Este documento presenta las bases físicas de la imagenología. Explica brevemente el descubrimiento de los rayos X y su ubicación en el espectro electromagnético. Luego describe la producción de los rayos X a través de tubos de rayos X y la formación de imágenes radiográficas. Finalmente, resume los principios de la tomografía computarizada, ecografía y resonancia magnética. El objetivo es proporcionar a los estudiantes de medicina una comprensión básica de los fundamentos físicos de los princip

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE MEDICINA
BASES FÍSICAS
EN
IMAGENOLOGÍA
2012
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2. Presentación
El 8 de noviembre de 1895, Röntgen descubrió los rayos X y con ellos logró obtener la primera imagen
radiográfica del cuerpo humano, la estructura ósea de la mano de su esposa Berta. Sin embargo, no tuvo ni
la menor idea de la vertiginosa carrera que se empezaba por lograr imágenes diagnósticas por otros
procedimientos. Luego apareció la Ecografía médica que fue producto del antiguo sonar perfeccionado y en
la era de los ordenadores, la Tomografía computarizada con el clásico tubo de rayos X y los detectores, y,
posteriormente, la Resonancia magnética que es el uso de los campos magnéticos en la producción de
imágenes médicas. Sin embargo, estos instrumentos de apoyo al diagnóstico médico continúan estudiando
el cuerpo humano en su aspecto estructural, los otros instrumentos por los cuales se logran estudios
dinámicos mayormente están en el campo de la investigación por sus altos costos.
“La vida actual se vuelve cada día más compleja y, naturalmente, la medicina no es una excepción. La
radiología es una de las ramas médicas más tecnificada, por lo que no debe sorprender que su complejidad
supere a la de otras disciplinas. Por esta razón, el médico no especialista en radiología se siente hoy
perplejo ante el amplio abanico de posibilidades que le ofrece el diagnóstico por la imagen, y la mayoría de
las veces no sabe con qué carta quedarse”.
El presente trabajo es un sencillo manual que compendia algunos de los procedimientos de imágenes
diagnósticas actuales, pero, sobre todo, el necesario fundamento teórico de cómo se logran tales datos que
sirven de insumo para el diagnóstico por la imagen. Texto base para esta obra ha sido el Tratado de
Diagnóstico por Imagen, en cinco tomos, del Dr. César S. Pedrosa, los demás libros y revistas que se
referencian en la sección de fuentes bibliográficas sirven para ilustrar la versatilidad en el uso clínico de los
procedimientos expuestos.
Presentado de manera concisa, proporcionará al estudiante de medicina una base para entender cómo se
consiguen estas imágenes de excelente calidad, dada la alta resolución lograda y la considerable reducción
del ruido. La idea es tener el tema sintetizado, elemental y de uso con lenguaje médico, al menos para tener
una idea de su aplicación en el campo profesional.
Como es de rigor hemos empezado con la exposición de las imágenes obtenidas con el uso de los rayos X,
para continuar en la secuencia, con el ultrasonido diagnóstico o Ecografía médica, la Tomografía
computarizada y la Resonancia magnética. Estos procedimientos que en sus indicaciones tienen un lugar
particular, en muchos casos unos de otros tienen una utilidad siempre actual, no sólo por el costo
económico sino por la misma indicación clínica.
Finalmente, quisiera aprovechar la oportunidad para rendir tributo a quien fuera mi maestro y mentor en la
especialidad de Radiología, Dr. José Alberto Gutiérrez Urbina (†) Radiólogo de la Universidad Nacional de
Trujillo y gestor de la Sociedad Radiológica del Norte; de igual manera, para el siempre recordado maestro y
amigo, Dr. Germán Urquizo Alfaro (†) de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos.
