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Diagnóstico por Imágenes Generalidades - Principios Físicos Radiología

Cátedra de Física Biomédica Facultad de Ciencias  Medicina

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Aplicación de un tipo de Energía conocida con el cuerpo humano  y de cuya interacción se obtiene un resultado que se expresa en  forma de imagen que se asemeja en gran manera a la realidad

Anatomía Patológica Macroscópica Virtual

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Importancia del conocimiento   Anatomía y A. Patológica   Manejo de la Energía

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Un poquito de historia… La práctica clínica de la radiología se originó de físicos   como Röentgen, Becquerel, Rutherford,  Hounsfield, Doppler. Los avances tecnológicos en la formación de imágenes surgieron fundamentalmente a partir de trabajo de los físicos, en colaboración  con químicos, matemáticos e ingenieros.

Diagnóstico por Imágenes   		Tecnología / Física

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1895	   	Radiología		 Rayos X 								Radioterapia 1950     	Medicina nuclear	 Rayos Gamma 1960		Ecografía 		 Ultrasonido 	 		  		TAC			 Rayos X         	IRM			 Radiofrecuencia 1990		PET			 Rayos Gamma 2000		TCMC			 Rayos X 2010		Fusión			 Varias formas de Energía

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Tarde el 08 Noviembre 1895 Descubrimiento Rayos X Wilhem Conrad Roentgen

28 Diciembre 1895 On a new kind of rays, a preliminary communications Wilhem  Conrad  Roentgen

09 Enero 1896 Presentado por Las vacaciones de navidad

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"Una luz verdosa, débil y vacilante se proyectó sobre un pedazo de cartón pintado con una preparación química fluorescente... una luz hasta entonces jamás observada".

"...penetraban fácilmente el cartón, la madera y la ropa, atravesaban hasta una tabla gruesa y un libro de 2000 páginas..."   Y al interponer su propia mano entre la fuente de los rayos y el pedazo de cartón luminiscente, vio "la siliueta de los huesos de su mano viva proyectada sobre la pantalla".

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Mano de Bertha Roentgen (15 minutos de exposición)

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MacIntyre J. Demonstration on the Röntgen rays. Glasgow Med J 1896; 45:277-281

Röntgen rays in the treatment of fractures. Boston Med Surg J 1896; 135:534-535 Mc Cosh AL. Resume of recent progress in surgery: The treatment of fractures. Medical news 1896; 69:46-48.

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Es una técnica de Diagnóstico por Imágenes que utiliza  Rayos X  y la  diferente absorción de los tejidos para obtener las imágenes.

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Son ondas  electromagnéticas   de longitud de onda  menor a la luz visible ,  cuyo rango de va desde los 10 -10  m  hasta los 10 -13  m y de 10 18  a 10 20  Hz de frecuencia.

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Los rayos X se producen en las capas electrónicas de  algunos átomos. Los mecanismos son dos: Frenamiento  (utilizados en Medicina) Característicos  (utilizados para determinar la composición de sustancias)

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Cuando un electrón de alta energía pasa cerca del núcleo se desvia debido a la interacción electromagnética. Como consecuencia de este proceso de desvío, el electrón pierde energía en forma de un fotón X, cuya energía (longitud de onda) puede tomar  cualquier valor  (igual o menor que el  valor que llevaba el electrón incidente).

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Esquema animado sobre la producción de Rx por fenómeno de  "brehmstrahlung" (radiación de frenado).   Animación tomada de   Nobelprize.org

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Un electrón de alta energía puede producir la salida de un electrón cercano al núcleo. La vacante así producida se rellena por el salto de otro electrón de una capa superior, con mayor energía. Esa  diferencia de energía entre niveles (característica del átomo) se transforma en radiación X característica, con una longitud de onda (energía) determinada.

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Esquema animado sobre la producción de rayos X característicos. Animación tomada de  Nobelprize.org

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Poder  de  penetración   Interacción  con la  materia   Efecto   Ionizante   Fluorescencia   Efecto   fotográfico

Efecto   fotoeléctrico El  fotón  se  encuentra  con un  electrón  del material  en   cuestión ,  transfiriéndole   toda   su   energía ,  desapareciendo  el  fotón  original. Efecto  Compton El  fotón   choca  contra un  electrón , el  electrón  solo  adquiere   parte  de la  energía  del  fotón ,  el resto de la  energía  se la  lleva   otro   fotón  de  menor   energía  y  desviado .

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Las reacciones a nivel celular son principalmente en las membranas,  el citoplasma y el núcleo.  Membranas  produce alteraciones de permeabilidad, lo que hace que puedan  intercambiar fluidos en cantidades mayores de lo normal.  Citoplasma , cuya principal sustancia es el agua, al ser ésta ionizada se forman  radicales inestables. Algunos de estos radicales formaran H2O, otors H2O2 y HO el cual produce envenenamiento.  Núcleo  de la célula, puede producir alteraciones de los genes e incluso  rompimiento de los cromosomas, provocando mutaciones

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¿Dónde se producen los Rayos X para uso médico?

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Circuito de alto voltaje Salto electrónico

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X-Rays are made by firing electrons at a target, in an X-ray tube.

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TAC - Principios Físicos

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 Esquema animado sobre la producción de Rx por fenómeno de  "brehmstrahlung" (radiación de frenado).   Animación tomada de   Nobelprize.org

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 Esquema animado sobre la producción de rayos X característicos. Animación tomada de  Nobelprize.org

TAC - Principios Físicos

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