Introducción radiología y propiedades de los rayos X PDF

Preview

Summary

Radiología...

Description

Introducción a la Radiología y Propiedades de los Rayos X Los rayos X partieron gracias a un tubo de rayos catódicos. El físico Wilhem Röntgen experimentaba con los rayos catódicos y descubrió los rayo X de manera accidental en 1895, puesto que él experimentaba con los rayos catódicos y dentro de su laboratorio tenía algunas sustancias fotográficas y se dio cuenta de que cuando emitía los rayos catódicos sobre esas sustancias fotográficas se generaba luminiscencia, por lo que empezó a oscurecer su laboratorio y accionaba los rayos catódicos haciendo más evidente la luminiscencia. Para verificar si esta luminiscencia era producto de una radiación quiso hacer una sombra poniendo la mano sobre la placa fotográfica, generando no una sombra, si no, que la imagen de los huesos de su mano. Por lo que, verifico que estos rayos no solo generaban luminiscencia si no que además atravesaban su organismo. Luego de este descubrimiento este físico se encerró en su laboratorio para que, aproximadamente 3 a 4 meses después, descubriera las propiedades que aún hoy se conocen de los rayos X para darlos a conocer en una revista connotación científica a la comunidad física correspondiente y rápidamente estos rayos se masificaron. Aquí es donde vino una etapa llamada “etapa circense de los rayos X” puesto que se ofrecían en las ferias. Luego de esta etapa, la cual fue de una larga duración, se le empezó a dar utilidad a esta radiación como: 1.- En el arte se pudieron visualizar la naturaleza real de las pinturas que eran consideradas como obras maestras, por ejemplo en una pintura de Caravaggio se puede apreciar cómo están dispuestos los volúmenes de óleos sobre el lienzo o en una de las obras de Tiziano el brazo de la mujer pintada era asimétrico para su cuerpo, al someterlo a los rayos X se vio que la mano, originalmente, no pertenecía a ella, si no que era de una reinvención de una pintura ya hecha por el pintor. 2.- En el análisis estructural de los objetos, donde se aprecia la porosidad de los materiales. 3.- En la antropología para identificar el sexo de las momias, y verlas por dentro.

4.- En salud, se utilizaron por primera vez sobre un caballero que fue a cazar y se le disparó su escopeta por accidente quedando con su mano llena de perdigones. En este ámbito estos rayos son de gran utilidad puesto que existen muchas partes del organizo que no se pueden apreciar a ojo desnudo pero que si lo podemos hacer gracias a este tipo de radiación. Acercándonos a la odontología, el señor Walkhoff se dispuso a investigar la utilidad de la utilización de rayos X en la cavidad bucal, puesto que los dientes son mineralizados y el esmalte es lo más mineralizado existente en el organismo es posible registrarlo gracias a estos rayos abstrayéndonos de todo el resto de tejidos; una de sus experiencias más recordadas es una imagen muy parecida a una radiografía intraoral, aunque con muy poca nitidez, en donde estuvo exponiendo 25 minutos a su paciente a los rayos X, lo que, hoy en día, es impensado puesto que estos rayos producen daño celular. Durante la primera mitad del siglo XX a los rayos X se les denomino rayos Röntgen para luego adoptar la denominación que Röntgen les había dado Rayos X. Esta denominación fue porque, el físico, al no saber de dónde provenía esta radiación le puso x como incógnita. En Chile, el año 1896, unos ingenieros llamados Luis Zegers y Arturo Salazar practicaron un ejercicio muy parecido al de Röntgen en su descubrimiento de los rayos X, lo que, para ese tiempo, fue demasiado rápido evidenciando el impacto que este tipo de radiación provocó en la población. Este gran impacto fue debido a la gran utilidad que se le podía dar a este tipo de rayos para mejorar la vida de las personas. Luego de todo esto se empezaron a desarrollar equipamientos para distintas áreas y también, para la odontología. Al comienzo estos equipamientos tenían las conexiones al aire y un direccionador de la radiación que orientaba a esta última en algún punto, a este direccionador se le denomino focalizador el cual tenía forma de cono. Al pasar el tiempo estos equipamientos se empezaron a sofistificar no teniendo las conexiones al aire, pero aún con el focalizador cónico y plástico que emitía

