1- Fundamentos Radiológicos

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Fundamentos Radiológicos 
Para darles la bienvenida al Radiodiagnóstico, vamos a explorar los conceptos 
básicos de la ciencia y la tecnología de la imagen por rayos X. Esto incluye el 
estudio de la materia, la energía, el aspecto electromagnético y la radiación 
ionizante. La producción y el empleo de la radiación ionizante como 
instrumento diagnostico definen la base de la radiología. 
Los técnicos radiólogos tratan específicamente con la imagen por rayos X. 
Estos tienen una gran responsabilidad en la realización de exámenes 
radiológicos de acuerdo a normas de radioprotección establecidas para la 
seguridad de los pacientes y del personal médico. 
Cuando un tubo de rayos X produce radiación todas las leyes de la física se 
hacen evidente. La física de la radiología trata de la producción y la 
interacción de los rayos X. 
La radiología es una opción de profesional con grandes oportunidades en 
diversos campos. 
Bienvenidos al campo de la imagen médica. 
Fragmento del libro de Stewart Carly Bushong 
 
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HISTORIA DE LA RADIOLOGIA 
 
La radiología es una de las ramas o especialidades más jóvenes de la medicina, 
y se ha situado entre las más prominentes, porque resuelve uno de los más 
importantes proble89mas médicos: El Diagnóstico. 
En 1895, el físico alemán Dr. Wilhelm Conrad Roentgen que se desempeñaba 
como rector de la Universidad de Wurzburg, observó que cuando los rayos 
catódicos de un tubo de Hittorf-Crokes chocaban con la pared del tubo, se 
producía una fluorescencia en una cartulina impregnada de platino cianuro de 
bario, que casualmente estaba en la zona de trabajo. Supuso que se trataba de 
una nueva clase de radiación (a la que, por su desconocida naturaleza y 
misterioso comportamiento, denominó Radiación X). Experimentó 
sistemáticamente, comprobando que era capaz de atravesar objetos tales 
como cartón, madera, un libro, etc., pero era interpretada en diferente medida 
por otros, como el plomo, el bario o el yeso. Observó, también, que un cuerpo 
complejo, por ejemplo una mano, era transparente en sus zonas musculares, 
pero no en las óseas, distinguiéndose con nitidez los huesos. Esto obligó al 
científico a aislarse del mundo exterior en su laboratorio y grande fue su 
asombro cuando descubrió los huesos de la mano de su esposa en el papel 
fluorescente al interponerla a los Rayos X. Para lo cual, le solicitó a su esposa 
que pusiera su mano entre una placa, donde registraría el resultado bajo los 
rayos X. Esta es la primera radiografía de la historia 
 
