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Radiología e Imágenes médicasRadiología e Imágenes médicas

Universidad de IberoaméricaFacultad de Medicina

Bachillerato Medicina y Cirugía

RADIOLOGIA E IMÁGENES MÉDICASCódigo: RA3014

Dr. Walter Blanco Z.

Radiología e Imágenes médicas

CLASE N°11. Entrega del programa 2. Conceptos Históricos y principios físicos

básicos .3. Formación de imágenes mediante tubo de

rayos X4. Principios básicos de otras modalidades de

imagen diagnóstica.5. Nociones básicas sobre protección radiológica.

Antecedentes HistóricosLa senda de la luz invisible (Crane)El ambar , Magnetita( mineral de hierro con

propiedades magnéticas naturales)William Gilbert escribió el libro “De magnete”Otto Van Guericke creo la primera bomba de aire

para el vacío. Bola grande de sulfuro ( primera máquina eléctrica)

Hooke y Haussbee unieron la electricidad y el vacío (1713)

Antecedentes Históricos

Primeros experimentos con electricidad. William Gilbert. 1600

Otto Von Guericke creó la bomba de vacío

Luminosidad de los gases en un tubo al vacío excitado por electricidad. Michael Faraday.

Antecedentes históricosSir William Crookes en

1879Tubos de alto vacío (hasta

un millón de atmósferas) desencadenaban nuevos fenómenos ( producción de colores)

Prácticamente descubrió el tubo de rayos x pero no se dio cuenta.

Antecedentes HistóricosWilhem Conrad Roentgen1845 Lennep (Alemania)Matemático Ingeniero.1865 experimentó con el

tubo de Crookes.28 de diciembre de 1895

publicó en la Sociedad Físico Médica de Wurzburg su comunicación “Una nueva clase de rayos”

Wilhem Conrad RoentgenEl 8 de noviembre de 1895 pudo

demostrar, en una habitación oscurecida, trabajando con un tubo al vacío, similar al de Crookes, la presencia de luz a una distancia considerable, donde estaba una pantalla de platinocianuro de bario y lo relacionó con una descarga del tubo.

Su merito fue que razonó que la florescencia se debía a ciertos rayos emanados del tubo al vacío.

Mano de la señora Roengent. Primera radiografía 22 de diciembre de 1896

Nacimiento de la radiología moderna.Coodlige (1913) tubo al vacío con filamento

caliente y ánodo de tungstenoMacintyre sustituyó en 1896 las placas

fotográficas iniciales por el film radiográfico.1925 Cine radiología (rayos x en movimiento)1948 Moon describe intensificador de imágenes.1960 introducción del procesado automático.Década de los noventas: digitalización de la

imagen.

Antecedentes históricosTOMOGRAFIA COMPUTARIZADA

Dr. Geofrey Hounsfield lo describió en 1971 apoyado en los trabajos de Cormack que habían sido publicados en 1963 y 1964.

Les fue concedido el premio Nobel de medicina en 1979.

Antecedentes históricos

Escáner de primera generación 1975

Antecedentes históricos RESONANCIA MAGNÉTICAFelix Block y Edward Purcell premio Nobel en 1952Erich Odeblad del Instituto Karolinska revisó

durante treinta años las características de todos los tejidos y secreción humana.

Lanterbur imágenes de dos recipientes de agua en 1973

Damadian en 1974 ´primera imagen de un ser vivo (un ratón).

Aberden, Smith y colaboradores diferenciar tejidos normales de tumorales.