radiación en muchos sentidos. Luego, en la década de los 70 u 80 cambiaron el diseño y el focalizador cónico pasó a ser un focalizador con forma de tubo lo que permitía una focalización mucho más adecuada, y, además, con la ventaja de que restringía la radiación para que nuestro paciente no se irradiara innecesariamente. Al pasar los años se incorporaron los paneles digitales, hasta llegar a la actualidad con equipos que son considerablemente mucho más sofisticados que los primeros siendo mucho más simples, ergonómicos y de gran utilidad. Rápidamente la industria ingenieril médica empezó a desarrollar otro tipo de equipamientos, como es el caso de un equipo panorámico. En la década de los 70 se creó equipamiento que permitían no solo tomar radiografías, si no que, también adquirir volúmenes, tomar una serie de tejidos en un mismo examen, esto, cotidianamente se le conoce como scanner o tomografía computada. Hace 24 años se publicó un trabajo de unos japoneses en que se utilizó un equipo adaptado para hacer scanner de la cara, revolucionando la imageneología maxilofacial, generando las tomografías computadas de haz cónico con una variabilidad de equipos y diseños enorme. Lo interesante es que estas imágenes se parecen a las imágenes históricas, por ejemplo esta imagen se parece a una radiografía panorámica, pero además nos permite ver segmento a segmento lo que ocurre con los tejidos. Esto representa una gran evolución porque si bien, la mayor propiedad de los rayos X es atravesar los cuerpos opacos a la luz, eso trae aparejado una gran desventaja que es que todas las cosas se sobreproyectan; estos exámenes que son volumétricos, nos resuelven este problema porque nos desproyecta a través de esta segmentación de los tejidos y liberación de superposición. Además nos ayuda en las evaluaciones puesto que estas ya no son estáticas, sino más bien, dinámicas.

La radiología en odontología tiene una gran utilidad puesto que los tejidos dentarios y los materiales que utilizamos en la restauración y la rehabilitación, son muy posibles de visualizar de manera eficiente con los rayos X, y, más aún, es muy posible apreciar las patologías presentes o las condiciones existentes en el tejido óseo que rodea a los dientes.

Como cuadro histórico podemos decir que desde que Röntgen descubrió los rayos X en 1895 ha habido tres iconos que han modificado la imageneología en el tiempo, el central es Sir Godfrey Hounsfield porque la tomografía computada, en honor a él, habla todavía de unidades de Hounsfield para visualizar los distintas densidades de los tejidos ya que sentó las bases de la tomografía computada. El doctor Douglas Howry sentó las bases del ultrasonido y Paul Laterbour sentó las bases de la resonancia magnética, que son, hoy en día, la mayoría de los exámenes que resuelven los problemas de salud e las personas. Por su parte Bill Gates y Steve Jobs representan, cada uno por su línea, la masificación de la digitalización, ya que, desde esta masificación, para el día de hoy no es extraño tener una imagen radiográfica en un monitor. Interesante es que la cantidad de exámenes de imagen basados en los rayos X son hartos, radiografías intraorales, radiografías extraorales, tomografías computadas, tomografías con reconstrucciones tridimensionales. Por lo que han sido una escala muy ascendente. El nuevo tubo de rayos X, que es donde se genera la radiación y donde se emite en un sentido determinado gracias a una ventanilla. Los rayos catódicos, eran finalmente electrones que estaban alrededor de un filtro y que, acelerados rápidamente hacia un ánodo, pueden chocar con una estructura produciendo mucho calor, por esto mismo el material del que está hecho este obstáculo tiene un alto punto de fusión como el Framio o el Tugsteno; la energía cinética o velocidad que llevan esos electrones, se transforma, la mayoría en calor, pero una pequeña parte, entre un 1% a 2% de esa energía, se transforma en rayos X, por lo que, no es una máquina muy eficiente si se ve desde el punto de vista de transferencia de energía, pero si, ese 1% a “% es útil para lo que nosotros necesitamos. Este circuito es complejo, pero, en palabras simples tiene una espira, que es donde se encuentran los electrones que se aceleran, estos electrones chocan contra el obstáculo y emite radiación en muchos sentidos, pero como el tubo está emplomado, no deja salir los rayos X, salvo por un pequeño lugar llamado ventana, por aquí se emite la radiación. Los rayos X tienen propiedades y características, la diferencia entre ellas es que las propiedades son aquellas cualidades de los rayos X que son exclusivas de ellos y lo distinguen en el espectro de la radiación, en cambio, las características son cualidades que son un poco más comunes entre las radiaciones existentes. Las propiedades de este tipo de radiación son:

