Principos físicos de la radiografía convencional

Radiología e Imágenes médicas
Universidad de Iberoamérica
Facultad de Medicina
Bachillerato Medicina y Cirugía
RADIOLOGIA E IMÁGENES MÉDICAS
Código: RA3014
Dr. Walter Blanco Z.

CLASE N°1
1. Entrega del programa
2. Conceptos Históricos y principios físicos básicos .
3. Formación de imágenes mediante tubo de rayos X
4. Principios básicos de otras modalidades de imagen
diagnóstica.
5. Nociones básicas sobre protección radiológica.

Antecedentes Históricos
 La senda de la luz invisible (Crane)
 El ambar , Magnetita( mineral de hierro con propiedades
magnéticas naturales)
 William Gilbert escribió el libro “De magnete”
 Otto Van Guericke creo la primera bomba de aire para el
vacío. Bola grande de sulfuro ( primera máquina eléctrica)
 Hooke y Haussbee unieron la electricidad y el vacío (1713)

Primeros experimentos con electricidad. William
Gilbert. 1600

 Otto Von Guericke creó la bomba de vacío

 Luminosidad de los gases en un tubo al vacío excitado por
electricidad. Michael Faraday.

Antecedentes históricos
 Sir William Crookes en 1879
 Tubos de alto vacío (hasta un
millón de atmósferas)
desencadenaban nuevos
fenómenos ( producción de
colores)
 Prácticamente descubrió el tubo
de rayos x pero no se dio cuenta.

 Wilhem Conrad Roentgen
 1845 Lennep (Alemania)
 Matemático Ingeniero.
 1865 experimentó con el tubo de
Crookes.
28 de diciembre de 1895 publicó en
la Sociedad Físico Médica de
Wurzburg su comunicación “Una
nueva clase de rayos”

Wilhem Conrad Roentgen
 El 8 de noviembre de 1895 pudo demostrar, en una
habitación oscurecida, trabajando con un tubo al
vacío, similar al de Crookes, la presencia de luz a
una distancia considerable, donde estaba una
pantalla de platinocianuro de bario y lo relacionó
con una descarga del tubo.
 Su merito fue que razonó que la florescencia se
debía a ciertos rayos emanados del tubo al vacío.

 Mano de la señora Roengent. Primera radiografía 22 de
diciembre de 1896

 Nacimiento de la radiología moderna.
 Coodlige (1913) tubo al vacío con filamento caliente y ánodo
de tungsteno
 Macintyre sustituyó en 1896 las placas fotográficas iniciales
por el film radiográfico.
 1925 Cine radiología (rayos x en movimiento)
 1948 Moon describe intensificador de imágenes.
 1960 introducción del procesado automático.
 Década de los noventas: digitalización de la imagen.

 TOMOGRAFIA COMPUTARIZADA
Dr. Geofrey Hounsfield lo describió en
1971 apoyado en los trabajos de Cormack
que habían sido publicados en 1963 y
1964.
Les fue concedido el premio Nobel de
medicina en 1979.

Escáner de primera generación 1975

 RESONANCIA MAGNÉTICA
 Felix Block y Edward Purcell premio Nobel en 1952
 Erich Odeblad del Instituto Karolinska revisó durante
treinta años las características de todos los tejidos y
secreción humana.
 Lanterbur imágenes de dos recipientes de agua en 1973
 Damadian en 1974 ´primera imagen de un ser vivo (un
ratón).
 Aberden, Smith y colaboradores diferenciar tejidos
normales de tumorales.

E. Purcell F. Block

 Doctor laterburg
Primer equipo de resonancia
1979

ANTECEDENTES HISTORICOS
 Radiología en Costa Rica.
 1904 primera radiografía en Costa Rica debido a José Bruneti Felix.
 1907 se trajo el primer tubo de rayos x al Hospital San Juan de Dios.
 1931 el Dr. Carlos de Céspedes médico graduado en Brucelas se hace
cargo del servicio de rayos x.
 1936 Llegó el Dr, José Cabezas Duffner primer radiólogo graduado en el
Instituto Marie Curie de París.
 1951 Dr. Enrique Morúa Banchs graduado de Mexico.
 Hasta el año 1960 se incorporaron 6 radiólogos mas.
 En 1962 se inauguró la carrera para Técnicos de radiología en La U.C.R.
 En 1979 se iniciaron los estudios de postgrado por el CENDEISS