Antecedentes históricosE. Purcell F. Block

Doctor laterburgPrimer equipo de resonancia 1979

ANTECEDENTES HISTORICOSRadiología en Costa Rica.1904 primera radiografía en Costa Rica debido a José Bruneti

Felix.1907 se trajo el primer tubo de rayos x al Hospital San Juan de

Dios.1931 el Dr. Carlos de Céspedes médico graduado en Brucelas se

hace cargo del servicio de rayos x.1936 Llegó el Dr, José Cabezas Duffner primer radiólogo

graduado en el Instituto Marie Curie de París.1951 Dr. Enrique Morúa Banchs graduado de Mexico.Hasta el año 1960 se incorporaron 6 radiólogos mas.En 1962 se inauguró la carrera para Técnicos de radiología en

La U.C.R.En 1979 se iniciaron los estudios de postgrado por el CENDEISS

Antecedentes históricos

Ultrasonidos utilizados En un baño de agua (1957)

Principios físicos de la radiología convencional RAYOS X

NATURALEZAORIGENPROPIEDADESPRODUCCIÓNTUBO

Principios físicos de la radiología convencional

Diferencia entre rayos luminosos y rayos x es la frecuencia ( número

de vibraciones por segundo) Rayos x 1/10.000 de la luz Por tanto se comportan parecido. Longitudes de onda para rayos x de uso en radiología médica son aproximadamente de 0.5 a a 0,12 Armstrong

Principios físicos de la radiología convencional ORIGENSe originan cuando los electrones son frenados

repentinamente al incidir con la materiaDiferentes longitudes de onda (espectro continuo)Radiación característica (depende del material de

blanco)A menor longitud de onda mas penetración

(radiación dura)A mayor longitud de onda menor penetración

(radiación blanda)

Principios físicos de la radiología convencionalPropiedades de los rayos x.Poder de penetraciónEfecto luminiscenteEfecto fotográficoEfecto ionizanteEfecto biológico

Principios físicos de la radiología convencional Poder de penetración

Radiación incidente

Radiación absorbida

Radiación remanente

Tejidos radio transparentes atravesados fácilmente.Tejidos radio pacos los que absorben los rayos x

Principios físicos de la radiología convencional EFECTO LUMINISCENTE

Ciertas sustancias producen luz al ser expuestas a los rayos x. ( fósforos inorgánicos y el tungstato de calcio)

Fluorescencia (Sulfuro de zinc y sulfuro de cadmio)

Fosforescencia ( continúa por corto tiempo después de haber cesado la radiación)

Se usa en pantallas fluorescentes y pantallas reforzadoras

Principios físicos de la radiología convencionalEFECTO FOTOGRAFICOAl igual que la luz visible puede actuar sobre una

emulsión fotográfica.EFECTO IONIZANTEIoniza las moléculas del aire y lo hace conductor

de electricidad (se usa para medir cantidad y calidad de la radiación)

EFECTO BIOLOGICOHan permitido usarlos en terapia.

Principios físicos de la radiología convencional PRODUCCION

Fuente de electrones que choque contra una diana con suficiente energía.

90% de la energía del electrón se convierte en calor.

10% se convierte en rayos x.

Para producir rayos x

Tubo de rayos x

CATODO

ANODO FIJO

ANODO GIRATORIO

LA CARCASA METALICA

VARIADAS ENERGÍAS

Depende del material

Calidad de la radiación Voltaje mas alto mayor

velocidad de los electrones. Rayos x de onda mas corta y por ello mas penetrantes. Medido en Kilovoltios

Cantidad de la radiación

Proporcional a la cantidad de corriente medida en miliamperios

Principios físicos de la radiología convencional FORMACION DE LA IMAGENRadiación emergente (diferencias de intensidad

o contrastes de radiación)

Imagen de radiación

Imagen permanente (placa radiográfica) Imagen transitoria (pantalla fluoroscópica)

Principios físicos de la radiología convencional IMAGEN PERMANENTE

PANTALLA REFORZADORA

PLACA FOTOGRAFICA

LUZ VISIBLE

IMAGEN TRANSITORIA RADIOSCOPIA TRADICIONAL

Principios físicos de la radiología convencionalINTENSIFICADOR DE IMAGENES

Principios físicos de la radiología convencional RADIACION DISPERSARAYOS X QUE NO SON ABSORBIDOS POR LOSTEJIDOSSE DISPERSAN EN TODAS DIRECCIONES.

