domingo, 2 de septiembre de 2012

Aplicaciones de los rayos X en medicina

 Introducción


La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas.

Los rayos X se pueden observar cuando un haz de electrones muy energéticos se desaceleran al chocar con un blanco metálico. según la mecánica, una carga acelerada emite radiación electromagnética, de este modo, el choque produce un espectro continuo de rayos x a partir de cierta longitud de onda mínima dependiente de la energía de los electrones


Origen


El 8 de Noviembre de 1895 el físico aleman Wilhelm Conrad Rontgen descubre los rayos X. 
Rontgen catedrático de la universidad de Wurzbug Alemania estudiaba los rayos catódicos, un día, trabajando en el laboratorio decide oscurecerlo para llevar a cabo un experimento en el que tenía como objetivo ver la fosforescencia que producía una pantalla cubierta de sal de bario, al realizar el experimento descubrió que una pantalla cercana en la que una de sus alumnas había escrito la letra A con sal de bario, se notaba un destello, concluyo que los rayos catódicos no podían haber recorrido la distancia que había del tubo al papel, posteriormente descubrió que esa luz la causaba algo que salia del tubo y era mucho mas penetrante que los rayos catódicos. Comprobó que este destello atravesaba barios objetos, pero el asombro vino cuando al poner un trozo de plomo en el camino de los rayos no solo podía observar la sombra del objeto sino también la forma de sus dedos con un espacio resaltante en la sombra, misma que perfilaba sus huesos. Rontgen denominó a este tipo de radiación rayos X. 


Para demostrar el poder de penetración de los rayos X escogió algunos objetos como una escopeta propiedad del mismo Rontgen en la cual descubrió un defecto en el metal del cañón, después de varias pruebas concluye el 22 de Diciembre de 1895 realizando la primera radiografía, para la cual tomo la mano izquierda de su esposa Bertha en la que destaca el anillo que llevaba puesto. Bertha fue expuesta por 15 min a la radiación de rayos x, con un nivel que hoy en día sobre pasa lo permisible.













Fue a finales de Diciembre del mismo año que Rontgen concluyo su primer reporte describiendo sus experimentos con este tipo de rayo al que tituló Über eine neue Art von Strahlen”  (sobre una nueva clase de rayos), en el cual ya hacía referencia a la utilización de los rayos x en la medicina este reporte fue enviado a la sociedad de Física-Medica de Wurzburg con el objetivo de que fuese publicado.
Al publicarse este descubrimiento, los científicos de la época estudiaron este fenómeno, concluyendo  rápidamente en lo descrito en la publicación, con lo cual fue aprobado. Por este gran descubrimiento le otorgan a Rontgen el primer premio nobel de física.


A pesar de las múltiples aplicaciones que le podían dar a los rayos x Rontgen se negó a comercializar y patentar su descubrimiento, pues argumentaba que este descubrimiento pertenecía a la humanidad y que por esta razón este no tenía que ser motivo de patentes, licencias y contratos. Esto abrió la puerta a que los primeros tubos de rayos x para uso médico pudieran ser producidos rápidamente a un precio accesible, fue así que en poco tiempo se definieron los dos tipos de aplicaciones en medicina, el primero para diagnostico de enfermedades y el segundo para tratamiento de tumores, es decir para uso terapéutico, un mes después del descubrimiento los cirujanos europeos ya daban múltiples usos a los rayos x. El colegio de médicos cirujanos de Nueva York le encontró otra aplicación a este descubrimiento se trataba de reflejar los diagramas anatómicos directamente de los cerebros de los estudiantes, de manera que se produjera una impresión más persistente de la producida por los otros métodos rudimentarios de aprendizaje.


Aplicaciones


Radioterapia:
La radioterapia es una forma de tratamiento basado en el empleo de radiaciones ionizantes como los rayos X. Esta aplicación surge de manera muy natural con el descubrimiento de los rayos X fue la radioterapia. El uso prolongado y no controlado de este tipo de radiación produjo, desde sus comienzos, efectos dramáticos en los tejidos sanos de los radiólogos. Los radiólogos de los primeros años desconocían el efecto nocivo de los rayos X y trabajaban sin ninguna protección. Al paso del tiempo y con el uso frecuente de los rayos X, la piel enrojecía y se caía el pelo. Esto sugirió a los científicos que el nuevo tipo de radiación podría utilizarse para el tratamiento de tumores superficiales. Es interesante hacer notar que ya en el año de 1899 se consiguió tratar con éxito un cáncer cutáneo con rayos X (Winau 1973).

