Radiología convencional

Principios físicos

Los rayos X se producen por el choque de electrones emitidos por un cátodo contra los elementos de un ánodo. Son, pues, el producto de la transformación de la energía cinética de los electrones en energía electromagnética (rayos X). Es un proceso muy poco eficiente, ya que el 99% se convierte en calor y sólo el 1% en rayos X. Los pasos son:

Emisión termoiónica: se hace pasar una corriente eléctrica a través del cátodo, que es una filamento de tungsteno. Dicha corriente genera calor y hace que los electrones de las últimas capas entren en emisión termoiónica, que no es más que la separación de sus capas. A mayor miliamperaje por segundo (mAs), más electrones entran en emisión, lo que implica mayor cantidad de rayos X.

Generación de corriente: al tubo dentro del cual está el cátodo en emisión termoiónica se le aplica una corriente eléctrica controlada en el equipo por el kilovoltaje. Los electrones que están en emisión termoiónica salen entonces disparados hacia el ánodo con una gran cantidad de energía cinética. A mayor kilovoltaje, más energía cinética se le suministra a los electrones. Se usan, además, mecanismos para concentrar y dirigir los electrones hacia el ánodo.

Frenado por el ánodo: el ánodo es generalmente un disco rotatorio constituido por elementos con alto número atómico. El elemento más común es el tungsteno (el mismo del filamento del cátodo) en una aleación con renio. Los electrodos que vienen del cátodo chocan con los electrones y el núcleo de los elementos del ánodo. El 99% de la energía cinética se convierte en calor y el 1% en energía electromagnética de alta frecuencia, que son los rayos X. El hecho de que casi toda la energía cinética se convierta en calor, obliga a que los elementos utilizados tengan un alto punto de fusión y a utilizar mecanismos de disipación del calor, como son los circuitos de aceite alrededor del tubo. Dentro del tubo de rayos X (que es un tubo vacío) se pueden alcanzar temperaturas de 1.500 ºC.

Interacción con el paciente: los rayos X así generados se orientan hacia el paciente, en donde, por diferentes mecanismos, pierden energía. El paciente sufre ionización en sus átomos (los átomos pierden electrones) lo cual es el origen de los efectos biológicos.

Obtención de la imagen: los rayos X que salen del paciente son filtrados por una rejilla que sólo deja pasar los que vayan en sentido perpendicular y llegan al chasis, donde hay dos elementos: las pantallas intensificadoras y las películas. Las pantallas intensificadoras están constituidas por elementos fluorescentes (aquellos elementos que emiten luz visible mientras son excitados por los rayos X) como el tungsteno de calcio, el gadolinio y el lantano. La película es velada entonces por la luz visible y no por el efecto directo de los rayos X sobre ella.  

Principios técnicos

Distancias: entre el tubo (punto del ánodo) y el chasis (distancia foco-película) debe haber 1 m para todas las radiografías, excepto la de tórax, ya que para evitar la magnificación de la silueta cardiaca, se aumenta la distancia a 1,80 m.

Entre el paciente y el chasis (distancia objeto-película) no debe haber separación a no ser que queramos magnificar la imagen para lo que se necesita aumentar los factores radiográficos (kilovoltaje y miliamperios por segundo) y usar ánodos con focos finos.

Kilovoltaje: Influye principalmente en la escala de contraste. Hay escalas cortas (también llamadas de alto contraste) en donde se generan pocos tonos grises con gran diferencia entre un tono y otro. Se obtiene con bajos kilovoltajes y las usamos para las radiografías de las extremidades. Las escalas largas (también llamadas de bajo contraste) son las que tienen muchos tonos de grises con poca diferencia entre un tono y otro. Se obtiene con altos kilovoltajes y es lo que buscamos al hacer una radiografía de tórax con 120 kv.

Miliamperaje por segundo: da principalmente la densidad óptica de la radiografía, que es el grado de ennegrecimiento. Determina la cantidad de radiación. A mayor miliamperaje por segundo, más posibilidad de distorsión en la placa por movimiento.

Dispositivos restrictotes del haz de rayos X: se colocan entre el tubo y el paciente y su objetivo es mejorar la calidad del haz, absorber los rayos X desenfocados y mejorar el contraste. Hay tres tipos de restricciones del haz: diafragma de apertura, conos (o cilindros) y colimadores de apertura variable.