No contribuyen a formar la imagen y reducen el contraste.Se reduce con:1) Láminas de plomo posterior al chasis2) conos y diafragmas (anteriores)3) parrillas fijas o móviles

Principios físicos de la radiología convencional GEOMETRÍA DE LA IMAGENSuperposición (la imagen es la suma de todas las

estructuras atravesadas)

Paralelaje o efecto de canto (el desplazamiento del foco o rotación del paciente nos da una impresión espacial)

AMPLIACION Y DISTORCIÓN (la definición del objeto se mejora manteniendo una distancia foco-placa uniforme disminuyendo el tamaño del foco emisor o con la disminución de la distancia objeto placa.

Disminucion del foco emisor

Principios físicos de la radiología convencional GEOMETRÍA DE LA IMAGENPerceptibilidad del detalle depende del contraste (oposición entre las

partes claras y oscuras permite observar un componente de lo que lo rodea ese componente se llama detalle.

La calidad de la placa depende de la perceptibilidad de los detalles.

Definición: La nitidez es una idea abstracta por tanto debe de hablarse de falta de nitidez o borrosidad.

Principios físicos de la radiología convencional GEOMETRIA DE LA IMAGENBorrosidad produce un efecto adverso en la

calidad de la placa.Existen tres tipos de borrosidad:Borrosidad geométrica ( relativa al tamaño del

foco)Borrosidad cinética (al movimiento durante la

exposición)Borrosidad intrínseca (estructura de la película)Contraste de radiación ( dado por el kilovoltaje)

Principios físicos de la radiología convencional REVELADO

MANUAL.AUTOMATICO.

Principios físicos de la radiología convencional TECNICAS ESPECIALES

Magnificación (separando objeto de la placa). Tubos con mancha focal pequeña de hasta 0,1 mm. (normales de 1 y 2 mm)

Tomografía lineal .Xerorradiografía (superficie fotoconductiva de

selenio en placa de aluminio)Sustracción

Digitalización de la imágenCon el vertiginoso desarrollo de la tecnología

informática ha sido posible desarrollar programas para pasar, el engorroso método fotográfico, de adquisición y almacenamiento de imágenes a técnicas digitales que permiten una serie de ventajas.

Digitalización de la ImágenEl equipo de rayos x puede ser un equipo

convencional.Se sustituye la placa fotográfica por un

sensor (soporte de diminutos cristales de fósforo fotoestimulables por los fotones de rayos x)

Se forma imagen latente que es leída por un lector laser.

El lector laser (rayo luminiscente) la convierte en señal eléctrica y se transfiere al procesador de imagen. (RADIOLOGÍA DIGITAL INDIRECTA)

Digitalización de la ImágenLa captura digital directa de la imagen, para

convertir los rayos x a una señal electrónica (Radiología digital directa), permite una imagen de mejor calidad al obviar el paso a luz dentro de la conversión.

Digitalización de la Imágen

Chasis digital sensores

Digitalización de la Imágen

Digitalización de la ImágenBeneficios de la radiología digital.Menor dosis de radiaciónMenor cantidad de químicos contaminantes

(plomo, líquidos reveladores).Ahorro de placas fotográficas, reveladores y

mantenimiento de máquinas reveladoras.Disminución de espacio para archivo.Envío de imágenes a distancia.

Digitalización de la ImágenDesventajas:Facilidad para que las imágenes puedan ser

modificadas, despierta la suspicacia de que las mismas puedan ser adulteradas para actos ilícitos.

Por tanto debe solicitarse copia digital (no impresa) de la imagen. Ampliar cuatro veces y buscar diferencias.

Principios de la tomografía computarizadaEs una imagen seccional de una parte del

organismo humano gracias a la capacidad de medir punto por punto la atenuación de los rayos x, por medio de un programa de computadora. La capacidad diferente de los diversos tejidos (normales o patológicos) para atenuar los rayos x, determina puntos en una escala de grises, que ordenada por la computadora produce una imagen axial.