http://3.bp.blogspot.com/-IqrhAOtkyZE/UA38ZeZE9xI/AAAAAAAAABU/CspOiQVQy1A/s1600/382px-roentgen-x-ray-von-kollikers-hand.jpg
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Experimentó el efecto de la nueva radiación sobre las placas fotográficas y 
descubrió que las impresionaba lo mismo que la luz visible. En consecuencia, 
determinó que cuando deseaba un documento permanente en sus 
experimentos, era preferible recoger las imágenes fotográficamente. Estas 
experiencias, comunicadas en las sesiones de la Sociedad de Física y Medicina 
de Würzburg del 28 de diciembre de 1895, supusieron el nacimiento de esta 
nueva técnica, esencial, actualmente en la medicina y en la industria: La 
Radiología. Por su descubrimiento, le fue concedido a Roentgen, cinco años 
más tarde, el primer premio Nobel que se otorgó en física. 
En la actualidad, se conoce perfectamente la naturaleza de los rayos X. Se trata 
de una radiación electromagnética similar a la luz visible, a las ondas 
empleadas en radio y televisión para la propagación de sus emisiones, a las 
ondas utilizadas en radar y a las empleadas en otras muchas aplicaciones. 
Se distinguen de ellas por tener una frecuencia de vibración mucho más 
elevada (longitud de onda más corta), que lleva inherente una mayor energía. 
La aplicación de las radiaciones ionizantes (por lo general, rayos X o gamma) 
para producir, a partir de un objeto, una imagen en un material sensible a la 
luz (por lo común, una película radiográfica) se denomina radiografía. 
El propósito de una radiografía es obtener tanta información diagnóstica como 
sea posible y que sea compatible con el requisito de someter al paciente a una 
exposición razonable. Esto obliga a buscar ciertos términos medios. Por 
ejemplo, para aprovechar más eficazmente la energía de los rayos X se utilizan 
por lo general pantallas intensificadoras fluorescentes; éstas convierten la 
energía de los rayos X en luz, y ofrecen la ventaja de reducir el tiempo de 
exposición, aunque esto se logra a costa de la definición o nitidez de la imagen. 
Este volumen trata los principios físicos fundamentales que rigen la producción 
de imágenes radiográficas de alta calidad. 
Nuestro empleo del término calidad de la imagen radiográfica se restringe a la 
relación objetiva que existe entre los principios aludidos y el aspecto de la 
imagen. Este uso no debe confundirse con la calidad diagnóstica de la imagen, 
que toma en cuenta el tipo de información que se pretende obtener, así como 
las necesidades diagnósticas del radiólogo. 
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A medida que se mejoraban los equipos de Rayos X haciéndolos más eficientes 
y seguros se iniciaban otras modalidades de imágenes. 
El progreso de la informática tiene y seguirá teniendo una gran influencia en 
la radiología. En 1972, el británico Hounsfield presenta en Londres el primer 
tomógrafo computarizado, en el cual la imagen no es analógica, como en la 
radiología convencional, sino digital. 
El equipo, que le valió un premio Nobel, fue desarrollado en base a los trabajos 
matemáticos. En 1917, el australiano Radón y el sudafricano, Cormack, en 
1950, estudiaron el comportamiento de la distribución de las dosis de 
radioterapia causada por la heterogeneidad de las regiones del cuerpo. 
La más reciente aportación de la tecnología al diagnóstico por la imagen es la 
resonancia magnética. Su descubrimiento valió el premio Nobel de Física en 
1952 a Bloch y Purcell, pero no fue hasta 1981 que se publicaron los estudios 
de los primeros pacientes sometidos a la técnica de R.M. La gran diferencia de 
la resonancia magnética con todas las otras técnicas radica en que en lugar de 
radiaciones utiliza un pulso de radiofrecuencia y, una vez finalizado el pulso, 
se capta una señal proveniente del paciente, la cual es procesada por un 
equipo computarizado para reconstruir una imagen. 
Una especialidad médica directamente beneficiada del desarrollo de distintas 
modalidades de imágenes, es la Radiología Intervencionista, gracias a la cual 
en los últimos años, se vienen produciendo sustantivos cambios en la conducta 
del médico en relación con el diagnóstico y manejo de muchas enfermedades. 
En la actualidad, gracias al aporte y desarrollo brindado por la computación y 
el Internet se cuenta con la radiología digital. La misma sustituye a la radiología 
convencional brindando excelentes resultados en la aplicación en el área de la 
salud. 
 
 
 
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Conceptos esenciales de la radiología 
En un análisis físico todas las cosas de nuestro entorno pueden clasificarse 
como materia ó energía. 
La Materia es todo aquello que ocupa espacio y tienen masa 
Una característica distintiva principal de la materia es la masa, la cantidad de 
materia contenida en cualquier objeto físico, DESDE UN AUTO HASTA UN 
ATOMO 
Toda la materia conocida está compuesta por unidades microscópicas 
llamadas átomos formados, a su vez, por tres partículas subatómicas 
 
Qué es un átomo? 
 
El átomo es una estructura en la cual se organiza la materia en el mundo físico 
o en la naturaleza. Los átomosforman las moléculas, mientras que 
los átomos a su vez están formados por constituyentes subatómicos como 
los protones (con carga positiva), los neutrones (sin carga) y los electrones. 
(con carga negativa). 
Por ejemplo, imaginemos que tenemos un trozo de hierro. Lo partimos. 
Seguimos teniendo dos trozos de hierro pero más pequeños. Lo volvemos a 
partir, otra vez... Cada vez tendremos más trozos más pequeños hasta que 
llegará un momento, en que si lo volviésemos a partir lo que nos quedaría ya 
no sería hierro, sería otro elemento de la tabla periódica. En este momento, 
podemos decir que lo que nos ha quedado es un átomo, un átomo de hierro. 
 
 
https://energia-nuclear.net/blog/molecula
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/proton
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/neutron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/electron
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DEFINICION DE ATOMO 
De un modo más formal, definimos átomo como la partícula más pequeña en 
que un elemento puede ser dividido sin perder sus propiedades químicas. 
El origen de la palabra átomo proviene del griego, que significa indivisible. En 
el momento que se bautizaron estas partículas se creía que efectivamente no 
se podían dividir, aunque hoy en día sabemos que los átomos están formados 
por partículas aún más pequeñas, repartidas en las dos partes del átomo, las 
llamadas partículas subatómicas. 
PARTES DE UN ATOMO 
El átomo se divide en dos partes: el núcleo y la corteza. El núcleo, a su vez, está 
formado por neutrones (con carga neutra) y protones (con carga positiva). La 
corteza, sin embargo, está formada únicamente por electrones (con carga 
negativa). 
 
