SISTEMAS DE RADIODIAGNOSTICO

03/11/2008

QUE SON LOS RAYOS X?

• Son un tipo de energía electromagnética contenida en fotones, similar a los rayos de luz visibles.

• La diferencia entre los rayos de luz y los rayos X es que estos tienen una frecuencia de onda mucho menor, que no es perceptible por los ojos (100 a 0.01 nm).

COMO SE PRODUCEN LOS FOTONES?

• Se producen por movimiento de electrones en los átomos.

• Cuando un electrón pasa de un orbital mayor a un orbital menor, debe liberar esa energía extra acumulada.

• Esta energía la libera en forma de fotones

COMO SE PRODUCEN LOS FOTONES?

Núcleo1

2 3

1. Una colisión con partículas externas excita el átono2. El electrón “salta” a un orbital de mayor energía3. El electrón vuelve a su nivel de energía normal, y

libera la energía extra en forma de un fotón

Fotón

QUE SUCEDE CON ESTOS FOTONES?

• Cuando un fotón choca contra otro átomo, este puede absorber la energía del fotón, moviendo un electrón a un orbital mayor.

• Para que esto suceda, la diferencia de energía entre los dos orbitales debe ser idéntica a la energía del fotón.

• Los fotones de rayos X tienen muchísima energía, por lo que pueden mover electrones fácilmente entre orbitales.

QUE SUCEDE CUANDO LOS FOTONES PASAN A TRAVES DEL CUERPO?

• Los átomos grandes tienen mayor capacidad de absorber los fotones que los átomos pequeños (tienen mayores diferencias de energía entre sus orbitales y se asemeja mas a los fotones de los rayos X)

• Los átomos de calcio de los huesos son muy grandes, por lo que pueden absorber mejor los fotones de los rayos X.

• Los tejidos blandos están compuestos de átomos muy pequeños, por lo que casi no absorben fotones de los rayos X, y no pueden visualizarse con esta técnica.

DESCUBRIMIENTO DE LOS RAYOS X

• Se descubrieron en 1895 por el físico alemán Wilhelm Roentgen.

• Roentgen estaba haciendo experimentos con un rayo de electrones y una pantalla fluorescente.

• Al pasar su mano frente al rayo de electrones, vio la silueta de sus huesos reflejada en la pantalla.

PRIMER RADIOGRAFIA

SISTEMAS DE RADIOLOGIA

• Estos sistemas se basan en radiación producida que pasa a través del paciente. Esta radiación es detectada por sensores de radiación colocados detrás del paciente.

MAQUINAS DE RAYOS X

• Se conforman de tres componentes:1. Una fuente generadora de rayos X

a) Tubo al vaciob) Baño de aceitec) Motor

2. Un colimador (se encarga de “acomodar” los electrones para que salgan en un solo rayo)

3. Un detector de rayos X

GENERACION DE LOS RAYOS X

• Se generan en un tubo al vacio de vidrio que contiene un cátodo y un ánodo.

• El cátodo (carga negativa) es un filamento (similar a los de los fluorescentes). El equipo calienta este filamento, liberando electrones a la superficie del cátodo.

• El ánodo (carga positiva) es un disco de tungsteno, y atrae esos electrones que libero el cátodo, moviéndolos a través del tubo.

GENERACION DE LOS RAYOS X

• Cuando el electrón choca con los átomos de tungsteno, mueve un electrón de ese átomo a un orbital de mayor energía.

• A la vez, un electrón del átomo de tungsteno baja a un nivel de energía menor, liberando un fotón.

• Como esta energía liberada es muy grande, este fotón liberado tiene mucha energía, por lo tanto es un fotón de rayos X

GENERACION DE LOS RAYOS X

GENERACION DE LOS RAYOS X

• En el proceso se libera mucho calor, por lo que el motor rota el ánodo para evitar que se derrita.

• El baño de aceite absorbe parte de este calor.

COLIMADOR

• El sistema esta dentro de una capa de plomo, que evita que los rayos X se escapen en todas direcciones.

• El colimador “recoge” estos rayos X y los emite en un solo rayo.