Cajamarca, 05 de noviembre de 2012
ÍNDICE DE LOS CAPÍTULOS
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3. BASES FÍSICAS EN IMAGENOLOGÍA
CAPÍTULO I Rayos X 4
1.1 Antecedentes históricos 4
1.2 Ubicación de los rayos X en el espectro electromagnético 5
1.3 Producción de los rayos X 6
1.4 Propiedades principales de los rayos X 8
1.5 Formación y registro de la imagen radiográfica y
Sus factores (densidad, contraste y detalle) 13
1.6 Efectos biológicos de los rayos X 19
1.7 Principios de protección radiológica 22
CAPÍTULO II Ultrasonidos 28
2.1 introducción 28
2.2 Principios físicos de la acústica 28
2.3 Generación del haz de ultrasonido 32
2.4 Modalidades de aplicación clínica 34
2.5 Efectos biológicos del los ultrasonidos 37
2.6 Indicaciones de los ultrasonidos 37
CAPÍTULO III Tomografía Computarizada (TC) 39
3.1 Antecedentes históricos 39
3.2 Principios de la TC 40
3.3 Componentes de un equipo de TC 42
3.4 Aspectos clínicos de la TC 45
3.5 Evolución tecnológica del Tomógrafo computarizado 46
CAPÍTULO IV Resonancia magnética (RM) 53
4.1 Antecedentes históricos 53
4.2 Principios físicos de la RM 53
4.3 Tomógrafo RM: componentes y funciones 59
4.4 Bases de la interpretación en RM 63
4.5 Indicaciones clínicas de la RM 66
4.6 Medidas de seguridad 70
Fuentes bibliográficas 71
3

4. BASES FÍSICAS EN IMAGENOLOGÍA
CAPÍTULO I
RAYOS X
1.1 Antecedentes históricos
El 8 de noviembre de 1895, el Profesor Wilhelm Conrad Röntgen (1845- 1923), descubrió una nueva clase
de radiación, a la que llamó “rayos X”. Estando experimentando el comportamient o de los rayos catódicos –
pruebas que por aquel entonces estaban muy en boga – en los tubos Hittorf-Geissler-Crookes (ampollas de
vidrio en cuyo interior se había hecho un alto vacío), en una habitación oscurecida, pudo demostrar la
presencia de luz a una distancia considerable, donde estaba una pantalla de platinocianuro de bario, y la
relacionó con la descarga del tubo. Su mérito consistió en reconocer que la fluorescencia observada no
podía deberse a rayos catódicos por estar demasiado lejos y en tratar de encontrar una explicación
razonando que había ciertos rayos emanados del tubo de vacío, completamente diferentes. Trabajó durante
todo el mes de diciembre tratando de conocer la penetración del haz a través del aire y de varios materiales,
y demostró la imagen de la mano de su mujer en una exposición de 15 minutos (Fig. 1.1).
El 28 de diciembre de 1895 hizo en Würzburg el primer anuncio de esta radiación en un artículo titulado: “De
una nueva clase de radiación”. Su presentación de los hechos fue tan convincente que no dejó duda alguna
al respecto a que se había descubierto una nueva clase de radiación. Además Röntgen ya había
investigado – como después hizo saber – las propiedades más importantes de esta nueva radiación.
Los rayos X se producen siempre que los electrones chocan con velocidad muy alta contra una materia,
siendo frenados repentinamente. Los rayos X emitidos de este modo se conocen como radiación de
frenado. La mayor parte, con mucho el 99%, de la energía cinética de los electrones se convierten,
mediante colisiones, en energía térmica (calor) de la materia bombardeada por esos electrones. De manera
que en la teoría atómica, la radiación X es un fenómeno orbital, en la capa electrónica alrededor del núcleo;
el fotón que se produce ocurre por el choque de un electrón contra la órbita de cualquier átomo. Es un
fenómeno cuántico en el que el electrón no logra desplazar las órbitas y se desvía.