Rejilla: se coloca entre el paciente y el chasis para absorber la radiación dispersa que sale del paciente y produciría borrosidad en la placa. Consiste en barras de plomo intercaladas con barras de material radiolúcido. Con ello se mejora el contraste. Cuando la rejilla está instalada dentro de un mecanismo oscilante se llama Bucky. Las rejillas se diferencian por su espesor (relación de rejilla) y por la cantidad de columnas de plomo (frecuencia de rejilla).

Pantallas intensificadoras: están dentro de los chasis y emiten luz visible cuando son excitados por los rayos X. Se diferencian por su velocidad. Cuanto más rápida es una pantalla, menos dosis de radiación se requiere pero se pierde detalle de la imagen. En mamografía se usan pantallas lentas para mejorar el detalle.

Películas: las películas se diferencian por su latitud que es el rango de factores con los cuales obtenemos imagen diagnóstica. Las películas deben ser usadas con las pantallas intensificadoras para las que vienen diseñadas.

Otros métodos:

Radiología digital

La radiología digital ha sustituído recientemente al tradicional conjunto chasis-película convencional. El método que más se ha extendido es la radiología digital con fósforo fotoestimulable. Esta técnica usa una placa de fósforo fotoestimulable montada dentro de un chasis para capturar y registrar los rayos X transmitidos en forma de electrones atrapados. Cuando se hace un barrido de la placa expuesta mediante un haz láser de baja energía, se estimula la liberación de los electrones y la energía asociada se usa para codificar la imagen digital.Las ventajas de esta técnica sobre el chasis-película convencional incluyen una mayor calidad de imagen, menor dosis de radiación mayor duración de la imagen y una mayor libertad para seleccionar la exposición o dosis. En cambio existe una menor resolución espacial debido a la pérdida de señal durante el barrido. Se han desarrollado nuevas tecnologías para minimizar este problema.  

Fluoroscopia

En la fluoroscopia se utiliza un haz continuo de rayos X para evaluar procesos corporales dinámicos como el peristaltismo intestinal o la excursión diafragmática. También se utiliza con frecuencia para procedimientos intervencionistas. Recientemente se han introducido sistemas detectores digitales directos, que empiezan a sustituir a muchos de los componentes de los equipos fluoroscópicos.

Tomografía convencional

En la tomografía convencional se obtiene una imagen en la que el plano elegido del cuerpo se mantiene enfocado, mientras que las estructuras situadas delante y detrás de este plano aparencen intencionadamente borrosas. Para conseguir esto, el tubo de rayos X y la película se desplazan simultáneamente en sentidos opuestos durante la exposición de la imagen tomo gráfica, cubriendo un arco de 8 a 40 grados. Cuanto mayor sea este arco, más fino es el grosor del corte obtenido.

Mamografía

Las radiografías para la mamografía con película y hojas de refuerzo deben tener una excelente resolución, contraste y densidad para la detección óptima de lesiones mamarias, especialmente carcinomas en estadio inicial. Un equipo de mamografía lleva un tubo de rayos X especial y un sistema de compresión de la mama. Se utilizan bajos kilovoltajes para mejorar la resolución de contraste. Dos recientes avances en la mamografía tradicional incluyen la mamografía digital y la detección asistida por computadora, que utiliza una imagen mamográfica digitalizada para resaltar áreas con densidad anormal que pueden corresponder a lesiones.

Estudios con contraste

El escaso contraste natural entre estructuras adyacentes de densidad radiológica similar obliga a la utilización de medios de contraste externos. En los estudios del tubo digestivo se utilizan suspensiones de bario, compuestos de alta densidad mezclados con agua. Se pueden hacer técnicas de contraste sencillo o de doble contraste con bario y aire. Los contrastes yodados son hidrosolubles y se usan sobre todo en exploraciones del tubo digestivo si se sospecha perforación o antes de intervenciones quirúrgicas, en los estudios urológicos, en la histerosalpingografía y en las angiografías por catéter.

La mayor parte de estos estudios con contraste se realizan en un aparato de rayos X que posee una mesa de exploración donde se coloca al paciente. Tanto el tubo de rayos X como la mesa pueden moverse a distancia, donde se coloca el observador tras unos cristales plomados (telemando). Para el estudio vascular se utiliza un arco radiológico.

 

Adaptado del libro Radiología e imágenes diagnósticas, de JE Gutiérrez, R Restrepo y JA Soto.