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Diagnósticos mas allá de los rayos X
( Publicado en Revista Creces, Marzo 1983 )
La computación y la electrónica han potenciado sus aportes para hacer posible,
que los nuevos instrumentos puedan recorrer la anatomía interna del cuerpo
humano, conocer el funcionamiento de tejidos y células y anticipar la aparición
de enfermedades.
El gran aporte de Roengten al diagnóstico médico, al descubrir con cierta dosis de
casualidad los Rayos-X a fines de 1985, iluminó con fuerza inusitada toda la medicina de
nuestro siglo. A partir de los años setenta, sin embargo, nuevas tecnologías comenzaron a
desarrollarse con el fin de penetrar definitivamente al interior del cuerpo humano. El ideal
para el médico parece haberse alcanzado: recorrer milímetro a milímetro la estructura y
función de órganos, tejidos y aun células en vivo y en directo, evitando así - en muchos
casos la exploración quirúrgica con todos sus riesgos.
Las imágenes planas y difusas de los R-X no siempre dejan satisfecho al médico, deseoso
de conocer todos los detalles para estructurar su diagnóstico. La endoscopia surgió
entonces como un interesante avance para certificar directamente el estado de muchos
tejidos, valiéndose de un sistema óptico exploratorio introducido a través de orificios
naturales o artificiales, el cual permite también tomar biopsias de áreas reducidas.
Hace unos diez años se inició el desarrollo de nuevas técnicas que emplean radiología y
computación, con lo que se consigue proyectar imágenes internas el organismo con
increíble nitidez y sin riesgos mayores para el paciente. En general se refieren a cuatro
tipo de avances: la Tomografía Axial computarizada (TAC), la Tomografía por Emisión de
Positrones (TEP), la Resonancia Nuclear Magnética (RNM) y las imágenes por Ultrasonido.
El "Scanner"
El instrumento que utiliza la TAC se conoce en los países de habla hispana con el nombre
sajón de scanner (explorador, escudriñador). Uno de sus inventores, el sudafricano Dr.
Allan McLeod Cormack, explicó a CRECES las bases de su funcionamiento durante su
estada en Chile:
- Con los Rayos-X todo aparece como superimpuesto y hay que tomar placas desde varios
ángulos e incluso inyectar colorantes o burbujas de aire en órganos muy delicados, como
el cerebro, para encontrar lo que se busca. Con nuestro explorador y mediante la rotación
lenta de un tubo alrededor del cuerpo, disparamos millones de electrones en un rayo
delgadísimo que fotografiará un corte" completo del interior del paciente. Al pasar los R-X
a través del cuerpo, éstos son absorbidos - en grados diferentes- por los órganos de
distinta masa. Detectores de cristal reciben la fuerza relativa de los rayos y convierten
dicha información en señales electrónicas. Estas a su vez son llevadas a un computador y
la imagen matemática luego es proyectada como una imagen en una pantalla, reflejando
en forma precisa y clara el "corte" fotografiado.
El procedimiento, indoloro y sin riesgos, no requiere más radiación que un examen
corriente de R-X y pone fin al peligro que representan los colorantes, la cirugía innecesaria
y otros métodos diagnósticos invasivos. La imagen resulta mucho más precisa y su
sensibilidad ha llegado a tal extremo que puede detectar contrastes muy pequeños en los
tejidos.
La TAC se diferencia también de la radiografía convencional por la fuente de detección y
radiación. En lugar de que la imagen sea amplia y de todos los órganos, lo que produce
mucha información que no es deseada, el rayo se puede enfocar (colimar) a través de un
tubo de plomo. Más aún, al paciente puede inyectársele yodo radio opaco, lo que aumenta
el contraste de la imagen.
Los primeros modelos de exploradores requerían de siete minutos para lograr toda la
información requerida en la pantalla. El modelo 20-20. actualmente en uso en modernos
centros de diagnóstico de los Estados Unidos, hace la rotación completa del rayo sobre el
cuerpo del paciente en 2 segundos y la imagen se construye en unos 35 segundos. Resulta
importante el factor rapidez en la toma que se realiza, sobre todo si se pretende captar el
movimiento a órganos tales como el corazón o los pulmones, o para poder examinar a los
niños sin necesidad previa de sedarlos.