Aunque todos los electrones chocasen con el material del ánodo exactamente con la misma velocidad, la
transferencia de energía de los electrones individuales seguiría siendo diferente y, como consecuencia, los
fotones creados también tendrían distintas energías. Tal es la explicación de que la radiación de frenado
conste siempre de radiación X de muy diferentes longitudes de onda, que en conjunto forman un espectro
continuo.
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5. 1.2 UBICACIÓN DE LOS RAYOS X EN EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
El espectro electromagnético es el conjunto de longitudes de onda de todas las radiaciones
electromagnéticas que se propagan de manera ondulatorias y con velocidad constante en el vacío, que es
la de la luz, de 300.000 km/s aproximadamente. No existen límites en las longitudes de onda de la radiación
electromagnética; es decir, todas las longitudes de onda son teóricamente posibles. Hay que tener en
cuenta que los intervalos de longitud de onda en los que se divide el espectro electromagnético no están a
veces bien definidos y frecuentemente se solapan. Por ejemplo, las ondas electromagnéticas con longitudes
de onda del orden de 0,1 nm, suelen denominarse Rayos X, pero si se originan a partir de la radiactividad
nuclear, se llaman Rayos Gamma.
Los rayos X forman parte del espectro electromagnético (Tabla N° 1.1) y se propagan en línea recta, como
la luz. Los rayos X se desplazan con la velocidad de la luz; pero no hay medio de doblarlos o interrumpirlos,
como se hace con ésta, y, como consecuencia, su dirección no puede alterarse. Es imposible la
concentración o la desviación de los rayos X mediante lentes o espejos, al modo como se hace con la luz.
TABLA N° 1.1 Espectro Electromagnético
Longitud de
1011 - 109 107 105 400 - 700 101 10-1 - 10-3 10-5
onda (nm)
Ondas de Micro Infra Ultra Rayos X Rayos
Luz visible
Radio Ondas rojo violeta Rayos gamma Cósmicos
Frecuencia 106 - 108 1010 1012 1014 1016 1018 - 1020 1022
(Hz)
Generalmente, la radiación electromagnética se clasifica por la longitud de onda: ondas de radio,
microondas, infrarroja y región visible, que percibimos como luz, rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
El comportamiento de la radiación electromagnética depende de su longitud de onda. Las frecuencias más
altas tienen longitudes de onda más cortas, y las frecuencias inferiores tienen longitudes de onda más
largas. Cuando la radiación electromagnética interacciona con átomos y moléculas, su comportamiento
depende de la cantidad de energía por cuanto que transporta. La longitud de onda promedio de los Rayos X
es de 1 Angstrom. A menor longitud de onda mayor energía. La frecuencia es directamente proporcional a
la energía.
Es muy importante para la radiografía que los distintos colores del espectro difieran también en su acción. El
ojo humano es más sensible a la parte verde amarillenta del espectro y las emulsiones usadas en
Radiología lo son a la parte inferior de éste (azul-violeta). Sabemos que la luz visible para nosotros es sólo
una parte ínfima de la radiación emitida por las fuentes radiantes. La luz visible va entre 400 – 700 nm.
Los fotones emitidos por una fuente de radiación son paquetes (cantidades o cuantos) de energía. Estos
fotones o cuantos pueden suponerse como paquetes de energía que, por estar inseparablemente ligadas
masa y energía, tienen una masa determinada. Los cuantos de rayos X, por su parte, también se comportan
como partículas mecánicas ordinarias. El concepto de que los rayos X son ondas electromagnéticas puede
combinarse con la teoría cuántica si se consideran trayectos a lo largo de los cuales se desplazan los
cuantos. Las dos teorías son válidas en sí y al mismo tiempo se complementan a la hora de explicar los
fenómenos causados por los rayos X y la interacción entre masa y energía.
La longitud de onda de los rayos x depende directamente de la tensión con que se ha producido esa
radiación. Por eso es habitual caracterizar los rayos X por la tensión, que es la medida más importante de la
energía de la radiación. Los fotones de la luz son mucho menores que los de los rayos X, los cuales a su
vez son mucho menores que los de la radiación cósmica. Una demostración de la energía de los fotones se
5

6. tiene, por ejemplo, en su poder de penetración: los de la radiación gamma y los de la cósmica tienen una
penetración muy alta.
