DIAGNÓSTICO POR IMÁGENES I

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DIAGNÓSTICO POR IMÁGENES I 
PRINCIPIOS FISICOS 
EN LA FORMACIÓN DE LAS IMAGENES MÉDICAS 
El Diagnóstico por Imágenes consiste en aplicar un tipo y cantidad de energía determinada (rayos X, ultrasonido, 
ondas de radiofrecuencia, etc.) sobre el cuerpo humano, en particular en una parte que se desea estudiar, analizar la 
interacción de la energía con el cuerpo y finalmente mostrar esa interacción en forma de una Imagen o Registro Gráfico 
que expresará el estado de la salud o enfermedad de los diferentes órganos y tejidos como si fuese un preparado 
anatómico o anatomopatológico “virtual”. Esquemáticamente los distintos métodos de diagnóstico por imágenes cumplen 
tres etapas básicas para la obtención de la Imagen: 
1. Recolección de datos: Sitio donde se realiza la interacción de una cantidad determinada y conocida de energía 
con el cuerpo o región en estudio para su posterior lectura (Rayos X, Ultrasonido, Ondas de radiofrecuencia, etc.) 
Esta etapa suele realizarse en salas dedicadas con aislación o protección, dependiendo del principio físico 
empleado. 
2. Procesado de datos: Transformación en electricidad de la interacción de la energía recibida con el paciente, su 
envío y análisis por medio de computadoras a fin de sistematizar la información y ordenarla en planos 
bidimensionales y tridimensionales. 
3. Visualización y archivo: Registro gráfico de los datos en pantallas que permiten su mejoramiento (contraste, 
brillo, sustracción, etc.) y documentación de los mismos en celuloide, papel e información digital. 
 
RADIOLOGÍA CONVENCIONAL. 
La radiología convencional se basa en el uso de los rayos X para la obtención de imágenes médicas. 
Génesis rayos x 
Dentro de un tubo de vidrio al vacío, una corriente eléctrica calienta un filamento (cátodo), formándose una nube 
de electrones alrededor de este, denominándose efecto Edison. Esta nube electrónica es sometida a una diferencia de 
potencial elevada que puede llegar hasta 150 KV, los electrones del cátodo situados en la nube electrónica, son dirigidos 
bruscamente hacia el polo opuesto (ánodo). A mayor diferencia de potencial entre cátodo y ánodo se generarán: 
Electrones más rápidos RX de mayor energía Mayor poder de penetración. Este "choque" electrónico origina 
una serie de fenómenos físicos. Gran parte de la desaceleración electrónica al interactuar con el ánodo, se transforma en 
calor y solo una pequeña fracción inferior al 1% de la energía se transforma en rayos X. Dos mecanismos diferentes de 
interacción, entre los electrones del cátodo y los átomos del ánodo, explican la génesis de los rayos X. 
 Frenamiento 
 Expulsión de electrones de capa K 
El fenómeno de frenamiento se produce por simple desaceleración influenciado por el campo eléctrico nuclear de 
los átomos del ánodo. La energía cinética perdida es transformada en radiación X. Rayos X característicos son 
generados por la expulsión de un electrón de la capa K de los átomos constituyentes del ánodo. Un electrón de la capa L, 
energéticamente mayor, desciende a la capa K de menor energía. La diferencia de energía es transformada en radiación 
X. 
Entre las propiedades fundamentales de los rayos X, se encuentran: 
 Capacidad de penetración. 
 Capacidad fluorescente, de ennegrecimiento de ciertas emulsiones, efecto luminiscente y fotográfico. 
 Efecto ionizante 
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 Efecto biológico. 
La energía cinética electrónica en el impacto es transformada en calor en más de 99%. Para disipar dicho calor y 
evitar que el ánodo se funda, se requiere de un sistema de enfriamiento por circulación de aceite refrigerante alrededor 
del ánodo. También se emplea para la disipación del calor ánodos giratorios, que multiplican la posición de la mancha 
focal en 360° reduciendo el impacto puntual a una zona que continuamente cambia. 
 
