Procedimientos de diagnóstico por imagen

La radiología es un procedimiento firmemente establecido en la medicina para representar visualmente los órganos internos y el esqueleto. La base de este método es el uso de los rayos X. Se trata de ondas electromagnéticas cuya longitud de onda se sitúa entre la radiación ultravioleta y la radiación gamma y que, debido a su capacidad para expulsar electrones de los átomos, pertenecen a las llamadas radiaciones ionizantes.

Los rayos X fueron descubiertos en 1895 por Wilhelm Conrad Röntgen en el Instituto de Física de la Universidad de Würzburg y recibieron su nombre en su honor.

Debido al efecto ionizante y, por tanto, potencialmente dañino para las células de los rayos X, debe existir una indicación médica justificada; es decir, el beneficio del examen debe ser mayor que el riesgo. Especialmente en niños y mujeres embarazadas, las radiografías deberían evitarse siempre que sea posible.

Para poder utilizar los rayos X de forma específica en el diagnóstico médico, estos se generan en un llamado tubo de rayos X. Mediante una alta tensión de calentamiento en el cátodo (polo negativo), se liberan electrones con carga negativa del material del cátodo, generalmente tungsteno. Debido a la fuerte diferencia de potencial entre el cátodo (polo negativo) y el ánodo (polo positivo), los electrones son acelerados intensamente hacia el ánodo.

Cuando los electrones impactan contra el ánodo, se frenan bruscamente, liberando energía -la llamada radiación de frenado- que se emite en forma de rayos X.

Cuando los rayos X atraviesan el tejido, son absorbidos en distinta medida según el tipo de tejido.

En un aparato clásico de rayos X, frente al tubo de rayos X, se encuentra una película radiográfica que se enegrece al recibir la radiación. La parte del cuerpo del paciente que se desea examinar se coloca entre el tubo y la película.

Dependiendo de cuánta radiación haya sido absorbida por los tejidos corporales, la película aparece más o menos oscura. De esta manera se obtiene una imagen negativa del tejido examinado. Por ejemplo, los huesos, que absorben gran cantidad de radiación, aparecen más claros que los tejidos blandos, que absorben menos.

Como la radiografía es solo una imagen bidimensional, los órganos examinados aparecen superpuestos. Por ello, para determinar con precisión la localización de una posible anomalía, las radiografías suelen realizarse en al menos dos planos.

En una radiografía clásica, la parte del cuerpo que se va a examinar se expone brevemente a los rayos X y la imagen obtenida representa únicamente una instantánea.

En la fluoroscopia moderna, la imagen ya no se genera sobre una película radiográfica, sino digitalmente mediante un detector. Esto permite mantener la radiación durante más tiempo y obtener imágenes en movimiento. Además, en este sistema las estructuras que absorben mucha radiación aparecen en negro; es decir, no se trata de una imagen negativa, sino positiva.

Este procedimiento se utiliza, por ejemplo, en la angiografía (la representación de los vasos sanguíneos) o también durante una operación para posicionar correctamente implantes.

La radiografía se utiliza con frecuencia para examinar estructuras óseas o como primera herramienta diagnóstica.

En una tomografía computarizada, los órganos internos también se representan mediante el uso de rayos X. Sin embargo, a diferencia de la radiografía convencional, no se obtiene una imagen bidimensional, sino imágenes en cortes o secciones del cuerpo.

Para poder captar estas imágenes seccionales, el gantry (un gran anillo que contiene el tubo de rayos X y en el lado opuesto, el detector) gira muy rápidamente alrededor del paciente mientras este se desplaza de forma continua a través del equipo de TC.

En cada rotación se realizan radiografías desde todos los ángulos alrededor del paciente, generando así una imagen en corte, como si fuera una “rebanada” del cuerpo. Después, la camilla sobre la que se encuentra el paciente avanza unos pocos milímetros para poder captar la siguiente “rebanada”.

Al comienzo de la tomografía computarizada, las “rebanadas” eran todavía muy gruesas y entre ellas quedaban capas de tejido que no eran registradas. Desde el desarrollo del primer equipo de TC en 1972, cuya mesa permanecía fija, se han producido continuos avances tecnológicos que han permitido obtener cortes cada vez más finos y realizar adquisiciones continuas, capaces de detectar incluso las alteraciones más pequeñas.