1.3 PRODUCCIÓN DE LOS RAYOS X
Es preciso disponer de los siguientes aparatos: 1. Un tubo de rayos X. 2. Un aparato para transformar la
corriente normal en corriente de alta tensión. 3. Un tablero de mandos.
Los tubos de rayos X (Fig. 1.2) que se utilizan en la actualidad son lámparas o tubos de tipo Coolidge.
Forman parte de las lámparas electrónicas o catódicas más simples. Su fundamento de utilización se basa
en el efecto Edison: en el vacío, un polo llevado a una elevadísima temperatura emite electrones libres. Este
polo es siempre negativo y se denomina cátodo.
Este cátodo, al ponerse incandescente, es envuelto en una nube de electrones. A una temperatura
determinada se produce un equilibrio entre los electrones liberados y aquellos que son rechazados en el
electrodo. La cantidad de electrones liberados es directamente proporcional a la temperatura del cátodo. Si
ahora se establece una diferencia de potencial entre ambos electrodos, los electrones serán atraídos por el
polo positivo o ánodo: se establece así una corriente de electrones, que viene a bombardear el anticátodo.
Estos electrones están provistos de una velocidad considerable, que es directamente proporcional a la
diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo. Este hace a la vez función de anticátodo y de ánodo. A
estas corrientes de electrones se las denomina rayos catódicos. Si encuentran un obstáculo en su trayecto,
la energía de este bombardeo de electrones no es destruida sino transformada, en su mayor parte en calor,
y, en una parte más pequeña, en rayos X.
Los ánodos están fabricados de un metal con punto de fusión elevado, tal como el tungsteno o wolframio, o
incluso el rhenium. El tungsteno es escogido como blanco porque tiene un elevado número atómico (z=74)
facilitando la producción de rayos X y una alta temperatura de fusión (3350°C) para resistir el bombardeo.
De lo expuesto resulta que hay que disponer de transformadores de la corriente eléctrica. Un transformador
para la alta tensión, que permita elevar el voltaje normal (220 v) hasta un rango que pueda variar entre 40 y
120 Kv. Esta corriente tiene una intensidad débil, que se expresa en miliamperios (2 a 1000 mA). Un
transformador para la baja tensión, a fin de alimentar el filamento del cátodo (12 a 15 v, con
aproximadamente 4 A).
La corriente de alta tensión, proporcionada por el transformador, es una corriente alterna, por tanto, una
corriente dirigida en dos sentidos; su empleo daría lugar, al mismo tiempo, a una emisión de rayos X por el
cátodo, lo que deterioraría rápidamente el tubo. Para alimentar una lámpara de rayos X, se precisa una
corriente cuya polaridad no cambie. Es forzoso, pues, o bien eliminar una de las fases, o bien rectificar una
fase, de forma que se obtenga una corriente de dirección única.
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7. Además de una lámpara de rayos X y un generador (transformadores y rectificadores), una instalación
radiológica comprende también un tablero de mandos, el cual está equipado con diversos aparatos de
medida, como el miliamperímetro, que indica la intensidad de la corriente, y el voltímetro, que proporciona la
diferencia de potencial. Igualmente se encuentra un minutero para determinar el tiempo de exposición.
Al interior del tubo de rayos X (Fig. 1.3) se ha hecho el vacío para facilitar que el desplazamiento de los
electrones sea lo más rectilíneo posible. El haz útil de rayos X sale en la dirección mostrada en la figura
atravesando una región del tubo, en la que el espesor del vidrio es menor que en el resto, es la denominada
ventana de rayos X (foco óptico). Rodeando esta estructura se encuentra una carcasa de plomo y acero.