Hoy en día, entre los problemas de salud que afectan a la humanidad, el cáncer es la principal causa de mortalidad (Mircheva 1994). Se calcula que anualmente ocurren en el mundo 10 millones de nuevos casos de cáncer (la mayoría de éstos se detectan principalmente en países desarrollados); de estos nuevos casos más del 60% deben recibir tratamientos con radioterapia (UNSCEAR 1993). La radioterapia está dirigida a la eliminación radical del tejido anormal o al control de su crecimiento. Actualmente, la tecnología permite diagnosticar en sus primeros inicios un tumor así como su tratamiento oportuno, lo cual ofrece mayores expectativas de vida. El objetivo de la radio- terapia es aplicar una dosis controlada de radiación ionizante muy intensa a un determinado volumen, definido por el tamaño del tumor, con el fin de destruir o detener el crecimiento de células cancerígenas sin causar grave daño al tejido sano que lo rodea.

La radioterapia externa es la forma más común para el tratamiento del cáncer. Se lleva a cabo normalmente con haces de fotones, los cuales pueden producirse de tres maneras diferentes: a) rayos X de alta energía producidos con un acelerador lineal, b) rayos gamma, producto del decaimiento del 60Co y c) rayos X de baja energía (50-300 keV) producidos con un tubo convencional de rayos X.















Tomografía axial computarizada(tac):

Es una técnica de imagen médica que utiliza radiación X para obtener cortes o secciones de objetos anatómicos con fines diagnósticos.


La técnica de TAC trata de producir un mapa bidimensional de los coeficientes de atenuación lineal de un cuerpo tridimensional, a partir de un número muy grande de medidas de transmisión, llamadas proyecciones. En términos prácticos, este mapa bidimensional corresponde a una imagen transversal del paciente. Si un conjunto de mapas bidimensionales son ensamblados, uno detrás del otro, puede obtenerse una imagen que ahora es tridimensional y que punto a punto da información sobre los coeficientes de atenuación lineal del paciente, es decir, da información sobre


Radiografía:
 De entre los usos médicos de la radiación, el examen de pacientes con rayos X con el propósito de dar un diagnóstico es, por mucho, el más frecuente. El objetivo del diagnóstico radiológico es proporcionar información anatómica al médico sobre el interior del paciente. 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.Aunque las dosis asociadas a este tipo de exámenes son relativamente pequeñas, la frecuencia con que éstos se llevan a cabo ocasiona que el impacto social sea considerable.

Es una imagen registrada en una placa o película fotográfica. La imagen se obtiene al exponer al receptor de imagen radiográfica a una fuente de radiación de alta energía, comúnmente la radiación x proceden de isotopos radiactivos(iridio 192, cobalto 60, cesio 137,etc.)
Mamografia:
Concite en una exploración diagnostica de imagen por rayos de la glándula mamaria, mediante aparatos denominados mamógrafos, estos aparatos disponen de tubos de emisión de rayos x especialmente adaptados para conseguir la mayos resolución posible en la visualización de las estructuras fibroepiteliales internas de la glándula mamaria.

Fluoroscopia:
La Fluoroscopia es una técnica de imagen usada en medicina para obtener imágenes en tiempo real de las estructuras internas de los pacientes mediante el uso de un fluoroscopio. En su forma más simple, un fluoroscopio consiste en una fuente de rayos x y una pantalla fruorecente entre las que se sitúa al paciente. Sin embargo, los fluoroscopio modernos acoplan la pantalla a un intensificadora de imagen de rayos x y una cámara de vídeo CCD, lo que permite que las imágenes sean grabadas y reproducidas en un monitor.


Naturaleza:

Binaria de rayos X:
Las binarias de rayos z son una clase de sistemas binarios que son muy luminosos en rayos x. Estan formados por un objeto compacto que se ha formado por colapso de una estrella, y una estrella convencional, de la secuencia principal.

Existen cientos de binarias de rayos x en nuestra galaxia y se cuentan entre los objetos mas brillantes del cielo en rayos x.


  por ejemplo: acoroius x-1 o cygnus x-1


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