ImgM: Radiografía

RADIOGRAFÍA

Es una técnica de obtención de imagen no invasiva con el uso de rayos X.

Los rayos X fueron descubiertos cuando, en 1985, mientras se experimentaba con tubos catódicos, una pantalla fluorescente se iluminaba al paso de luz emitida por el tubo. A continuación se descubrió que estos rayos eran atenuados de forma distinta según el material que se interpusiera entre la pantalla y el tubo, lo que hizo pensar en su utilidad médica.

Para la obtención de la imagen se hace pasar un haz de rayos X a través del paciente, de forma que se atenúan debido al paso por los distintos tejidos del cuerpo, y son luego recogidos por una pantalla fotosensible.

Generación del haz

La generación del haz se realiza en un tubo de vacío con un ánodo y un cátodo. El cátodo libera electrones por excitación térmica, que son luego acelerados por un campo eléctrico hacia el ánodo. Cuando llegan al ánodo se produce radiación por 3 efectos distintos, de menor a mayor energía:

  • Efecto Compton: aumento de longitud de onda de un fotón cuando choca con un electrón libre. Se descarta para uso médico debido a su poca capacidad de penetración, y que solo aumentan la dosis recibida.
  • Radiación de frenado: cuando el electrón pasa cerca del núcleo y se desvía
  • Radiación característica: se arranca un electrón del átomo sobre el que incide y otro ocupa su lugar. Esta se descarta para uso médico debido a su alto contenido energético que podría producir quemaduras en el paciente.

Se hace girar al ánodo, que está hecho normalmente de tungsteno o molibdeno, para evitar el sobrecalentamiento de un único punto. A su vez el cátodo está compuesto de una bobina que libera electrones directamente sobre un único punto del ánodo.

El campo eléctrico se logra con diferencias de potencial ánodo-cátodo de entre 22 y 150 kV en corriente continua, dependiendo de su aplicación. Por ejemplo para la mamografía se están usando tensiones de entre 22 y 35 kV. Esto varía la cantidad y la energía de rayos X que se obtienen.

Una vez se han generado rayos X, además de otras radiaciones innecesarias, se hacen pasar por una serie de filtros para obtener únicamente las ondas de energía deseada, y un colimador, que centra el haz en la zona del paciente que se desea observar.

xraygen

Representación del tubo de vacío generador de Rayos X

Detectores de rayos X

  • Pantalla - Película

El haz de rayos atenuados pasa a través de una pantalla intensificadora. Esta pantalla absorbe la mayoría de fotones de rayos X, liberando electrones con mucha energía que al volver a su estado inicial producen un flash de luz visible en todas las direcciones. Se pueden usar dos pantallas: una delante y otra detrás de la película, para absorber el mayor número de fotones posible, además de un reflector.

Al producirse el flash de luz, la película sufre unas reacciones químicas que dejan la imagen visible en ella.

  • Intensificador de imagen

El haz de rayos X atraviesa una pantalla de fósforo liberando luz visible, que choca contra un fotocátodo y libera electrones. Estos electrones se aceleran gracias a una gran diferencia de potencial, y atraviesan otra pantalla de fósforo, liberando luz visible pero con mayor intensidad. Al finalizar este proceso se puede poner una cámara de fotografía o video para captar la imagen en tiempo real. Esta técnica da lugar a la fluoroscopia, que se usa en intervenciones quirúrgicas, inyección de anestésicos guiada, detección de cuerpos extraños y observación de procesos fisiológicos como la digestión o el flujo sanguíneo.

  • Detectores digitales

Se usa una pantalla en la que los electrones son empujados a la banda de conducción con la llegada de los rayos X, y debido a las impurezas del material se quedan atrapados en este punto durante un largo periodo de tiempo. Se usa entonces un escáner láser que hace volver a los electrones a su capa de valencia liberando luz visible, que es captada por una matriz óptica y transformada a una señal analógica por un fotomultiplicador. Esta señal analógica se digitaliza con un ADC.La ventaja de este sistema es que se puede volver a usar la misma pantalla.

Otra técnica más reciente logra transformar directamente la radiación de rayos X en conductividad eléctrica proporcional a la intensidad de la radiación. Es un método más directo que todos los anteriores ya que no se transforma la radiación en luz visible en pasos intermedios. Una de la ventajas fundamentales de esta técnica,además de su reducido tamaño, es que la sensibilidad al paso de rayos X es elevada, lo que permite reducir las dosis de radiación.

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Detectores de Rayos X: pantalla-película (izquierda) e intensificador de imagen (derecha)

Uso clínico de la radiografía convencional

Hoy en día todos los procesos de captación de rayos X se hacen digitalmente. Las examinaciones más típicas son:

  • Imagen de los huesos: búsqueda de fracturas, artritis, cáncer de huesos, infecciones, osteoporosis
  • Imagen de la cavidad torácica: usada para la búsqueda de problemas en los huesos de la parte superior del cuerpo, como dislocación de una vértebra, hernia discal, esclerosis múltiple, nervios pinzados, escoliosis...
  • Mamografía: usada para la búsqueda del cáncer de mama.
  • Imagen dental: usada para detección de anomalías en los dientes como malformaciones, caries o infecciones.

XrayImagen por radiografía convencional de
la cavidad torácica

 

Además mediante el uso de un químico denominado contraste que varía la forma de los tejidos de atenuar los rayos X, se logran las técnicas de:

  • Angiografía: con la inyección de contraste opaco a la radiación de forma intravenosa se visualizan mejor los vasos sanguíneos y distintos órganos del cuerpo. Esto ayuda a visualizar enfermedades como tumores, enfermedades arteriales o nerviosas. Normalmente se usan compuestos yodados.
  • El contraste con Bario, ingerido por el paciente o suministrado mediante enema, permite el estudio del aparato gastrointestinal, detectando una gran variedad de enfermedades intestinales.

angio barium

Imágenes obtenidas de angiografía (izquierda) y con contraste de Bario (derecha)

La radiografía clásica es la precursora de nuevas técnicas como la tomografía.

Peligros de la radiografía

Se usa la radiación de rayos X, por lo que una larga exposición al haz puede causar mutaciones en las células, aumentando la probabilidad de sufrir un cáncer a lo largo de la vida. Se regula la energía y el tiempo de exposición según la parte del cuerpo de la que se vaya a obtener la imagen. Aún así el riesgo es muy bajo.

Una radiación demasiado energética podría producir quemaduras, por lo que se descartan tras su generación.

Además las técnicas con contraste pueden provocar reacciones alérgicas debido a la composición química de este.

A continuación vemos una tabla de las dosis comunes de la radiografía dependiendo de la zona a visualizar y la técnica usada, y su equivalencia en días de dosis de radiación de fuentes naturales que recibimos día a día:

xraydos

Tabla de dosis comunes de radiación

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