Entre ella y el tubo hay aceite como sistema de refrigeración, con el fin de disipar el calor producido al
chocar los electrones contra el ánodo.
Desde que Coolidge en 1913 describió el tubo de rayos X de filamento caliente prácticamente ha
permanecido sin modificaciones. La más importante es la incorporación del ánodo giratorio frente al ánodo
fijo, lo que ha aumentado significativamente la vida útil del tubo de rayos X. En radiodiagnóstico, todos los
tubos de rayos X empleados en la actualidad son de ánodo giratorio.
El filamento o cátodo suele ser una pequeña bobina o muelle de wolframio, material elegido por sus buenas
propiedades desde el punto de vista de emisión termoiónica (Efecto Edison), y punto de fusión elevado.
Estas propiedades alargan la vida útil del tubo.
La mayoría de los tubos de diagnóstico suelen tener dos filamentos de diferente tamaño, uno para foco fino
y el otro para foco grueso. Esto permite trabajar buscando un compromiso entre el tamaño mínimo del foco
-mejor resolución-, y una mayor disipación de potencia -tiempo de disparo menor-.
El tungsteno es el material anódico más común. La parte del ánodo en que incide el haz electrónico se llama
foco. Por consiguiente, el foco es el punto en que se produce la radiación X y desde el cual diverge en todas
direcciones. El verdadero foco es una pequeña placa rectangular de tungsteno fusionada dentro del
extremo biselado de una gran barra de cobre, con una angulación del foco de unos 20 grados. Esta
angulación afecta el tamaño del punto focal efectivo (foco electrónico). La barra de cobre disipa el calor
proveniente del foco.
El área de corte transversal en el sitio de origen de los rayos se llama “tamaño del punto focal efectivo” y por
lo habitual alcanza límites de 0.5 mm a 2 mm, si bien ahora se fabrican algunos tubos especiales con
tamaños de punto focal efectivo de 0.12mm, útiles para técnicas de magnificación.
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8. El tamaño del punto focal efectivo es responsable del detalle de la imagen producida. La relación es inversa:
cuanto menor es dicho punto, mejor es el detalle, puesto que hay menor “efecto de sombra” (penumbra)
alrededor de la imagen.
1.4 PROPIEDADES PRINCIPALES DE LOS RAYOS X:
Las propiedades que confieren a los rayos X su gran valor en la Radiología de diagnóstico y la radioterapia
son las siguientes:
1. Pueden atravesar la materia (poder penetrante).
2. Hacen que ciertos materiales emitan luz (efecto luminiscente).
3. Producen un efecto en las emulsiones fotográficas, por el cual aparece un ennegrecimiento tras el
revelado (efecto fotográfico).
4. Pueden ionizar los gases (efecto ionizante).
5. Ocasionan cambios en los tejidos vivos (efecto biológico).
Poder penetrante: El gran poder penetrante de los rayos X puede expresarse de otra manera. Puede
decirse también que la intensidad de un haz de rayos X queda atenuada relativamente poco al atravesar la
materia, todos los materiales son más o menos permeables a los rayos X, a diferencia de la radiación
corpuscular.
La atenuación de la radiación X (poder de absorción) en un cuerpo (Fig. 1.4) depende de varios factores:
- Naturaleza de la sustancia, o sea su número atómico (Z) (por unidad de peso). Podría decirse que cuanto
más pesados son los átomos, mayor es la atenuación. En el caso de los rayos X no importa en qué
clase de mezcla o compuesto estén presentes los átomos, ni tampoco que las sustancias sean duras,
blandas, líquidas o gaseosas. Su atenuación está determinada únicamente por la naturaleza y número
de los átomos, y no por su composición química o su estado físico.