Formación de Imágenes – Imagen Latente 
Los rayos X emitidos por el tubo, constituyen el haz primario. El haz primario al llegar al espécimen lo penetra. Los 
distintos componentes del organismo absorben en manera diferente las radiaciones. La radiación emergente presentará 
diferencias de intensidad según la zona que ha atravesado. Los tejidos muy densos, como el hueso detendrán los rayos 
en forma más notoria que los menos densos como los parénquimas. El aire presenta muy poca interacción con los rayos 
X, siendo atravesado con mínima pérdida de energía. El haz emergente o atenuado posee la información que formará la 
imagen. La imagen previa a ser impresa se denomina imagen latente. En el cuerpo humano, las diferentes absorciones 
de los tejidos a los rayos X, se reúnen en cinco tipos básicos de densidades: metal, calcio, agua, grasa y aire. El cuerpo 
humano quedará simplificado a estas 5 densidades y a una imagen plana, bidimensional. 
Al exponer el espécimen, parte de la radiación es desviada, constituyendo la radiación dispersa o secundaria. Este 
tipo de radiación tiende a degradar las imágenes. La radiación secundaria es detenida mediante un dispositivo 
denominado rejilla antidifusora. La imagen latente es recogida de diferentes maneras: 
 Impresionando una película - placa o película radiográfica. 
 Generando imágenes por fluorescencia - radioscopía. 
 Generando impulsos eléctricos - digitalización. 
 
 Película radiográfica: las películas radiográficas se constituyen de un soporte de celulosa o plástico, recubiertas 
de una emulsión fotográfica, generalmente de bromuro de plata. Esta emulsión es sensible a la luz visible y a los rayos X. 
Las zonas que recibieron mayor cantidad de radiación aparecerán ennegrecidas luego del revelado. 
 Las placas radiográficas se colocan dentro de receptáculos individuales totalmente cerrados llamados chasis, 
que impiden que se expongan a la luz visible ambiente. En su interior los chasis poseen unas láminas denominadas 
pantallas reforzadoras con propiedades fluorescentes. Estas pantallas cuando son penetradas por los rayos X, emiten 
una luz azul. Mediante esta luz se generan imágenes más nítidas que aquellas logradas con el efecto fotográfico directo 
de los rayos X, requiriendo además una menor dosis de radiación. 
 Pantalla fluorescente - Intensificador de imágenes: cuando la radiación emergente del paciente impacta una 
pantalla de material fluorescente, (como el sulfuro de zinc y cadmio) es transformada en luz visible. Este fenómeno 
permite el estudio de los diferentes movimientos del cuerpo y se denomina fluoroscopía. Estas pantallas fluorescentes y 
la fluoroscopía tradicional han sido abandonadas. Requieren una gran cantidad de radiaciones para una calidad 
mediocre de imágenes. 
Actualmente se utiliza el intensificador de imágenes. Este consiste en un tubo en el que primeramente se 
transforma la radiación emergente del paciente en luz visible utilizando una pantalla fluorescente que brillará 
proporcionalmente a la radiación recibida. En íntimo contacto se encuentra una capa de metal que libera electrones 
proporcionalmente a la luz emitida por la pantalla. Estos electrones así liberados son acelerados hacia una segunda 
pantalla fluorescente, aumentando aún más su brillo. La pantalla de salida admite cámaras de cine, conexiones de 
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televisión y vídeo. Las ventajas son significativas. La calidad de imagen es excelente utilizando dosis de radiación 
menores permitiendo la observación con luz natural o simple penumbra. 
 