La utilidad de la tomografía axial computarizada en diversos campos de la medicina parece
ocioso puntualizarla en estos momentos. En un reciente trabajo sobre uso de la TAC en el
diagnóstico de las hemorragias intracerebrales, los especialistas Jaime Godoy F. y Jorge
Méndez S., del Departamento de Neurología y Neurocirugía de la Escuela de Medicina de la
Universidad Católica de Chile, puntualizan:
- Nuestra investigación refiere la experiencia en 148 pacientes, lo que nos permitió
comprobar que con el uso cada vez más frecuente de la TAC, muchos enfermos con
diagnóstico inicial de accidente vascular encefálico oclusivo, por ejemplo, resultaron en
verdad tener una hemorragia intracerebral de tamaño limitado.
La discrepancia clínico diagnóstica fue aún más pronunciada con un grupo de pacientes
con hemorragia intracerebral por traumatismo encéfalo craneano Allí el diagnóstico clínico
correcto sólo fue del 14% de los casos; en el resto, la sospecha clínica fue de hematoma
yuxtadural o contusión cerebral y no hematoma dentro del parénquima, algo muy
importante de distinguir lo más a tiempo posible.
Tomografía por emisión de Positrones (TEP)
Mientras la TAC resulta útil para estudiar las estructuras internas del cuerpo, la TEP revela
el funcionamiento de los órganos. El aparato puede detectar las alteraciones que produce
el envejecimiento del cerebro, el endurecimiento de las arterias, el cáncer o las
enfermedades mentales. Si bien la tomografía axial computarizada ofrece una visión
tridimensional del interior del organismo, la técnica no puede indicar si las células están
funcionando bien y, en realidad, ni siquiera si están vivas. La técnica TEP, en cambio,
ofrece a los investigadores la manera de estudiar - por primera vez- la forma como las
células funcionan en una persona viva; por ejemplo, el ritmo al que consumen azúcar u
oxígeno para producir energía.
El explorador TAC da una imagen de la estructura, pero no indica el trabajo que las
estructuras están realizando, lo que se consigue mediante el aporte de la TEP. Con este
último aparato se ha podido examinar por primera vez el cerebro de animales y del
hombre para determinar qué partes se mantienen activas en un momento determinado. Si
esto lo referimos, por ejemplo, al cerebro, trabajar con la tecnología TEP presenta la
ventaja de detectar qué partes de este órgano noble se hallan perturbadas o enfermas.
Investigadores de la Universidad de California, en Los Angeles, han explorado el cerebro
de pacientes epilépticos, entre ellos algunos en el mismo momento de producirse los
ataques. Se genera un ataque de epilepsia cuando una parte del cerebro falla
eléctricamente. Los exploradores TEP de este centro lograron indicar que las células que
provocan el ataque se mantienen sumamente activas durante el mismo.
Esto no es motivo de sorpresa, pero lo que si admira a los especialistas en epilepsia es que
cuando no existe ataque, estas mismas células conservan una actividad similar que en la
gente normal, descubrimiento cuya trascendencia todavía no se conoce.
Los mismos científicos han usado el explorador TEP para localizar con precisión el lugar en
que se inician los ataques en los pacientes en los que no era posible determinarlo por
otros medios. Esto ha permitido intervenir quirúrgicamente con resultados satisfactorios
en algunos casos que antes no se podían operar.
Por otra parte, se ha podido confirmar, utilizando esta misma técnica, la teoría de que
ciertos cánceres cerebrales, raros pero de efectos mortales - los gliomas -, aumentan su
metabolismo cuando se acelera su ritmo de crecimiento. Los médicos retrasan a veces la
operación de estos tumores cuando ellos se encuentran en una etapa inicial, debido a que
la propia operación puede dañar gravemente el cerebro. El problema es que actualmente
no existe ningún método satisfactorio para determinar el ritmo de crecimiento de los
cánceres, y en este sentido el explorador TEP podría ser la solución.
Ahora se puede decir que cuanto más rápido es el ritmo metabólico con mayor celeridad
crece el tumor. Todo parece indicar que el explorador TEP será el método más preciso
para diagnosticar y seguir la evolución de los tumores primarios cerebrales malignos.