No es el peso atómico, sino el número atómico (Z= número de electrones), quien determina la
atenuación. Las sustancias que integran el cuerpo humano están compuestas de hidrógeno (H, Z= 1),
carbono (C, Z=6), nitrógeno (N, Z=7) y oxígeno (O, Z=8). El sistema óseo por su parte consta de calcio
(Ca, Z=20) en su mayor parte. La atenuación de la radiación X es proporcional al cubo del número
atómico por gramo de materia, si consideramos exclusivamente la absorción fotoeléctrica. Un gramo de
calcio absorbe 203 = 8000 veces más que uno de hidrógeno.
- Densidad del material que hay que atravesar (con igual volumen y número atómico), es decir la
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9. atenuación es proporcional a la densidad del material. Entiéndase por densidad la masa de 1 cm3 de
una materia, expresada en gramos. Cuanto mayor es el número de átomos por unidad de volumen, con
igual número atómico (es decir, cuanto mayor sea la densidad), más alta será la atenuación, porque la
relación es de proporcionalidad directa. Cuanto más compacto más difícil de atravesar.
- Espesor del medio. Cuanto mayor sea la capa que los rayos X han de atravesar, más fuerte será la
atenuación a que estarán sometidos en ella.
- Dureza, longitud de onda de la radiación. Al ser más blandos los rayos (es decir, mayor longitud de
onda), su atenuación es mayor. Con rayos más duros (menor longitud de onda), la atenuación es menor
y penetran más en la materia. La penetración depende de la longitud de onda: la atenuación es
proporcional al cubo de la longitud de onda.
Efecto luminiscente: Varias sustancias, tales como el sulfuro de cinc, el volframato de calcio, el yoduro de
cesio y el platinocianuro de bario, emiten luz al ser bombardeadas por radiación X o electrones rápidos,
fenómeno que conoce con el nombre de fluorescencia. Algunas de esas sustancias siguen emitiendo luz
durante un cierto tiempo después de haber cesado el bombardeo de fotones o electrones, fenómeno
llamado fosforescencia. Estos dos fenómenos quedan englobados bajo el concepto de luminiscencia. Es
precisamente la propiedad luminiscente de esas sustancias la que permite que nuestro ojo vea las, para
nosotros, invisibles radiaciones X. Pero no todas las sustancias luminiscentes emiten luz de longitudes de
onda a las que es sensible nuestra vista. La distribución espectral de la luz emitida también varía entre los
distintos materiales.
La luminiscencia puede expresarse como sigue: Hay varios minerales de forma cristalina que no emiten luz
en circunstancias normales (sulfuro de cinc, volframato de calcio, etc.). En estas sustancias un cuanto de
rayos X puede sufrir absorción fotoeléctrica o dispersión Compton, siendo extraído un electrón (fotoelectrón
o electrón de retroceso) de un átomo de una de las moléculas. El hueco dejado por ese electrón se rellena
con otro, procedente de una de las órbitas exteriores, lo que coincide con la emisión de otro fotón de rayos
X (radiación secundaria), el cual a su vez es absorbido o dispersado y produce otro electrón rápido, y así
sucesivamente. Los electrones generados de esta manera se mueven con una gran energía y, por tanto,
alta velocidad, por el cristal, dejando tras de sí una pista (o trayectoria) de ionización, ya que chocan
rápidamente con electrones de otros átomos, los cuales a su vez son arrancados de sus órbitas y lanzados
por el cristal. La calma se recupera cuando los electrones móviles se recombinan en las órbitas en que hay
huecos y cuando ocurre esto se produce la emisión de un fotón de luz. Esta recombinación está promovida
por átomos extraños (introducidos deliberadamente) o fallas (presentes de modo permanente) de la
estructura cristalina.