Radiología Digital Directa– Radiología Computarizada o Indirecta 
La imagen latente puede registrarse en forma digital a través de dos sistemas, la radiología digital y la radiología 
computarizada o indirecta. La radiología digital (DR) consiste en capturar el haz emergente a través de detectores que 
transforman los rayos X en impulsos eléctricos. La radiología computarizada (CR) consiste en capturar el haz emergente 
a través de un chasis especial con pantallas fluorescentes que mantienen la imagen latente. Luegoesta imagen latente 
es analizada por un lector de luminiscencia y transformada en una imagen digital, teniendo la ventaja de procesar y 
obtener los datos con mayor rapidez y, por ende, hacer más eficiente los servicios de d(x) por imágenes. 
1. Sistemas de detección: de acuerdo a las características y el número de detectores, los sistemas de 
radiología digital se clasifican en tres grupos: areales, lineales y puntuales. 
 Areales: La radiación es detectada simultáneamente en una gran superficie de aproximadamente 40 cm de 
lado, se denominan paneles planos, es la empleada en el equipamiento actual. 
 Lineales: Este sistema detecta solo una banda de 1 mm de espesor por vez. La longitud de la banda 
puede llegar a 50 cm. La línea de detectores así como el tubo se desplazan realizando nuevas 
adquisiciones. La suma de múltiples adquisiciones lineales obtienen una superficie, una imagen. 
Los transductores están compuestos por pequeñas cámaras de ionización de xenón. Estas son pequeños 
volúmenes, en las cuales existe una diferencia de potencial en los extremos de la cámara. En estado de reposo no hay 
pasaje de corriente entre cátodo y ánodo ya que el gas es neutro. Los rayos al llegar al detector ionizan el gas 
permitiendo el pasaje de corriente eléctrica. Esta será proporcional a la cantidad de radiación, que llega a cada detector 
2. Procesado de datos. Pixel y Formación de una Matriz: la imagen radiográfica convencional es una 
imagen analógica, existe una gama continua de tonalidades de grises o de colores. La digitalización 
consiste en expresar dicha gama de tonalidades o colores de manera discreta, fragmentando la imagen en 
pequeñas unidades y asignándoles a cada una un valor determinado, de tal manera se obtiene la misma 
imagen, pero compuesta por la sumatoria de múltiples valores discretos diminutos en vez de continuos. 
Cada uno de los fragmentos se denomina pixel y corresponde a la menor unidad de información. El 
número de pixel determinará la calidad de la imagen. Cada unidad de información o PIXEL representa un 
pequeño volumen estudiado del paciente, ese volumen se denomina VOXEL. 
3. Visualización y archivo: el proceso de digitalización de imágenes supone una fragmentación de la misma 
en un número importante de pixel, a mayor número de pixel mayor será la resolución de la imagen La 
información recibida del haz emergente sobre una pantalla digitalizadora es traducida en señal eléctrica. 
Estas son enviados a un ordenador el cual permite recomponer la imagen en una matriz, otorgando un 
tono de gris o color determinado a cada pixel según la cantidad de pulsos recibidos. Finalmente se 
imprime la imagen en un film radiográfico para su análisis. 
 
ANGIOGRAFÍA POR SUSTRACCIÓN DIGITAL 
Este procedimiento es un derivado y una de las principales aplicaciones de la digitalización de imágenes, dando 
origen a la sustracción. Las exploraciones vasculares por tratarse de procedimientos cruentos, necesitan particularmente 
de rapidez y gran calidad de imágenes. El principio físico de la DR y la angiografía por sustracción digital (ASD) es similar 
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en varios pasos a la radiología convencional. El tubo de rayos X emite una cantidad determinada de radiación, esta 
interactúa con el paciente siendo atenuada de manera diferente según las regiones anatómicas que atraviesa. 
Se efectúa una radiografía digital de la región de interés--> imagen basal. La 
computadora invierte esta imagen haciendo que los elementos constitutivos de la 
imagen de tonalidad blanca aparezcan negros y viceversa--> máscara. Luego se 
administra un producto de contraste iodado, de alta densidad y poder atenuante de los 
rayos X. Este elemento es lo único que difiere de la imagen basal y su máscara--> 
imagen contrastada. Finalmente la computadora realiza una adición de la máscara con 
la imagen contrastada. El resultado es la desaparición de todos los elementos que 
estaban presentes previamente, persistiendo solamente el nuevo elemento, el medio 
de contraste vascular. 
 
TOMOGRAFIA LINEAL 
Constituye una técnica especial en la utilización de 
los rayos X. El principio fundamental es el movimiento coordinado del tubo de rayos X y la 
película radiográfica. Los movimientos son en sentido opuesto, eligiendo el operador el eje 
de desplazamiento. Esto tiene por objeto borrar todos los planos que se encuentran por 
encima y debajo del plano-eje de desplazamiento. Los tipos de movimiento más utilizados son los lineales e 
hipocicloidales. Las aplicaciones clínicas fundamentales son la obtención de imágenes de áreas anatómicas que 
normalmente aparecen superpuestas a otras regiones, haciendo dificultoso su análisis radiológico convencional. 
 
TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTADA 
Recolección de datos 
La etapa inicial incluye un tubo de rayos X, que no difiere sustancialmente de un tubo tradicional. El mismo está 
montado en una corona rotativa, la cual puede girar alrededor de un área donde se colocará el paciente. En oposición al 
tubo de rayos existen una serie de detectores, con capacidad de transducir los rayos en corriente eléctrica. El conjunto 
del estativo donde se aloja el tubo de rayos X y los detectores se denomina "gantry". Un haz finamente colimado es el 
que emerge del tubo constituyendo el haz o radiación primaria. El tubo gira alrededor del paciente emitiendo rayos X, los 
cuales incidirán de múltiples posiciones. Esto determina una exploración en forma de “rodaja” al cual se denomina 
"corte". La radiación atraviesa el paciente siendo atenuada de diferente manera según los tejidos que recorre. El haz 
resultante o atenuado es el que interactúa con los detectores quienes lo transducirán en 
corriente eléctrica. 
 
Clasificación de los equipos de T.C 
Los equipos se han clasificado de acuerdo al modo de giro del tubo de rayos X, al 
número de detectores y su ubicación. 
 Primera generación: el tubo realiza un movimiento complejo de traslación, momento en que emite rayos X. 
Luego rotación hasta alcanzar una nueva posición, donde mientras se traslada, emite nuevamente rayos. 
Un solo detector acompaña los movimientos de traslación y rotación del tubo. El tiempo de exploración es 
de algunos minutos por corte. 
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 Segunda Generación. se utilizan múltiples detectores. Los movimientos de rotación son mayores. Se 
reduce a algunas decenas de segundos el tiempo de exploración. 
 Tercera Generación: rotación continua del tubo de rayos X y simultánea de múltiples detectores. El tiempo 
de exploración es de algunos segundos. 
 Cuarta Generación: Rotación contínua del tubo de rayos X. Presencia de una corona de múltiples 
detectores fijos. El tiempo de exploración es de algunos segundos. 
Los equipos de T.C. actuales pertenecen a tercera y cuarta generación, presentando una similar calidad de 
imágenes y tiempo de exploración. 
 
Procesado de los datos 
El procesado de los datos es realizado por una computadora. Esta divide la región en estudio, constituida por cada 
corte del paciente, en una matriz de Pixel. Los datos recogidos en las diferentes posiciones del espacio permiten obtener 
una serie de valores, que resultan de la adición de todos los pixel en cada línea y columna. La computadora calcula 
rápidamente los valores incógnitas de cada uno de los pixel. Este procedimiento se denomina reconstrucción. 
 
Visualización y Archivo 
La etapa final es realizada nuevamente por la computadora. Ésta asigna un tono de gris a 
cada valor obtenido en cada unidad de información o pixel. La suma de diferentes tonos de grises 
proporcionales a los valores obtenidos formarán la imagen. Los valores de cada pixel se asignan 
en Unidades Hounsfield, siendo sus límites: -1000 para el aire (negro) y +1000 para el calcio 
(blanco). El cero representa la densidad agua, apareciendo de tonalidad gris. 
Todo tejido que posea atenuaciones diferentes a los rayos X aparecerá con densidades diferentesde los otros que 
lo rodean, permitiendo cierto grado de caracterización tisular. 
El registro se realiza en CD, papel, películas radiográficas fotosensibles, constituyendo el documento que se 
entrega para su análisis médico. Las imágenes pueden archivarse igualmente en CD o discos ópticos. Esto permite su 
estudio posterior, incluso luego de varios años. 
Finalmente, los estudios por T.C. pueden realizarse antes y después de la administración de material de contraste 
iodado. Éste, al ser de alta densidad, realza los valores de unidades Hounsfield de los tejidos vascularizados, 
haciéndolos más densos. 
 