Ultrasonidos utilizados
En un baño de agua (1957)

Principios físicos de la radiología
convencional
 RAYOS X
 NATURALEZA
 ORIGEN
 PROPIEDADES
 PRODUCCIÓN
 TUBO

convencional
 Diferencia entre rayos luminosos y
 rayos x es la frecuencia ( número de
 vibraciones por segundo)
 Rayos x 1/10.000 de la luz
 Por tanto se comportan parecido.
 Longitudes de onda para rayos x de
 uso en radiología médica son
 aproximadamente de 0.5 a a 0,12
 Armstrong

convencional
ORIGEN
 Se originan cuando los electrones son frenados
repentinamente al incidir con la materia
 Diferentes longitudes de onda (espectro continuo)
 Radiación característica (depende del material de blanco)
 A menor longitud de onda mas penetración (radiación
dura)
 A mayor longitud de onda menor penetración (radiación
blanda)

convencional
Propiedades de los rayos x.
Poder de penetración
Efecto luminiscente
Efecto fotográfico
Efecto ionizante
Efecto biológico

convencional  Poder de penetración
 Radiación incidente
Radiación absorbida
Radiación remanente
Tejidos radio
transparentes
atravesados
fácilmente.
Tejidos
radio pacos
los que
absorben los
rayos x

convencional
 EFECTO LUMINISCENTE
 Ciertas sustancias producen luz al ser expuestas a los rayos
x. ( fósforos inorgánicos y el tungstato de calcio)
 Fluorescencia (Sulfuro de zinc y sulfuro de cadmio)
 Fosforescencia ( continúa por corto tiempo después de
haber cesado la radiación)
 Se usa en pantallas fluorescentes y pantallas reforzadoras

convencional
 EFECTO FOTOGRAFICO
 Al igual que la luz visible puede actuar sobre una emulsión
fotográfica.
 EFECTO IONIZANTE
 Ioniza las moléculas del aire y lo hace conductor de
electricidad (se usa para medir cantidad y calidad de la
radiación)
 EFECTO BIOLOGICO
 Han permitido usarlos en terapia.

convencional
 PRODUCCION
 Fuente de electrones que choque contra una diana con
suficiente energía.
 90% de la energía del electrón se convierte en calor.
 10% se convierte en rayos x.

Para producir rayos x

convencional
Tubo de rayos x

CATODO

ANODO FIJO

ANODO GIRATORIO

LA CARCASA METALICA

VARIADAS ENERGÍAS

Depende del material

convencional
 Calidad de la radiación
 Voltaje mas alto mayor
velocidad de los electrones.
Rayos x de onda mas corta y
por ello mas penetrantes.
Medido en Kilovoltios
 Cantidad de la radiación
 Proporcional a la cantidad de
corriente medida en
miliamperios

convencional
 FORMACION DE LA IMAGEN
 Radiación emergente (diferencias de intensidad o
contrastes de radiación)
Imagen de radiación
Imagen permanente (placa radiográfica) Imagen transitoria (pantalla fluoroscópica)

convencional
IMAGEN PERMANENTE
PANTALLA REFORZADORA
PLACA FOTOGRAFICA
LUZ VISIBLE

convencional
IMAGEN TRANSITORIA RADIOSCOPIA TRADICIONAL

convencional
 INTENSIFICADOR DE IMAGENES

convencional
 RADIACION DISPERSA
 RAYOS X QUE NO SON ABSORBIDOS POR LOSTEJIDOS
 SE DISPERSAN EN TODAS DIRECCIONES.
 No contribuyen a formar la imagen y reducen el contraste.
 Se reduce con:
 1) Láminas de plomo posterior al chasis
 2) conos y diafragmas (anteriores)
 3) parrillas fijas o móviles

convencional
 GEOMETRÍA DE LA IMAGEN
 Superposición (la imagen es la suma de todas las estructuras
atravesadas)
 Paralelaje o efecto de canto (el desplazamiento del foco o rotación
del paciente nos da una impresión espacial)
 AMPLIACION Y DISTORCIÓN (la definición del objeto se mejora
manteniendo una distancia foco-placa uniforme disminuyendo el
tamaño del foco emisor o con la disminución de la distancia objeto
placa.

