Download SISTEMAS DE RADIODIAGNOSTICO

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?
1
Núcleo
2
3
Fotón
1. Una colisión con partículas externas excita el átono
2. El electrón “salta” a un orbital de mayor energía
3. El electrón vuelve a su nivel de energía normal, y
libera la energía extra en forma de un 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 vacio
b) Baño de aceite
c) 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
RIESGOS DE LA EXPOSICION A
RAYOS X
• Posibilidad de desarrollar cáncer
• Riesgo de cataratas
• Riesgo de quemaduras de la piel
NORMAS DE SEGURIDAD
• No se debe suministrar mas que la dosis
recomendada de radiación (medido en rems)
• Se debe llevar un record de la cantidad de veces que
se ha expuesto al paciente/medico/técnico a la
radiación
• 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)
• Se debe rotular las áreas de accesos restringido y los
riesgos
NORMAS DE SEGURIDAD
• Los técnicos/médicos que se encuentran
dentro de áreas restringidas deben usar
equipos que midan la cantidad de radiación
recibida
• 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 RECOMENDADAS
AREA DEL CUERPO
REMS CADA 3 MESES
Cabeza y tórax, órganos
activos, ojos
1¼
Manos, antebrazos, pies y
tobillos
18 ¾
Piel
7½
1 mrem = 2.16204 E-8 C/kg
• 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
COMPARACION CON LA
RADIACION RECIBIDA POR
FUENTES NATURALES
PROCEDIMIENTO
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/discoveryhealth/14462-human-atlas-x-rays-video.htm#
• http://videos.howstuffworks.com/discoveryhealth/14393-human-atlas-cat-scansvideo.htm