La tecnología TEP combina la física de gran energía y técnicas extraordinariamente
avanzadas de computación para producir sus resultados espectaculares. La persona que se
somete a una exploración inspira o se le inyecta una pequeña cantidad de una sustancia
radiactiva de breve duración, correspondiente a un elemento químico que exista
naturalmente en el organismo humano: oxígeno, nitrógeno, carbono o flúor. La cantidad
de radiación que recibe el paciente es muy inferior al límite establecido por las normas
internacionales.
Estos radioisótopos se producen en un ciclotrón o acelerador lineal y emiten un tipo de
antimateria denominado positrón, que es un electrón con una carga positiva. cuando un
positrón se encuentra con un electrón, lo cual siempre sucede después de la emisión,
ambos quedan aniquilados. El resultado es la creación de dos rayos gamma. Estas
descargas de energía las detecta el explorador TEP, cuyo computador cuenta el número de
rayos gamma y determina el lugar del organismo humano en que se encuentra el material
radiactivo. La cantidad de material que acumula equivale a la actividad de las células. En
consecuencia, cuantos más rayos gamma haya en la zona, más radioisótopos habrá y
mayor será la actividad celular.
El explorador TEP representa la "nueva" medicina nuclear. Durante decenios los médicos
han utilizado radioisótopos para estudiar las disfunciones orgánicas. Pero estas moléculas
radiactivas eran grandes y muy distintas en su estructura a los radioisótopos
biológicamente activos que utilizan los exploradores TEP. No podían usarse para estudiar
el metabolismo, y la mayor parte de ellos eran demasiado grandes para atravesar la
barrera hematoencefálica (a nivel del cerebro), la cual ayuda a proteger a éste contra los
productos químicos perjudiciales. Por lo tanto, se utilizó principalmente para estudiar la
corriente sanguínea y varios órganos internos.
Para llevar a cabo exploraciones mediante la técnica TEP, el centro de investigación debe
contar con acceso a un ciclotrón en atención a la brevedad del período de vida media de
los materiales que se usan. El período de vida media es el tiempo que ha de transcurrir
para que la mitad del material radiactivo se desintegre. El radioisótopo de oxígeno
utilizado tiene un período de vida media de tan sólo dos minutos; el del flúor es de menos
de dos horas. Esto hace que los pacientes reciban una radiación mínima, pero hay que
preparar radioisótopos cerca del explorador TEP, porque de otra forma se debilitarían
demasiado durante un transporte que durara largo tiempo.
Debido a que los radioisótopos pueden adherirse a moléculas activas en el cuerpo
humano, la técnica TEP permite examinar la actividad química que tiene lugar en las
células. Por lo tanto, los clínicos podrán obtener ideas más detalladas de la forma en que
los productos químicos del organismo humano trasmiten comunicaciones entre las células,
y así obtendrán nuevos conocimientos sobre la forma en que funcionan numerosos
medicamentos, lo cual podría dar lugar a la creación de fármacos más eficaces.
La técnica TEP ha resultado especialmente útil en la investigación de problemas que
puedan estudiar únicamente en el ser humano, por ejemplo, cierta incapacidad de
aprender conocida a menudo como dislexia. Por otra parte, enfermedades mentales como
la esquizofrenia y la depresión, que presentan más de algún problema a los especialistas
para separarlas en un diagnóstico, podrán ser conocidas más a fondo y al mismo tiempo
distinguidas entre sí. Esto ayudará a los médicos a elegir el tratamiento medicamentoso
más adecuado para una y otra.
Con el explorador TEP se logra un mapa bioquímico del tejido que se estudia. La función
cerebral, por ejemplo, se puede estudiar inyectando glucosa marcada (radiactiva), que
una vez llegada al cerebro se mezclará con la glucosa que normalmente utiliza el tejido
cerebral. Para determinar lo anterior se coloca la cabeza del paciente dentro de un gran
anillo de detectores. A medida que la sustancia química inyectada circula en el cerebro y
va decayendo y emitiendo positrones, se detecta y transforma en imagen. Cada anillo de
detectores contiene 128 cristales, generalmente compuestos de germanato de bismuto,
unidos para asegurar la detección pareada de fotones. El uso de muchos anillos detectores
es fundamental para dar así coincidencias cruzadas y ofrecer imágenes simultáneas de
muchos planos diferentes.