convencional
Disminucion del foco emisor

convencional
 GEOMETRÍA DE LA IMAGEN
 Perceptibilidad del detalle
depende del contraste (oposición entre las partes claras y
oscuras permite observar un componente de lo que lo
rodea ese componente se llama detalle.
La calidad de la placa depende de la perceptibilidad de los
detalles.
Definición: La nitidez es una idea abstracta por tanto debe
de hablarse de falta de nitidez o borrosidad.

convencional
 GEOMETRIA DE LA IMAGEN
 Borrosidad produce un efecto adverso en la calidad de la
placa.
 Existen tres tipos de borrosidad:
 Borrosidad geométrica ( relativa al tamaño del foco)
 Borrosidad cinética (al movimiento durante la exposición)
 Borrosidad intrínseca (estructura de la película)
 Contraste de radiación ( dado por el kilovoltaje)

convencional
 REVELADO
 MANUAL.
 AUTOMATICO.

convencional
 TECNICAS ESPECIALES
 Magnificación (separando objeto de la placa). Tubos con
mancha focal pequeña de hasta 0,1 mm. (normales de 1 y 2
mm)
 Tomografía lineal .
 Xerorradiografía (superficie fotoconductiva de selenio en
placa de aluminio)
 Sustracción

Digitalización de la imágen
 Con el vertiginoso desarrollo de la tecnología
informática ha sido posible desarrollar programas para
pasar, el engorroso método fotográfico, de adquisición
y almacenamiento de imágenes a técnicas digitales que
permiten una serie de ventajas.

Digitalización de la Imágen
 El equipo de rayos x puede ser un equipo
convencional.
 Se sustituye la placa fotográfica por un sensor
(soporte de diminutos cristales de fósforo
fotoestimulables por los fotones de rayos x)
 Se forma imagen latente que es leída por un lector
laser.
 El lector laser (rayo luminiscente) la convierte en
señal eléctrica y se transfiere al procesador de
imagen. (RADIOLOGÍA DIGITAL INDIRECTA)

 La captura digital directa de la imagen, para convertir
los rayos x a una señal electrónica (Radiología digital
directa), permite una imagen de mejor calidad al
obviar el paso a luz dentro de la conversión.

Chasis digital sensores

 Beneficios de la radiología digital.
 Menor dosis de radiación
 Menor cantidad de químicos contaminantes
(plomo, líquidos reveladores).
 Ahorro de placas fotográficas, reveladores y
mantenimiento de máquinas reveladoras.
 Disminución de espacio para archivo.
 Envío de imágenes a distancia.

 Desventajas:
 Facilidad para que las imágenes puedan ser
modificadas, despierta la suspicacia de que las mismas
puedan ser adulteradas para actos ilícitos.
 Por tanto debe solicitarse copia digital (no impresa) de
la imagen. Ampliar cuatro veces y buscar diferencias.

Principios de la tomografía
computarizada
 Es una imagen seccional de una parte del
organismo humano gracias a la capacidad de
medir punto por punto la atenuación de los rayos
x, por medio de un programa de computadora. La
capacidad diferente de los diversos tejidos
(normales o patológicos) para atenuar los rayos x,
determina puntos en una escala de grises, que
ordenada por la computadora produce una imagen
axial.

Principios básicos del T.A.C

Esquema básico del TAC PIXEL Y VOXEL

TAC HELICOIDAL

multiplanaridad

Principios básicos del ultrasonido

Principios básicos de Resonancia

 La rapidez de precesión es proporcional a la fuerza
de intensidad del campo y específica a cada especie
nuclear, siendo esta última la frecuencia de
resonancia o frecuencia de Larmor.
 El hidrógeno en un campo de 0,35 T resonara a 15
MHZ y a 0.7 a 30 MHZ. Si aplicamos un pulso de
radio con una frecuencia coincidente los núcleos
empiezan precesar y emiten una señal coherente
que podrá ser captada por el receptor

El ángulo dependerá de la intensidad y duración de la señal

t1 t2 DP
AGUA Hipointensa
(negra)
Hiperintensa
(blanca)
Isointensa
(gris)
GRASA Hiperintensa
(blanca)
Hiperintensa
(blanca)
Hiperintensa
(blanca)
FIBROSIS Hipointensa
(negra)
Hipointensa
(negra)
Hipointensa
(negra)

