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

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

3 Antecedentes HistóricosLa 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)

4 Antecedentes HistóricosPrimeros experimentos con electricidad. William Gilbert. 1600

5 Antecedentes HistóricosOtto Von Guericke creó la bomba de vacío

6 Antecedentes HistóricosLuminosidad de los gases en un tubo al vacío excitado por electricidad. Michael Faraday.

7 Antecedentes históricosSir 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.

8 Antecedentes HistóricosWilhem 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”

9 Wilhem Conrad RoentgenEl 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.

10 Antecedentes Históricos

11 Antecedentes HistóricosMano de la señora Roengent. Primera radiografía 22 de diciembre de 1896

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13 Antecedentes HistóricosNacimiento 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.

14 Antecedentes históricosTOMOGRAFIA 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.

15 Antecedentes históricosEscáner de primera generación 1975

16 Antecedentes históricosRESONANCIA 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.

17 Antecedentes históricosE. Purcell F. Block

18 Antecedentes HistóricosDoctor laterburg Primer equipo de resonancia 1979

19 ANTECEDENTES HISTORICOSRadiología 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

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21 Antecedentes históricosUltrasonidos utilizados En un baño de agua (1957)

22 Principios físicos de la radiología convencionalRAYOS X NATURALEZA ORIGEN PROPIEDADES PRODUCCIÓN TUBO

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25 Principios físicos de la radiología convencionalDiferencia entre rayos luminosos y rayos x es la frecuencia ( número de vibraciones por segundo) Rayos x 1/ 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

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27 Principios físicos de la radiología convencionalORIGEN 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)

28 Principios físicos de la radiología convencionalPropiedades de los rayos x. Poder de penetración Efecto luminiscente Efecto fotográfico Efecto ionizante Efecto biológico

29 Principios físicos de la radiología convencionalPoder de penetración Radiación incidente Tejidos radio transparentes atravesados fácilmente. Tejidos radio pacos los que absorben los rayos x Radiación absorbida Radiación remanente

30 Principios físicos de la radiología convencionalEFECTO 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

31 Principios físicos de la radiología convencionalEFECTO 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.

32 Principios físicos de la radiología convencionalPRODUCCION 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.

33 Para producir rayos x

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36 Principios físicos de la radiología convencionalTubo de rayos x

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38 CATODO

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41 ANODO FIJO

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44 ANODO GIRATORIO

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46 LA CARCASA METALICA

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49 VARIADAS ENERGÍAS

50 Depende del material

51 Principios físicos de la radiología convencionalCalidad 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

52 Principios físicos de la radiología convencionalFORMACION DE LA IMAGEN Radiación emergente (diferencias de intensidad o contrastes de radiación) Imagen de radiación Imagen permanente (placa radiográfica) Imagen transitoria (pantalla fluoroscópica)

53 Principios físicos de la radiología convencionalIMAGEN PERMANENTE PANTALLA REFORZADORA LUZ VISIBLE PLACA FOTOGRAFICA

54 Principios físicos de la radiología convencionalIMAGEN TRANSITORIA RADIOSCOPIA TRADICIONAL

55 Principios físicos de la radiología convencionalINTENSIFICADOR DE IMAGENES

56 Principios físicos de la radiología convencionalRADIACION 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

57 Principios físicos de la radiología convencionalGEOMETRÍA 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.

58 Principios físicos de la radiología convencionalDisminucion del foco emisor

59 Principios físicos de la radiología convencionalGEOMETRÍA 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.

60 Principios físicos de la radiología convencionalGEOMETRIA 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)

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64 Principios físicos de la radiología convencionalREVELADO MANUAL. AUTOMATICO.

65 Principios físicos de la radiología convencionalTECNICAS 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

66 Digitalización de la imágenCon 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.

67 Digitalización de la ImágenEl 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)

68 Digitalización de la ImágenLa 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.

69 Digitalización de la Imágensensores Chasis digital

70 Digitalización de la Imágen

71 Digitalización de la ImágenBeneficios 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.

72 Digitalización de la ImágenDesventajas: 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.

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74 Principios de la tomografía computarizadaEs 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.

75 Principios básicos del T.A.C

76 Principios básicos del T.A.CEsquema básico del TAC PIXEL Y VOXEL

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78 Principios básicos del T.A.C

79 Principios básicos del T.A.C

80 Principios básicos del T.A.C

81 Principios básicos del T.A.C

82 Principios básicos del T.A.C

83 Principios básicos del T.A.C

84 Principios básicos del T.A.CTAC HELICOIDAL

85 Principios básicos del T.A.C

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87 Principios básicos del T.A.C

88 Principios básicos del T.A.C

89 Principios básicos del T.A.C

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99 multiplanaridad

100 Principios básicos del ultrasonido

101 Principios básicos del ultrasonido

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119 Principios básicos del ultrasonido

120 Principios básicos de Resonancia

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128 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

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130 El ángulo dependerá de la intensidad y duración de la señal

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

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

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147 T1 T2 DP

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152 TOMOGRAFIA POR EMISIÓN DE POSITRONESEs 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.

153 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.

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155 PROTECCIÓN RADIOLÓGICA

156 Principios físicos de la radiología convencionalEFECTOS 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.

157 Principios físicos de la radiología convencionalUn Gray es una unidad de dosis absorbida 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.

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163 Principios físicos de la radiología convencionalEfectos 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.

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168 Principios físicos de la radiología convencionalEFECTOS 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

169 Principios físicos de la radiología convencionalCONTRASTES 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.

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171 BIBLIOGRAFÍA Crane AW . The research trail of the X-Ray , En: Bruwer AJ. Classic description in diagnostic Radiology. Ch Thomas Sprigfield 1964. Eisemberg RL. Radiology. An ilustrated History, Mosby Co. St. Louis 1992. Glasser O. W. C. Roentgen and the discovery of the Roentgen rays AJR, 1995;165: 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 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.