médicas • Detección y diagnóstico: SPECT (TAC) y PET – La SPECT o Tomografía Computarizada por Emisión de Fotones Individuales (en inglés single photon emission computed tomography) es una técnica médica de tomografía que utiliza rayos gamma. Es muy parecida a una radiografía, pero utiliza una cámara sensible a los rayos gamma y no a los rayos X. Como en una radiografía, cada uno de las imágenes que se obtienen es bidimensional, pero pueden combinarse muchas imágenes tomadas desde distintas posiciones alrededor del paciente para obtener una imagen tridimensional. Esta imagen tridimensional puede después manipularse informáticamente para obtener secciones dimensionales del cuerpo en cualquier orientación. – El SPECT utiliza los rayos gamma que producen isótopos radioactivos como el tecnecio 99m. Estos isótopos se introducen en el cuerpo humano como parte de moléculas biológicamente activas. El procedimiento es similar al del tomografía por emisión de positrones (PET), pero en el SPECT es el isótopo el

que produce directamente el rayo gamma, mientras en el PET el isótopo produce un positrón que después se aniquila con un electrón para producir los dos rayos gamma. Estos dos rayos gamma salen en direcciones opuestas y su detección simultánea permite localizar el isótopo de forma más precisa que en el SPECT. El SPECT es, sin embargo, más simple porque pueden usarse isótopos más fáciles de obtener y de vida media más larga. – La cámara de rayos gamma se gira alrededor del paciente. Se adquieren imágenes en ángulos definidos, típicamente cada 3-6 grados. En la mayoría de los casos se realiza una rotación completa de 360 grados que permite una reconstrucción tridimensional óptima. Cada imagen tarda típicamente 15-20 segundos, con lo que el proceso completo tarda de 15 a 20 minutos. Se pueden utilizar también cámaras gamma con muchas cabezas para acelerar el proceso. Por ejemplo, se pueden poner dos cabezas espaciadas 180 grados para obtener dos proyecciones simultáneamente, o tres cabezas espaciadas 120 grados

Una tomografía computarizada abdominal generalmente no se recomienda para mujeres embarazadas, porque puede causarle daño al feto. Las mujeres que están o pueden estar en embarazo deben hablar con su médico para determinar si en vez de esto se puede utilizar una ecografía.

Resonancia magnética

qué es la RMN y cómo funciona

La resonancia magnética nuclear, o RMN, es un método para producir imágenes muy detalladas de los órganos y tejidos a lo largo del cuerpo sin la necesidad de usar rayos X o radiación "ionizante". En cambio, la RMN utiliza un poderoso campo magnético, ondas de radio, campos magnéticos que cambian rápidamente y una computadora para crear imágenes que muestran si está presente alguna lesión, enfermedad o condición anormal.

Para realizar una RMN, el paciente es ubicado adentro de la máquina de RMN, que por lo general es un aparato grande con forma de dona abierto en ambos extremos. El poderoso campo magnético alinea las partículas atómicas llamadas protones, que están presentes en la mayoría de los tejidos del cuerpo. Entonces, las ondas de radio aplicadas hacen que estos protones produzcan señales que son detectadas por un receptor dentro del aparato. El campo magnético rápidamente cambiante otorga a estas señales características específicas y, con la ayuda del procesado por computadora, se crean imágenes de los tejidos, en forma de "rodajas" o "rebanadas", que se pueden ver en cualquier orientación.

El examen por RMN no produce dolor, y los campos magnéticos no producen ningún daño conocido a los tejidos. A veces, el aparato de RMN puede hacer ruidos fuertes como de martilleo, golpeteo u otros tipos de ruidos, durante el procedimiento. No obstante, el uso de tapones para los oídos previene los problemas que podrían estar asociados con este ruido. Usted podrá comunicarse con el tecnólogo o el radiólogo en todo momento a través de un intercomunicador u otros medios.

El embarazo y la RMN

Si usted está embarazada o sospecha que está embarazada, debe informárselo al tecnólogo y/o radiólogo de RMN durante el procedimiento de verificación antes de comenzar el examen de RMN. En general, no hay riesgos conocidos de la RMN en mujeres embarazadas. Sin embargo, en pacientes embarazadas, la RMN se reserva sólo para problemas muy serios o

anomalías sospechadas. En todo caso, es muy probable que la RMN sea menos peligrosa para el feto que los rayos X o la tomografía 

Nota importante: algunos objetos, incluyendo ciertos marcapasos cardíacos, sistemas de neuroestimulación y bombas de medicamentos, son aceptables durante una RMN. Sin embargo, el tecnólogo de RMN y el radiólogo tienen que saber exactamente el tipo de aparato que usted tiene, para así poder seguir procedimientos especiales que aseguren su seguridad.