TR TE
T2 Largo (1500ms) Largo (70 ms)
T1 Corto (500 ms) Corto (30 ms)
DP Largo( 1500 ms) Corto (30 ms)

T1 T2 DP

TOMOGRAFIA
POR EMISIÓN DE POSITRONES
 Es una técnica fisiológica que utiliza metabólicos como
aminoácidos y glucosa marcados con radioisótopos que
emiten positrones.
 La base es el incremento en la actividad metabólica de las
células en procesos infecciosos, inflamatorios o
neoplásicos.
 Se usan diferentes metabolitos. El más común es 2 fluoro2
deoxi-D glucosa (F.D.G).
 Es la mejor modalidad para determinar la enfermedad
metastásica temprana.

P.E.T. CT
 El P.E.T. es estrictamente funcional y pierde límites
anatómicos para la orientación morfológica
precisa.
 La fusión de las imágenes de PET con TAC es una
modalidad nueva que une los detalles anatómicos
del TAC con la información funcional del PET,
proporcionando mediciones metabólicas.

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA

convencional
 EFECTOS BIOLOGICOS DE LOS RAYOS X
 Efectos sistémicos: Se dan por encima de 1 gray (100 rads).
Por encima de 1,4 gray produce enfermedad severa. Por
encima de 5 gray se muere el 50%.
 Por encima de 50 gray es mortal
 Lesiones genéticas: La radiación produce alteraciones
cromosómicas, interfiere con la mitosis y parece tener una
alta probabilidad de mutación genética directa.

convencional
 Se define como la absorción de un joule de energía
ionizante x kg de material irradiado.}
 1 joule es la energía cinética de un cuerpo con una
masa de 2 kg que se mueve una velocidad de 1m/s
en el vacío.
Un Gray es una unidad de dosis absorbida

convencional
 Efectos biológicos de los rayos x
 Afectación del embrión en cualquier estadío de su
desarrollo.
 Muerte neonatal puede resultar de la radiación de 7 a 12
días después de la fertilización (2 a 6 semanas de
embarazo) con dosis de 2 gray.
 Para la producción de alteraciones genéticas no se
conoce la dosis. Por ello debe evitarse la exposición en el
primer trimestre a menos que sea de vida o muerte.

convencional
 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LOS RAYOS X
 Valores de dosis a pacientes en algunos estudios
 Columna lumbar ap……….10 miligray
 lateral… 30 miligray
 columna lumbosacra… 40 miligray
 Torax pa………………………. 0,3 miligray
 lateral……………… ….1,5 miligray
 Abdomen ap………………….. 10 miligray

convencional
 CONTRASTES
 Negativos (gases solos o en doble contraste)
 Neumoventriculografía, retroperitoneo,artrografía aparato
digestivo.
 Positivos
 Estudios con bario
 Productos yodados (iónicos y no iónicos)
 Liposolubles (broncografía, mielografía, ventriculografía
 Fistulografía etc.

BIBLIOGRAFÍA
 Crane AW . The research trail of the X-Ray , En: Bruwer AJ. Classic description in
diagnostic Radiology. Ch Thomas Sprigfield 1964.
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 Glasser O. W. C. Roentgen and the discovery of the Roentgen rays AJR, 1995;165:1033-
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 Pedrosa y Casanova Tratado de Radiología Clínica. Volumen I , cuarta edición 1989.
 Tubo y producción de rayos x. Dr Ubaldo Tentoni. I Encuentro Internacional de
Servicios con Docencia-Residencia en Radiología. Colegio Interamericano de Radiología.
2007
 Acta Médica Costarricense v.42 San José Marzo de 2000.
 Protección radiológica en servicios de emergencias. Dr. Sergio Diez Domingo. Curso por
imágenes en traumatismo. Colegio Interamericano de radiología. Junio del 2010.
 Revista Chilena de Radiología v-14 2008.
. Imagenología. Nidia Rios y Donato Saldivar. Manual moderno 2007
Pedrosa, Diagnóstico por imagen, volúmen I. Marbal libros 2009
. Ameran . Aplicación multimedia para la enseñanza de la radiología a estudiantes de
medicina. www.ameram.es

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