Principios básicos del T.A.C

Principios básicos del T.A.CEsquema básico del TAC PIXEL Y VOXEL

Principios básicos del T.A.CTAC HELICOIDAL

multiplanaridad

Principios básicos del ultrasonido

Principios básicos de Resonancia

La rapidez de precesión es proporcional a la fuerza de intensidad del campo y específica a cada especie nuclear, siendo esta última la frecuencia de resonancia o frecuencia de Larmor.

El hidrógeno en un campo de 0,35 T resonara a 15 MHZ y a 0.7 a 30 MHZ. Si aplicamos un pulso de radio con una frecuencia coincidente los núcleos empiezan precesar y emiten una señal coherente que podrá ser captada por el receptor

El ángulo dependerá de la intensidad y duración de la señal

t1 t2 DP

AGUA Hipointensa (negra)

Hiperintensa (blanca)

Isointensa (gris)

GRASA Hiperintensa (blanca)

Hiperintensa (blanca)

FIBROSIS Hipointensa (negra)

Hipointensa (negra)

T2 Largo (1500ms) Largo (70 ms)T1 Corto (500 ms) Corto (30 ms)DP Largo( 1500 ms) Corto (30 ms)

T1 T2 DP

TOMOGRAFIA POR EMISIÓN DE POSITRONESEs una técnica fisiológica que utiliza metabólicos

como aminoácidos y glucosa marcados con radioisótopos que emiten positrones.

La base es el incremento en la actividad metabólica de las células en procesos infecciosos, inflamatorios o neoplásicos.

Se usan diferentes metabolitos. El más común es 2 fluoro2 deoxi-D glucosa (F.D.G).

Es la mejor modalidad para determinar la enfermedad metastásica temprana.

P.E.T. CT

El P.E.T. es estrictamente funcional y pierde límites anatómicos para la orientación morfológica precisa.

La fusión de las imágenes de PET con TAC es una modalidad nueva que une los detalles anatómicos del TAC con la información funcional del PET, proporcionando mediciones metabólicas.

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA

Principios físicos de la radiología convencional EFECTOS BIOLOGICOS DE LOS RAYOS XEfectos sistémicos: Se dan por encima de 1

gray (100 rads). Por encima de 1,4 gray produce enfermedad severa. Por encima de 5 gray se muere el 50%.

Por encima de 50 gray es mortalLesiones genéticas: La radiación produce

alteraciones cromosómicas, interfiere con la mitosis y parece tener una alta probabilidad de mutación genética directa.

Principios físicos de la radiología convencionalUn Gray es una unidad de dosis absorbida

Principios físicos de la radiología convencional Efectos biológicos de los rayos xAfectación del embrión en cualquier estadío de

su desarrollo.Muerte neonatal puede resultar de la radiación

de 7 a 12 días después de la fertilización (2 a 6 semanas de embarazo) con dosis de 2 gray.

Para la producción de alteraciones genéticas no se conoce la dosis. Por ello debe evitarse la exposición en el primer trimestre a menos que sea de vida o muerte.

Principios físicos de la radiología convencionalEFECTOS BIOLÓGICOS DE LOS RAYOS X

Valores de dosis a pacientes en algunos estudiosColumna lumbar ap……….10 miligray lateral… 30 miligray columna lumbosacra… 40 miligrayTorax pa………………………. 0,3 miligray lateral……………… ….1,5 miligrayAbdomen ap………………….. 10 miligray

Principios físicos de la radiología convencional CONTRASTESNegativos (gases solos o en doble contraste)Neumoventriculografía,

retroperitoneo,artrografía aparato digestivo.PositivosEstudios con barioProductos yodados (iónicos y no iónicos)Liposolubles (broncografía, mielografía,

ventriculografíaFistulografía etc.

BIBLIOGRAFÍA Crane AW . The research trail of the X-Ray , En: Bruwer AJ. Classic

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