Entre los artículos que los pacientes y su acompañante deben sacarse antes de entrar a la sala del equipo de RMN están:

Cartera, billetera, monedero, tarjetas de crédito, tarjetas con tiras magnéticas Dispositivos electrónicos como buscapersonas o teléfonos celulares Audífonos Alhajas de metal, relojes Lápices, ganchos para papel, llaves, monedas Pinzas y hebillas para el cabello Toda prenda de vestir con cierre de cremallera de metal, botones, ganchos, alambres

o hilos metálicos Zapatos, hebillas de cinturón, alfileres de gancho

Entre los objetos que podrían interferir con la calidad de la imagen si se encuentran cerca del área examinada están:

Barra vertebral de metal Placas, pines, tornillos o malla de metal usados para reparar un hueso o una

articulación Prótesis articulares Joyas metálicas como las usadas en perforaciones del cuerpo Algunos tatuajes y delineador de ojos permanente (afectan las imágenes, y existe la

posibilidad de irritación o inflamación de la piel; los pigmentos negros y azules son los más problemáticos)

Maquillaje pintura de uñas, u otro cosmético que contenga metal Balas, metralla y otros tipos de fragmentos metálicos Cuerpo extraño de metal en el ojo o cerca del ojo (estos objetos por lo general son

visibles en las radiografías; las personas que han trabajado con metal son las que más probabilidades tienen de tener este problema)

Empastes dentales (en general no son afectados por el campo magnético, pero pueden distorsionar las imágenes de la cara o el cerebro; lo mismo ocurre con los aparatos y retenedores de ortodoncia)

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ecografías

Características físicas del ultrasonido La ultrasonografía (US) es una técnica de diagnóstico mé- dico basada en la acción de ondas de ultrasonido. Las imágenes se obtienen mediante el procesamiento de los haces ultrasónicos (ecos) reflejados por las estructuras corporales. Para una mejor comprensión del concepto de ultrasonido debemos definir primero el sonido. Sonido, es la sensación producida en el órgano del oído por una onda mecá- nica originada

de la vibración de un cuerpo elástico y propagada por un medio material. Las ondas de sonido son formas de transmisión de la energía y requieren de materia para su transmisión. medigraphic Artemisa en lÌnea Angélica Vargas y cols. ACTA ORTOPÉDICA MEXICANA 2008; 22(6): 361-373 362 www.medigraphic.com El ultrasonido se define como una serie de ondas mecá- nicas, generalmente longitudinales, originadas por la vibración de un cuerpo elástico (cristal piezoeléctrico) y propagadas por un medio material (tejidos corporales) cuya frecuencia supera a la del sonido audible por el humano: 20,000 ciclos/segundo o 20 kilohertzios (20 KHz).1,2 Cuando la energía acústica interactúa con los tejidos corporales, las moléculas del mismo se alteran levemente y la energía se transmite de una molécula a otra adyacente. La energía acústica se mueve a través del tejido mediante ondas longitudinales y las moléculas del medio de transmisión oscilan en la misma dirección que la onda.3 Estas ondas sonoras corresponden básicamente a la rarefacción y compresión periódica del medio en el cual se desplazan (Figura 1). La distancia de una compresión a la siguiente (distancia entre picos de la onda sinusual) constituye la longitud de onda (λ) y se obtiene de dividir la velocidad de propagación entre la frecuencia. El número de veces que se comprime una molécula es la frecuencia (ƒ) y se expresa en ciclos por segundo o hertzios.3 De la misma manera en que la luz visible ocupa una porción mínima dentro del espectro de ondas electromagnéticas, existe un espectro de vibraciones acústicas en el cual, la gama de frecuencias audibles por el oído humano ocupa un porcentaje muy bajo (Figura 2). Hoy en día la mayoría de las ondas utilizadas en imagenología médica tiene una frecuencia que oscila entre los 2 y los 60 millones de hertzios. Algunos métodos de diagnóstico por imagen utilizan ondas del espectro electromagnético (Tabla 1), como son la gammagrafía y la radiología convencional (por acción directa de los fotones que impresionan el material radiosensible) o las imágenes por resonancia magnética (que utilizan el efecto producido por ondas de radio sobre los átomos de hidrógeno alineados por un campo magnético).

Ecografía Doppler La ecografía Doppler es una técnica rápida y adecuada en la evaluación ultrasonográfica de las enfermedades del sistema musculoesquelético. El principio básico de la ecografía Doppler radica en la observación de cómo la frecuencia de un haz ultrasónico se altera cuando se encuentra con un objeto en movimiento. Así, la inflamación Principios físicos básicos del ultrasonido, sonoanatomía del sistema musculoesquelético y artefactos ecográficos ACTA ORTOPÉDICA MEXICANA 2008; 22(6): 361-373 365 www.medigraphic.com asociada a procesos reumáticos origina un aumento en el flujo vascular o hiperemia que es fácilmente demostrable por ecografía Doppler.2 En ecografía musculoesquelética, el Doppler color y el Doppler de poder son las dos formas más comunes de adquirir y representar la información referente al flujo. Las imágenes adquiridas con la técnica de Doppler color expresan la información relacionada con la velocidad y dirección del flujo, en un espectro codificado en color. A diferencia de ésta, la técnica de Doppler de poder expone en color tan sólo la información relacionada con la amplitud de la señal Doppler; además, es mucho más sensible a los flujos lentos. A diferencia de la ultrasonografía vascular, en la aplicación musculoesquelética, la información sobre la velocidad y dirección del flujo es de poca utilidad, por tanto, el Doppler de poder generalmente resulta una técnica más valiosa que la proporcionada por el Doppler de color.7