TOMOGRAFIA COMPUTADA HELICOIDAL Y MULTICORTE 
Tomografía Computada Helicoidal 
Una evolución en la modalidad de TC se desarrollo en la década de 1990, para 
aumentar la velocidad de adquisición, la Tomografía helicoidal. Los tomógrafos 
computados clásicos realizan sus cortes en diferentes posiciones de la camilla y del 
paciente. El conjunto de "rodajas" estáticas, conforman el examen diagnóstico. La 
adquisición helicoidal incluye una rotación continua del tubo de rayos y un 
desplazamiento simultáneo y sincronizado de la camilla de exploración. La suma de 
ambos movimientos genera un corte helicoidal, como un tirabuzón. Esto permite explorar grandes volúmenes en un 
tiempo reducido. Los tomógrafos capaces de adquirir en forma helicoidal pertenecen a tercera y cuarta generación. 
 
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Tomografía Computada Multicorte 
Recientemente se incorporó a la tecnología helicoidal, un mayor número de filas de detectores. De tal manera que 
en cada giro del tubo de rayos X se adquieren hasta 320 “rodajas” en forma simultánea. Esto permite realizar en 
segundos la exploración de un área extensa como el abdomen o el tórax, con alta calidad de imagen y cortes finos. Con 
esta tecnología se realizan estudios vasculares de alta precisión, incluso de arterias complejas como coronarias o 
digestivas. 
Con cortes “finos” de hasta 0,5 mm de espesor, se obtienen de voxeles isotrópicos, lo que significa que son 
geométricamente iguales y similares al tamaño del píxel. De tal manera se obtienen cortes axiales, coronales, sagitales 
de igual calidad. La adquisición con estas características permiten un análisis de un volumen, ya no de rodajas, 
permitiendo reconstrucciones tridimensionales de alta calidad. 
 
TOMOGRAFIA COMPUTADA POR EMISION MONOFOTONICA (SPECT) 
La tomografía por emisión monofotónica es un método de Medicina Nuclear que utiliza principios similares a los de 
T.C. luego de la administración de radionucleídos. Los nucleidos más utilizados son el Tc99 y el I131. Los fotones son 
fotones de radiación gamma. La cámara de rayos gamma se gira alrededor del paciente. Se adquieren imágenes en 
ángulos definidos, típicamente cada 3-6 grados. En la mayoría de los casos se realiza una rotación completa de 360 
grados que permite una reconstrucción tridimensional óptima. Cada imagen tarda típicamente 15-20 segundos, con lo 
que el proceso completo tarda de 15 a 20 minutos. Se pueden utilizar también cámaras gamma con varios cabezales 
para acelerar el proceso. El cristal detector gira alrededor del paciente recibiendo información desde diferentes ángulos. 
Las radiaciones recogidas por el cristal, de cada "rodaja" del paciente, es procesada al igual que en T.C., por medio de 
retroproyección, creando una matriz digital de 128 a 320 líneas y columnas. Los cálculos son realizados por potentes 
computadoras. 
 
TOMOGRAFIA POR EMISION DE POSITRONES (PET) 
Es un estudio de Medicina Nuclear y consiste en un equipo que posee detectores por centelleo dispuestos 
alrededor de la zona en estudio y especialmente adaptados para recoger rayos gamma de una energía de 0,51 Mev. Los 
nucleídos utilizados son emisores de partículas beta+ de vida media muy corto. La radiación detectada es la producida 
por aniquilamiento al interactuar la partícula b+ con un electrón periférico de otro átomo circundante. Solo si dos 
detectores opuestos reciben en forma simultánea los rayos gamma, la información es considerada como verdadera, de 
esta manera se evita las radiaciones parásitas. 
El nucleído más utilizado es el Fl18 unido a la glucosa. Los tejidos tumorales son metabólicamente más activos 
que los normales, por lo tanto lo habitual es que sean hipercaptantes. 
 
Detectores 
El principal inconveniente es la vida media muy corta de los radionucleídos, que necesita de instrumentos 
generadores como ciclotrones próximos a los sitios donde se realizan los estudios. Actualmente se emplea en 
combinación con TC multislice realizándose fusiones de estudios. La TC provee información morfológica de alta calidad, 
en tanto que el PET ofrece información metabólica detectando lesiones pequeñas no visibles a las imágenes 
morfológicas.