Los protones, neutrones y electrones son las partículas subatómicas que 
forman la estructura del átomo. Lo que diferencia a un átomo de otro es la 
relación que se establecen entre ellas. 
Los electrones, de carga negativa, son las partículas subatómicas más ligeras. 
Los protones, de carga positiva, pesan unas 1.836 veces más que 
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/neutron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/proton
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/electron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/proton
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/neutron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/electron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/estructura
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/proton
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los electrones. Los neutrones, los únicos que no tienen carga eléctrica, pesan 
aproximadamente lo mismo que los protones. 
Los protones y neutrones se encuentran agrupados en la parte central del 
átomo formado el núcleo atómico. Por este motivo también se les llama 
nucleones. La energía que mantiene unidos los neutrones y los protones es 
la energía nuclear 
De este modo, la parte central del átomo, el núcleo atómico, tiene una carga 
positiva en la que se concentra casi toda su masa, mientras que en el escorzo 
alrededor del núcleo atómico hay un cierto número de electrones, cargados 
negativamente. La carga total del núcleo atómico (positiva) es igual a la carga 
negativa de los electrones, de modo que la carga eléctrica total del átomo sea 
neutra. 
MOLECULAS 
Definición de molécula en química: una molécula es 
una entidad eléctricamente neutra compuesto de dos o 
más átomos del mismo elemento o elementos 
diferentes, unidos por un enlace químico covalente. 
 
La Energía es la capacidad de hacer un trabajo 
En el sistema internacional SJ se mide en julios (J). En la radiología se usa con 
frecuencia la unidad electronvoltio (eV). 
ENERGIAS – TIPOS: 
 
ENERGIA POTENCIAL- es la capacidad de realizar un trabajo en virtud de la 
posición que ocupa 
ENERGIA CINETICA- es la capacidad de realizar un trabajo debido al 
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/electron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/neutron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/proton
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/neutron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/nucleo-atomico
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/nucleo-atomico
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/electron
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo/nucleo-atomico
https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/atomo
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movimiento al que se está sometiendo en ese momento 
ENERGIA QUIMICA- es la energía que se libera con una reacción química 
ENERGIA ELECTRICA - es el trabajo que se realiza cuando un electrón o una 
carga eléctrica se mueve entre 2 puntos de distinto potencial 
ENERGIA TERMICA- es la energía del movimiento en el nivel atómico y 
molecular 
ENERGIA NUCLEAR- es la energía contenida en el núcleo de los átomos. La 
liberación y el uso de esa energía se controlan en centrales nucleares. 
ENERGIA ELECTROMAGNETICA- es el transporte de energía a través del 
espacio como una doble onda. Es quizás la forma menos familiar de energía. 
Sin embargo es la más importante para nuestro objetivo, ya que es el tipo de 
energía que se utiliza en la obtención de las imágenes por Rayos X. 
 
Así como la materia puede transformarse de un tamaño a estado y forma a 
otros, también la energía puede convertirse de un tipo a otro. Por ejemplo, 
en Radiología la energía eléctrica en un sistema de imagen de rayos X se 
utiliza para producir energía electromagnética (el rayo X), que se convierte en 
energía química en la película radiografica o en una señal eléctrica en un 
receptor de imagen digital. 
Demos ejemplos de masa y energía: AGUA HIRVIENDO posee masa y energía 
térmica 
La ecuación de equivalencia masa – energía de Einstein en su teoría de la 
relatividad 
 donde E es energía, m es masa y c es la velocidad de la radiación 
electromagnética (luz) en el vacío 
 