1.- Atraviesan los cuerpos que son opacos a la luz ordinaria, esta es la propiedad más importante para nosotros. Opaco, en este caso, quiere decir que con el ojo desnudo no podemos visualizar a través de ellos. Esto sucede gracias a su longitud de onda, ya que esta longitud es lo suficientemente pequeña para poder “inmiscuirse entre las moléculas que componen la materia y llegar finalmente al negativo radiográfico”. 2.- Sensibilizan las sales de plata, lo que nos permite obtener negativos radiográficos convencionales, y de la misma manera, son capaces de sensibilizar sensores o receptores digitales, lo que nos permite obtener imágenes digitales. Al sensibilizar sales de plata nos permite visualizar dientes insertos dentro del tejido óseo correspondiente en el que podemos distinguir, claramente estructuras y tejidos como el esmalte, la dentina y la cavidad que contiene al tejido pulpar. También, ahora existen sensores que conectados y con los transductores correspondientes y los programas adecuados confieren al computador la imagen radiográfica obtenida, ahorrándose así, las placas, el cuarto oscuro, etc. 3.- Producen luminiscencia en algunas sustancias químicas cuando inciden sobre ellas, esto no es una luz, si no que, una luminiscencia tenue lo suficientemente fuerte para poder evidenciarla. Las sustancias que producen luminiscencia con los rayos X son: sulfuro de zinc, tungstato de calcio y las tierras raras que son derivados químicos de los lantanos; esta última se utiliza mucho en las pantallas reforzadoras de kodak para obtener las radiografías extraorales. Para las radiografías extraorales no sólo se utiliza la capacidad de los rayos X de atravesar los cuerpos opacos, ni de sensibilizar las sales de plata, si no que además se utiliza la luminiscencia, porque con esta las sales de plata también se sensibilizan y se reduce la cantidad de radiación necesaria para obtener imágenes de diagnostico. Es decir, hay medidas de protección asociada. 4.- Ionizan gases, por lo mismo existen dos posibilidades de señalética cuando se toman las radiografías, una dice “Rayos X” y la otra “Radiación Ionizante”. Esta ionización de los gases crea el fundamento para las unidades de medición de radiación, para verificar la dosis de radiación se utiliza y si estas dosis son las adecuadas para el objetivo o hay que, eventualmente, reducir o aumentar esta dosis. Además es el mecanismo por el cual se produce el daño celular.

5.- Producen daño celular, por el mecanismo de la ionización de los gases. Por esto mismo, las radiografías no son un “tramite” para atender a mi paciente, si no que son un elemento que me puede ayudar a obtener mayor información y que se indica cuando existe una justificación clínica. Algunas características de los rayos X son: 1.- Son rectilíneos, lo cual es común en gran cantidad de las radiaciones, pero los rayos X no son susceptibles a modificaciones con campos magnéticos, si no, que siguen en línea recta por ser radiaciones electromagnéticas. 2.- Son divergentes desde el punto de vista de origen, esto es común a varias radiaciones como la luz ordinaria. Una consecuencia de la divergencia está en que si se dispone a 1 metro la radiación será de 4r, mientras que si se dispone a 2 metros, la radiación será de 1r. Por lo que la relación matemática es que la intensidad de la radiación se reduce de manera inversa 1