• El rayo pasa por varios filtros antes de llegar al paciente.

DETECCION

• El rayo X pasa a través del cuerpo del paciente, y proyecta la imagen en un negativo (plano fotográfico).

• Una cámara detrás del paciente capta las intensidades del rayo X que pasa a través del paciente, y se produce una reacción química en el papel fotográfico utilizado entre el rayo X y el papel.

• Los tejidos densos (como los huesos) “bloquean” parte del rayo, pero los tejidos blandos lo dejan pasar fácilmente, por lo que choca fuertemente contra el detector, generando mayor densidad fotográfica (se ve negro).

DETECCION

• Los materiales duros (como los huesos) se ven blancos, y los mas suaves se ven grises y negro.

• Variando la intensidad del rayo, se pueden enfocar distintos materiales.

DETECTORES

• Inicialmente se utilizaban planos fotográficos (similar a un rollo de película, pero es un vidrio cubierto con una emulsión de gases de platas sensibles a la luz)

• Luego se utilizo rollos de película fotográfica.• Actualmente se utilizan sistemas digitales y

computarizados para obtener la imagen

USO DE CONTRASTES

• En los rayos X normales (utilizados especialmente para visualizar huesos) no se observan los tejidos blandos.

• Para poder visualizar órganos o vasos sanguíneos se debe utilizar un medio de contraste.

• Los medios de contraste son líquidos que absorben rayos X mejor que los tejidos que los rodean.

USO DE RAYOS X CON CONTRASTE

• Para visualizar órganos del tracto digestivo y endocrino:– El paciente toma un liquido que es un medio de

contraste, generalmente un complejo de bario

• Para visualizar elementos del sistema circulatorio (angiografía):– Se le inyecta al paciente el medio de contraste en

la circulación

USO DE RAYOS X CON CONTRASTE

• El medio de contraste va a ser mas claro que los tejidos de alrededor, por lo que lo podemos visualizar en el negativo, y podemos observar el paso del contraste por el sistema.

• Se utiliza en conjunto con un fluoroscopio. Los rayos X pasan a través del cuerpo hacia una pantalla fluorescente, creando una imagen de rayos X en movimiento (según el movimiento del medio de contraste en el sistema)

DIFERENTES USOS DE LOS RAYOS X

• Visualización del esqueleto• Radiografía de pecho

– Identifica neumonía, cáncer de pulmón, edemas pulmonares

• Radiografía abdominal– Identifica bloqueos del intestino, perforaciones,

piedras en la vesícula o riñones

• Angiografía• Mamografía

VENTAJAS DE LOS RAYOS X

• Ofrece imágenes de alta resolución y alto contraste con una relativa baja exposición a la radiación

DESVENTAJAS DE LOS RAYOS X• Distorsión geométrica• No provee información sobre la profundidad• No provee imágenes en tiempo real

AVANCE HACIA TOMOGRAFIA AXIAL

• A principios de 1920 se desarrollo la tomografía de plano, para poder visualizar estructuras en 3D– La fuente de rayos X se mueve en una dirección

opuesta al movimiento del detector (rollo fotográfico)

– Cada rayo pasa por el mismo punto del cuerpo en el plano de interés a lo largo de toda la exposición

– Únicamente las estructuras en este plano se ven claramente en el negativo

MAYORES DESVENTAJAS DE LA TOMOGRAFIA DE PLANO

• Como no se localiza sobre un solo plano da errores en la percepción de la profundidad

• Para obtener buena resolución se debe utilizar gran cantidad de contraste

• La exposición a los rayos X es mayor que en una radiografía normal

TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA

• Consiste de un sistema de escaneo y detección, una computadora, y un medio de display.

• Combina técnicas de reconstrucción de imágenes con medidas de absorción de rayos X.

• Reconstruye todos los planos tomados en una imagen en 3D

TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA

• Se debe recolectar la mayor cantidad de información posible de la zona de interés para poder reconstruir la imagen.

• Esto se logra girando el rayo de rayos X 360 y teniendo detectores fijos (hasta 700).

• La idea es “fotografiar” pequeños cortes transversales que luego se reconstruyen en el volumen total.

TOMAGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA

• Al girar alrededor del cuerpo obtiene múltiples imágenes.

• La computadora combina estas imágenes en una imagen que representa una “rebanada” del cuerpo (podemos decir que es una radiografía de una rodaja del tejido en estudio).

• Las imágenes se van sumando y luego se promedian, para obtener la imagen final de cada corte transversal.

• De todos estos cortes se reconstruye una imagen en 3D que puede observarse desde cualquier ángulo.

VENTAJAS

• Provee información en 3 dimensiones de las estructuras internas del cuerpo (dando varios cortes transversales del área de interés)

• La imagen que se obtiene es muy nítida• Es capaz de percibir diferencias pequeñas en los

tejidos blandos• La dosis de radiación que se le aplica al

paciente es menor que en los sistemas convencionales de rayos X

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/23/64_slice_scanner.JPG

RIESGOS DE LA EXPOSICION A RAYOS X

• Posibilidad de desarrollar cáncer• Riesgo de cataratas• Riesgo de quemaduras de la piel

NORMAS DE SEGURIDAD

• Los técnicos/médicos que manejan el equipo deben estar debidamente capacitados y certificados

• Las areas de acceso restringido deben estar debidamente senalizadas

• Se debe utilizar el equipo de proteccion • Se debe llevar un record de las exposiciones a las

que se ha sometido el tecnico, el medico y el paciente, para no exceder el maximo acumulativo

NORMAS DE SEGURIDAD• No se debe suministrar mas que la dosis recomendada

de radiación (medido en rems o mSv)• El técnico debe llevar un dosímetro para monitorear la

cantidad de exposición a la que se ha expuesto• Mujeres embarazadas no deben exponerse a radiación

con rayos X para evitar posibles complicaciones en el embarazo y problemas en el bebe (aunque se ha demostrado que los riesgos son mínimos)

• Un área restringida por radiación es un área en la cual cualquier parte del cuerpo puede recibir en 1 hora una dosis de 5 mrem, o 100 mrem en 5 días consecutivos

DOSIS RECOMENDADASAREA DEL CUERPO REMS CADA 3 MESES

Cabeza y tórax, órganos activos, ojos

1 ¼

Manos, antebrazos, pies y tobillos

18 ¾

Piel 7 ½

• Los pacientes pueden recibir dosis mas altas, siempre y cuando en un trimestre no sobrepase 3 rems

• Los menores de 18 años no deben recibir mas de un 10% de la dosis trimestral máxima

1 mrem = 2.16204 E-8 C/kg

DOSIS RECOMENDADAS POR LA CCSS

• Para trabajadores expuestos:– 20 mSv en 12 meses– 100 mSv en 5 años– Nunca mas de 50 mSv en 1 año– En las manos y pies:

• 500 mSv en 12 meses

• Para el publico (pacientes):– 1 mSv en 12 meses– 50 mSV en 12 meses para órganos considerados

individualmente

DOSIS RECOMENDADA POR LA CCSS

• Las personas entre 16 y 18 años solo pueden exponerse a radiaciones con fines de capacitación y sus límites anuales de dosis no podrán exceder de 1/3 de los señalados para trabajadores expuestos.

• Menores de 16 años únicamente pueden exponerse a radiaciones como pacientes.

COMPARACION CON LA RADIACION RECIBIDA POR

FUENTES NATURALESPROCEDIMIENTO DOSIS RADIACION COMPARACION CON

RADIACION RECIBIDA POR FUENTES NATURALES

TAC ABDOMEN 10 mSv (milisievert) 3 años

TAC CUERPO 10 mSv 3 años

RADIOGRAFIA TRACTO DIGESTIVO

4 mSv 16 meses

TAC CABEZA 2 mSv 8 meses

RADIOGRAFIA DE TORAX 0.1 mSv 10 días

RADIOGRAFIA 0.1 mSv 10 días

• 1 rem = 10 mSv

VIDEOS

• http://videos.howstuffworks.com/discovery-health/14462-human-atlas-x-rays-video.htm#

• http://videos.howstuffworks.com/discovery-health/14393-human-atlas-cat-scans-video.htm