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La Energía emitida y transferida en el 
espacio se denomina Radiación. 
ENERGIA ELECTROMAGNETICA 
CARACTERISTICAS DE LAS ONDAS ELETROMAGNETICA 
La onda o radiación electromagnética se propaga en línea recta 
Transportan su energía por el aire, no necesitan ningún otro soporte 
No posee masa, son invisibles y eléctricamente neutros 
Todas las radiaciones se propagan a la misma velocidad, que es la velocidad 
de la luz 
Las radiaciones electromagnéticas atraviesan la materia, siendo su capacidad 
menor cuando mayor es la densidad de la materia 
• Como cualquier otro fenómeno ondulatorio, las ondas 
electromagnéticas pueden sufrir procesos de reflexión, refracción, 
difracción y fenómenos de interferencia. 
• Frecuencia: es el número de oscilaciones por segundo, y se mide en 
Hertzios. los Rx tienen una frecuencia de 10 Hz 
• Longitud de onda: es la distancia entre dos puntos en los que el 
campo magnético y eléctrico alcanzan su valor máximo (cresta). Se 
mide en metros y si la longitud de onda es muy pequeña, se mide en 
Armstrong. (Aº = 10 -10 m.) Los Rx tiene una longitud de onda pequeña 
• Periodo: T, es el tiempo en que se realiza una oscilación completa, se 
mide en segundos. 
• - Si consideramos una onda electromagnética el producto de su 
longitud por su frecuencia es siempre constante y se llama VELOCIDAD 
DE PROPAGACION y se mide en m/s y más o menos la velocidad de los 
Rx es de 300.000 km/s. De esta fórmula decimos que la longitud de 
onda y la frecuencia son inversamente proporcionales 
Velocidad: Ì, es la velocidad a la que se transmiten las ondas 
electromagnéticas en elvacío. Es la velocidad de la luz: Ì = 3 · 10 8 
m/seg.(SI) 
• Amplitud: es la altura de una onda. 
• Energía: Î, en las ondas electromagnéticas, la energía se transporta 
concentrada en pequeños paquetes energéticos llamados cuantos o 
fotones. Î fotón = h · ¦ = h · (Ì ¸ l). Siendo h la constante de Planck = 6,62 
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· 10-34 jul · seg. La energía de un fotón es directamente proporcional a 
la frecuencia, e inversamente proporcional a la longitud de onda. La 
medida de energía en radiodiagnóstico, es decir, la energía de los 
fotones electromagnéticos se mide en kiloelectrovoltios =kev. I ev es la 
energía que adquiere un electrón acelerado en un campo eléctrico de 
un voltio 
 
 
 
 
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La radiación es transferencia de energía. 
La materia que intercepta la radiación y absorbe parte o la totalidad de la 
misma se denomina expuesta o irradiada Ej. Un cuerpo expuesto al sol esta 
irradiado con UV. Durante una exploración radiológica el paciente es expuesto 
a los Rayos X. se dice que el paciente esta irradiado 
La radiación ionizante es un tipo especial de radiación que incluye los rayos 
X. Radiación ionizante es cualquier tipo de radiación capaz de retirar un 
electrón orbital del átomo con el que interacciona. Este tipo de interacción de 
la radiación con la materia se denomina Ionización. 
 
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IONIZACION 
En los choques de partículas contras electrón, la energía transferida es 
superior a la energía de enlace del electrón colisionado esto abandona el 
átomo y se crea un ion positivo de ahí se crea pares de ion – electrón esto es 
ionización primaria si tiene energía necesaria para producir nuevas 
ionizaciones es ionización secundaria 
Si la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización 
en el medio que atraviesa (extrayendo los electrones de sus estados ligados 
al átomo), se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario se habla 
de radiación no ionizante 
La radiación ionizante es un tipo de energía liberada por los átomos en 
forma de ondas electromagnéticas o partículas. Las personas están expuestas 
a fuentes naturales de radiación ionizante, como el suelo, el agua o la 
vegetación, así como a fuentes artificiales, tales como los rayos X y algunos 
dispositivos médicos. 
Las radiaciones ionizantes son aquellas radiaciones con energía suficiente 
para ionizar la materia, extrayendo los electrones de sus estados ligados al 
átomo 
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Las radiaciones se pueden clasificar como ionizantes y no 
ionizantes. 
 Existen dos tipos de radiación ionizante, una de naturaleza 
electromagnética (rayos X, rayos gamma) y otra, constituida por partículas 
(alfa, beta y neutrones). Las radiaciones electromagnéticas de menor 
frecuencia que la necesaria para producir ionización, como lo son, la 
radiación ultravioleta (UV), visible, infrarroja (IR), microondas y 
radiofrecuencias, hasta los campos de frecuencia extremadamente baja 
(ELF), comprenden la región del espectro conocida como radiación no 
ionizante. 
 