Actualmente también es posible registrar varias capas durante una sola rotación y, además, mediante el uso de múltiples tubos de rayos X, reducir aún más el tiempo de exploración. Por ello, hoy en día, puede realizarse un escaneo corporal completo en solo unos segundos.

Otro objetivo importante de los nuevos desarrollos, es seguir disminuyendo la dosis de radiación.

Con ayuda de la tomografía computarizada pueden visualizarse claramente tanto los huesos como los órganos internos en cortes transversales. Especialmente en traumatología, la corta duración del examen permite obtener rápidamente una visión general de lesiones internas y/o hemorragias.

Mediante cálculos informáticos también es posible generar simulaciones tridimensionales del cuerpo a partir de las imágenes bidimensionales en cortes, lo que permite representar mejor órganos, huesos o tumores muy ramificados.

A diferencia de la radiografía y la tomografía computarizada (TC), en la resonancia magnética no se utiliza radiación X ni ninguna otra radiación ionizante, sino que se generan imágenes en cortes mediante un potente campo magnético y ondas de radio. Hasta ahora no se han descrito efectos secundarios a largo plazo, por lo que la RM se considera un método de exploración muy seguro y suave.

Las desventajas son únicamente la duración relativamente larga del examen (aproximadamente entre 15 y 30 minutos) y el ruido durante la exploración. Además, antes del examen debe asegurarse que el paciente no tenga metales ferromagnéticos en el cuerpo o en la superficie, por ejemplo en forma de implantes.

La base de la resonancia magnética, también llamada tomografía por resonancia magnética o imagen por resonancia magnética, es el llamado “spin nuclear”. Este se refiere a la propiedad de los protones, por ejemplo los del hidrógeno, de girar sobre su propio eje y generar así un pequeño campo magnético.

En condiciones normales, los protones de los átomos de hidrógeno están desordenados. Sin embargo, cuando se encuentran en un campo magnético fuerte, como el generado en un equipo de RM, se alinean de forma paralela o antiparalela, similar a una aguja de brújula. Este proceso se denomina precesión.

La frecuencia con la que los núcleos atómicos giran alrededor del eje del campo magnético se llama frecuencia de Larmor y se encuentra en el rango de las radiofrecuencias. Mediante un pulso de radiofrecuencia que coincide con la frecuencia de Larmor, los átomos de hidrógeno se excitan, se alinean de forma uniforme y quedan “en fase”.

Cuando se apaga el pulso de radiofrecuencia, los protones vuelven a su estado original: este proceso se denomina relajación.

Existen dos tipos de relajación que ocurren simultáneamente pero de forma independiente. La relajación T1, describe el aumento del vector longitudinal, es decir, el tiempo que tardan los protones en alinearse nuevamente con el eje longitudinal (aproximadamente el 63%). La relajación T2, en cambio, describe la disminución del vector transversal, es decir, el tiempo que queda de los protones alineados en el plano transversal(aproximadamente el 37%).

El spin y, por tanto, también los tiempos de relajación de los protones de hidrógeno dependen de en qué tipo de enlaces se encuentran, es decir, del tipo de tejido o fluido en el que están presentes. Cada tipo de tejido tiene diferentes tiempos T1 y T2, lo que permite generar distintos contrastes en la imagen.

En una imagen ponderada en T1, los líquidos aparecen oscuros, mientras que las grasas o tejidos con alto contenido proteico aparecen brillantes. En una imagen ponderada en T2 ocurre lo contrario: los líquidos aparecen brillantes y las grasas oscuras. Gracias a estas diferentes representaciones, los ajustes del examen pueden adaptarse al objetivo diagnóstico o al tejido que se desea analizar.

La resonancia magnética es especialmente adecuada para la visualización de tejidos blandos o fibras nerviosas. En cambio, estructuras con bajo contenido de agua, como los huesos, o tejidos con mucho aire, como los pulmones, no se visualizan bien.