Resonancia nuclear magnética (RNM)
Mientras con la técnica TEP se mide la distribución de isótopos en el cuerpo, con la RNM se
sigue la distribución del más común de los átomos; el hidrógeno en el agua y en otras
moléculas. Si con el TEP se detectan radiaciones gamma a través de cristales químicos con
la RNM se determina radiofrecuencia inducida.
La RNM es conocida también como mapeamiento por spin, imagen por spin o
zeugmatografía. A pesar de que como técnica fue desarrollada en 1948 y luego
ampliamente usada por los químicos, su uso en seres humanos tiene sólo tres años. Las
imágenes obtenidas con la RNM tienen una semejanza con aquellas logradas mediante la
TAC, y los métodos de reconstrucción utilizados son virtualmente idénticos. Las imágenes
en este caso se forman a partir de señales de radio emitidas por substancias en el cuerpo,
como respuesta a una señal de radio de alta frecuencia.
En la mayoría de los casos, las señales de radio son emitidas por los núcleos de los átomos
de hidrógeno de las moléculas de agua del interior de la célula o de los líquidos corpóreos
naturales. Las imágenes resultantes muestran la distribución del agua en el interior del
cuerpo y además pueden entregar informaciones adicionales sobre la estructura química y
los flujos.
El fundamento de la RNM apunta a un fenómeno presentado por los núcleos de ciertos
elementos, el más importante de los cuales es el hidrógeno. Si tales núcleos fuesen
colocados en un campo magnético, ellos tenderían a alinearse con el campo, como agujas
de una brújula en miniatura. Mientras tanto, como los núcleos están también girando
sobre su eje, su tendencia a alinearse con el campo magnético redundará en un
movimiento de precisión en torno a la dirección del campo. Al aplicársele un golpe de
radiofrecuencia, el núcleo atómico se inclina hacia uno y otro lado y luego vuelve a su
posición primitiva con la liberación de energía. Tal energía es detectada y usada para crear
una imagen que da información tanto estructural como funcional del tejido.
Las aplicaciones diagnósticas de la RNM crecen día a día, especialmente vinculadas a la
distribución de agua en los tejidos: estudio de hematomas, edemas, hemorragias;
diagnóstico precoz de la hidrocefalia; detección temprana del cáncer, en atención a que el
tejido canceroso tiene mayor contenido de agua que el normal. Como la RNM puede medir
también otros átomos - por ejemplo fósforo- se puede lograr un mejor conocimiento de la
bioquímica del músculo, lo cual permite diagnosticar algunas enfermedades genéticas que
afectan el metabolismo muscular. Los exámenes no son recomendables en pacientes que
pudieran ser susceptibles a las corrientes eléctricas inducidas, tales como los que padecen
de epilepsia y quienes portan un marcapasos cardíaco.
Ultrasonidos
Otro método diagnóstico de amplio uso utiliza los ultrasonidos. En este caso no se
detectan radiaciones electromagnéticas, sino vibraciones mecánicas de 20 mil ciclos por
segundo o más, lo que está bastante lejos de lo que puede detectar el oído humano.
El Ultrasonido es producido y detectado por medio de transductores piezoeléctricos, que
producen ondas de alta frecuencia cuando se excitan eléctricamente.
Como las ondas de un sonar, se trasmiten y rebotan. Al rebotar, pueden detectarse y
transformarse en imágenes y traducir la forma de tejidos del cuerpo. La nitidez depende
del tejido. Difícilmente puede diferenciar los límites de tejidos blandos, pero en cambio
puede hacerlo muy bien entre tejidos blandos y duros. Por esta característica, es de gran
utilidad para seguir la evolución del crecimiento de la cabeza del feto, lo que puede
conseguirse con una acuciosidad de hasta 0,5 milímetro. Esto significa que pueden
detectarse diferencias del tamaño cerebral por intervalos de ocho semanas.
Artículo extraído de CRECES EDUCACIÓN - www.creces.cl