al cuadrado de la distancia o 𝐼 = 𝑑2 3.- Son intermitentes, esto se debe a que estos rayos están sujetos a la electricidad, y la corriente eléctrica que alimenta a Chile es alterna, lo que significa que su polaridad varía en el tiempo de manera cíclica bastante rápido, entre 60 a 80 ciclos por segundo. Esta corriente alterna representa una fase positiva y una negativa del ciclo, en la fase positiva los electrones son acelerados contra el obstáculo de Tugsteno denominado ánodo, y en la fase negativa los electrones se queda donde mismo por lo que no existen electrones que choquen y por lo tanto no existe generación de calor ni de rayos X. Gracias a esto los rayos X solo se generan en la fase positiva del ciclo. Si los llevamos a un negativo radiográfico, en la fase negativa no existirá radiación por lo que el negativo quedará sin ennegrecer, en cambio, en la fase positiva si se generan rayos X ennegreciendo al negativo. 4.- Son heterogéneos, esto se debe a que en un mismo haz de rayos X existen muchos rayos X de diferente longitud de onda debido a los distintos kilovolts efectuados en la corriente alterna de la electricidad, afectando la velocidad en la que los electrones chocan con el obstáculo de Tugsteno haciendo que el ennegrecimiento del negativo radiográfico será parcial a medida que avanza la corriente eléctrica.

Si los electrones van a baja velocidad, como lo es en las partes bajas del ciclo positivo de la corriente alterna, generarán poco calor y rayos X de gran longitud de onda, los cuales no son muy buenos para el diagnostico puesto que se absorben con mayor facilidad. Al contrario, en la parte más alta del ciclo, la velocidad de aceleración de los electrones es mucho mayor generando muchísimo calor y rayos X con longitud de onda pequeña, los cuales utilizamos para el diagnostico. 5.- Su intensidad se reduce con la distancia, esto es gracias a su característica de divergencia y a que son rectilíneos. Gracias al colimador, que son unas piezas de metal que tienen un hoyo en su centro, se puede circunscribir este haz de rayos X. Para reducir el tiempo de exposición necesario gracias a las características de intermitencia y heterogeneidad que les da la corriente alterna de la electricidad a los rayos X se crearon las máquinas multipulso, generando la menor longitud de onda y esa se mantiene en el tiempo. Este tipo de maquinas tiene una consecuencia inmediata y muy favorable, el tiempo de exposición se reduce considerablemente a fracciones de segundos (0,5 a 0,6 segundos). Existen conceptos que se deben tener claros para poder utilizarlos de manera eficiente: 1.- Miliamperaje: Dice relación con la cantidad de radiación, mientras más miliamperaje, más electrones alrededor del filamento de Tugsteno, más electrones chocando contra el ánodo y por lo tanto más fotones de rayos X saliendo del tubo de rayos X. 2.- Kilovoltaje: Dice relación con la calidad de radiación, mientras más alta es la curva de la corriente alterna, los rayos x tienen longitud de onda más pequeña, y por lo tanto, son más capaces de atravesar estructuras opacas. A la radiación que viene emergiendo del tubo se le denomina radiación primaria, y la radiación secundaria es aquella que se desvía de su camino original, yendo en distinta dirección que el haz primario y tienen menor energía, por lo que, no van a llegar al negativo radiográfico, y en el caso que llegaran interferirían en la visualización, pero si llegan a interactuar con otras cosas, y al tener

Existen algunos rayos x que son absorbidos por los cuerpos a los que atraviesan, teniendo una estrecha relación con la longitud de la onda emitida, puesto que si es una longitud mayor será mayor la absorción de este haz de rayos X, en cambio, si la longitud de onda es pequeña, esta absorción se reduce.

poca energía, se absorbe en esas moléculas. ¿Por qué es tan significativo el descubrimiento de los rayos X?, ¿Cuál es la gran revolución que estos provocaron?, ¿Qué hace que más de 115 años después del descubrimiento de los rayos X, todavía sigamos hablando de Röntgen? Es que sin este descubrimiento, la única posibilidad que teníamos para visualizar los cuerpos y los organismos era a través de la disección, lo cual es un método tardío para saber cuál es el problema de salud, y por tanto, en la actualidad, esto que parece tan domestico, es indudablemente unas de las herramientas más significativas en salud y en odontología, es él examen más importante....