 
 
Algunos de los ejemplos de radiacion ionizante de particulas 
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Los Rayos X: Bases de formación de la Imagen 
Origen: 
Los Rayos X forman parte del espectro de radiaciones electromagnéticas, al 
igual que las ondas eléctricas y las de radio, (éstos en un extremo), y los rayos 
infrarrojos, los visibles, y los ultravioleta (en la zona media), situándose, junto 
a los rayos cósmicos, al otro extremo del espectro. 
Los Rayos X se originan cuando los electrones inciden con muy alta velocidad 
sobre la materia y son frenados repentinamente. Se produce así la radiación 
X, de muy distintas longitudes de onda ("espectro continuo"), debido a la 
diferente velocidad de los electrones al chocar. Si la energía del bombardeo 
de electrones es mayor todavía, se producirá otro tipo de radiación, cuyas 
características dependerán del material del blanco ("radiación 
característica"). La diferente longitud de onda de la radiación determina la 
calidad o dureza de los rayos X: cuanto menor es la longitud de onda, la 
radiación se dice más dura, que tiene mayor poder de penetración. A lo 
contrario se denomina "radiación blanda". 
 
 
 
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Propiedades de los rayos X: 
1. Poder de penetración: los rayos X tienen la capacidad de penetrar en 
la materia. 
2. Efecto luminiscente: los rayos X tienen la capacidad de que al incidir 
sobre ciertas sustancias, éstas emitan luz. 
 3. Efecto fotográfico: los rayos X tienen la capacidad de producir el 
ennegrecimiento de las emulsiones fotográficas, una vez revelada y fijadas. 
Esta es la base de la imagen radiológica 
 4. Efecto ionizante: los rayos X tienen la capacidad de ionizar los gases 
(Ionización: acción de eliminar o añadir electrones). 
 5. Efecto biológico: son los efectos más importantes para el hombre, y se 
estudian desde el aspecto beneficioso para el ser humano en la Radioterapia, 
y desde el negativo, intentando conocer sus efectos perjudiciales, en la 
Protección Radiológica. 
 
CARACTERISTICAS DE LOS RX 
 Los rayos x viajan en línea recta 
 Los rayos x no posee carga ni masa por lo tanto no son desviados por 
campos eléctricos ni magnéticos 
 Pueden descargar objetos cargados eléctricamente 
 Pueden ionizar gases puede generar iones eléctricamente 
 Los rayos x son invisibles 
 Los rayos x pueden transportar algunos materiales 
 Los rayos x son ondas electromagnéticas de una naturaleza similar a la 
de la luz, pero con un poder de penetración y energía mucho mayor y 
al ser ondas electromagnéticas están constituidas por fotones que lo 
transportan a través del espacio, viajan a la velocidad de la luz que se 
propagan en el vacío. 
 
 
 
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La absorción de los rayos X por el organismo humano, 
depende a su vez: 
 1.Del tipo de radiación utilizada: Con tensiones de 40-60 Kv en el tubo de 
rayos X, se produce una radiación blanda que es fácilmente detenida por el 
organismo, con lo que se requieren dosis más altas de radiación para el 
ennegrecimiento de la película o para producir luminiscencia en la pantalla 
radioscópica. Con tensiones de 80-100 Kv (radiación dura), se consigue una 
mayor penetración en el organismo y por lo tanto se precisan menos dosis de 
radiación X para conseguir el ennegrecimiento de la película radiográfica. 
2. Del espesor y densidad del medio atravesado, ya que cuanto mayor es el 
espesor y/o la densidad del medio atravesado, más resistencia presenta a 
dejarse atravesar por los rayos X, factor que puede ser solventado aplicando 
una radiación más dura o más blanda, según las circunstancias de cada tipo 
de radiografía. 
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3. Del número atómico del absorbente, puesto que según el número 
atómico Z que tengan las estructuras o grupos de estructuras orgánicas 
atravesadas, así corresponderán al “aire orgánico ”o “partes blandas” del 
organismo” (elementos como el hidrógeno (Z=1), el carbono (Z=6), el 
nitrógeno (Z=7), o el oxígeno (Z=8), que darán en la placa radiográfica 
densidades radiológicas de “aire” o “agua”. 
 Los elementoscon número atómico más alto, como el fósforo (Z=15) o el 
calcio (Z=20), corresponden a estructuras orgánicas óseas y darán una 
densidad radiográfica ósea o cálcica. Y por fin, los elementos con número 
atómico muy alto, como el yodo (Z=53) o el bario (Z=56), se utilizan para 
fabricar sustancias de contraste y darán una densidad radiológica mucho más 
alta en la radiografía, ya que son opacas totalmente al paso de los rayos X, y 
se verán blancas en la placa radiográfica.