El diagnóstico radiológico se basa en la obtención de imágenes con
radiación ionizante. En términos generales se puede hablar de dos métodos
para producir imágenes radiológicas. En los métodos tradicionales
(radiografía convencional) se emplea un detector plano para formar
imágenes mediante una sola proyección. La formación de una imagen
radiográfica involucra tres etapas: la producción de los rayos X, el
transporte de esta radiación a través del paciente y la detección de la
radiación transmitida.
La Radiografía simple
La radiografía simple es la técnica inicial de imagen por excelencia, llegando a
ser el primer examen diagnóstico que se realiza después de la historia clínica de
la mayoría de pacientes. Sus indicaciones son múltiples: la Rx de tórax ante
cualquier síntoma cardiorrespiratorio, la Rx simple de cualquier parte del cuerpo
accidentada, la placa simple de abdomen ante molestias del aparato digestivo, la
radiografía simple de cráneo en traumatismos craneoencefálicos, hipertensión
intracraneal, y ciertos tipos de tumores, etc.
Los rayos X se producen siempre que una substancia es irradiada con electrones
de alta energía. Un tubo convencional de rayos X consiste básicamente de un
cátodo y un ánodo colocados dentro de un envase de vidrio al vacío (véase
figura 1).
La base fundamental para la aplicación de los rayos X en muchas áreas de la
ciencia, es su propiedad de atenuación exponencial. Los rayos X al atravesar
un material pueden ser absorbidos o dispersados en su trayectoria, lo cual
resulta en una disminución en la intensidad original. Los procesos de
absorción o dispersión se deben a interacciones entre los átomos del medio y
los rayos X. Las interacciones más importantes en el intervalo de energías de
interés en radiodiagnóstico son el efecto fotoeléctrico y la dispersión de
Compton (Johns y Cunningham, 1983).
Los rayos X constituyen una herramienta ideal para sondear, de manera ``no
invasiva'', el interior del cuerpo humano. Sin embargo, durante la formación de
la imagen existen procesos de deposición de energía en el paciente. Estos
procesos llevan asociado un cierto daño biológico que en algunos casos puede
afectar a la salud del paciente. En países desarrollados, aproximadamente el
90% de la dosis a la población debida a radiación causada por el hombre, se
debe al uso de los rayos X para el diagnóstico radiológico (Shrimpton 1994).
Aunque las dosis asociadas a este tipo de exámenes son relativamente
pequeñas, la frecuencia con que éstos se llevan
frecuencia con que éstos se llevan a cabo ocasiona que el impacto social sea
considerable. Dado que el propósito de un examen médico es proporcionar un
beneficio directo al paciente, los procedimientos de radiodiagnóstico han sido
optimizados de tal manera que las dosis sean lo más bajas posibles y al mismo
tiempo contengan la información necesaria para dar un diagnóstico adecuado.
Una radiografía convencional es una imagen bidimensional de un objeto tridimensional. Esto significa que
toda la información en profundidad se pierde, pues los diferentes niveles de gris en la imagen dan
información sobre la atenuación de los rayos X a lo largo de una trayectoria en el espacio tridimensional
(véase figura 4). La intensidad de cada tono de gris proporciona información acerca de la densidad de los
tejidos atravesados. Dado que el cuerpo humano puede describirse como una función continua de
coeficientes de atenuación lineal, U(x,y,z) la intensidad del haz de rayos X, I (x,y), en el plano en donde se
forma la imagen está representada por una integral de la forma:
En radiografía convencional el detector más utilizado consiste en la
combinación de una pantalla fluorescente acoplada a una película
fotográfica. Las características más importantes de este sistema son la
eficiencia de detección de rayos X (que depende esencialmente de la
composición y grueso de la pantalla fluorescente), la eficiencia de conversión
a luz visible y el acoplamiento óptico entre la pantalla y la película
El intervalo de energía utilizado para este tipo de estudios varía
aproximadamente entre los 15 y los 150 keV. Las características
específicas del sistema dependen del tipo de estudio que se desea
realizar, por ejemplo, si se trata de un estudio del tórax o del abdomen.
La mayoría de las pantallas fluorescentes modernas se basan en
compuestos de tierras raras tales como el oxisulfuro de gadolinio (Ga2
O2 S) con grosores que varían entre 30 y 70 u>m. A energías de interés
clínico la eficiencia de detección de este tipo de pantallas puede llegar a
ser hasta del 80%. Un segundo grupo de detectores lo constituyen los
llamados ``intensificadores de imagen'', los cuales se utilizan en técnicas
de fluoroscopía
La gran importancia de la formación de imágenes planas en radiodiagnóstico, en términos del número de
exámenes que se realizan de este tipo, ha causado que se inviertan una gran cantidad de recursos para
tratar de desarrollar sistemas de radiografía digital que eventualmente sustituyan a la película radiográfica.
En este sentido, los físicos han jugado un papel muy importante al desarrollar nuevos detectores de
radiación ionizante que se espera permitan disminuir la dosis al paciente, sin pérdida en la calidad de la
imagen.
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