En Radiología se aprovecha la luminiscencia en pantallas fluorescentes, pantallas intensificadoras (Fig. 1.5),
fósforos de entrada y salida de los intensificadores de imagen y pantallas de los televisores. La
luminiscencia nos permite percibir la radiación X con el ojo, fotográfica o electrónicamente. Una pantalla
recubierta en su interior de una sustancia fluorescente se llama pantalla fluoroscópica. Al aumentar la
intensidad de la radiación X crece asimismo la luminiscencia. La pantalla fluorescente emite más luz en los
lugares en que inciden rayos X de mayor intensidad; por eso dicha pantalla convierte un contraste de rayos
X invisibles (imagen de radiación) en contraste visible (imagen fluoroscópica). Por así decirlo, podemos ver
a través de los objetos con ayuda de una pantalla fluorescente.
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10. Efecto fotográfico: Lo mismo que los rayos luminosos, los X pueden actuar sobre una emulsión fotográfica
de tal modo que después del revelado y el fijado (procedimiento normal fotográfico) aparezca un
ennegrecimiento. Las emulsiones fotográficas contienen bromuro de plata. Al absorber energía se produce
un cambio químico “latente” (imagen latente) que tras el revelado se convierte en imagen visible. En las
zonas irradiadas se deposita plata metálica, que es la que produce el ennegrecimiento. Cuanto mayor sea el
efecto de la radiación, más fuerte será el ennegrecimiento. El bromuro de plata sin irradiar se elimina en el
fijador, con lo que las zonas correspondientes quedan completamente claras, o sea, transparentes (Fig.
1.6).
Entre la acción de los rayos X y los luminosos sobre una emulsión fotográfica sólo hay una diferencia
cuantitativa. En la capa de emulsión que contiene iones Ag+ y Br- se absorbe un fotón de luz o un cuanto de
rayos X. por el proceso de absorción de los cuantos de rayos X y los fotones de luz, hay electrones que son
extraídos de sus órbitas (por absorción fotoeléctrica), con lo que los granos de BrAg se convierten en un
estado tal que pueden liberar átomos de Ag en forma de plata metálica. Este fenómeno aparece como un
ennegrecimiento.
Efecto ionizante: Entendemos por ionización la separación de electrones de los átomos o de las
moléculas. El resultado de la ionización es siempre, por una parte, electrones libres, cargados
negativamente, y, por otra, iones cargados positivamente. El movimiento de electrones e iones significa
traslación de una carga eléctrica y, por tanto, una corriente eléctrica (Fig. 1.7).
- Demostración de la ionización. Un gas o mezcla de ellos, tal como el aire, consta de moléculas que se
desplazan libremente en el espacio. Este es aislante desde el punto de vista de la electricidad, es decir, no
deja pasar la corriente eléctrica. Las moléculas carecen de carga eléctrica: son neutras en condiciones
normales. Si se conecta un condensador, cuyas placas estén separadas por aire, a un circuito serie en que
haya una fuente de corriente continua (por ejemplo, una batería) y un galvanómetro, no se registrará lectura
alguna en éste. Las moléculas de gas neutro que hay entre las placas del condensador no presentan
tendencia a desplazarse hacia el borne positivo o el negativo. Si el aire se irradia con rayos X, el
galvanómetro marcará una lectura, lo que significa que el aire ha conducido electricidad. Esto es posible
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11. gracias a la ionización de las moléculas: el aire se ha hecho conductor.
La ionización se produce como sigue: algunos de los fotones de rayos X producen un efecto fotoeléctrico o
dispersión Compton en el gas. En los dos procesos se emite un electrón desde el átomo, lo que equivale a
una ionización. Con ello, la sustancia neutra se divide en iones positivos y negativos y electrones. El
fotoelectrón primario y el electrón de recuperación pueden tener una energía suficiente para hacer eso
mismo: liberar otro electrón de otro átomo (electrón secundario) que, si también tiene energía bastante,
podría generar un electrón terciario, y así sucesivamente. La ionización ulterior no sólo se debe a los
fotoelectrones y electrones de retroceso que tengan bastante velocidad, sino incluso a los fotones de rayos
X recientemente creados y que tienen menos energía (dispersión), producidos por efecto Compton. Estos
no difieren en esencia de la radiación primaria X y también pueden liberar electrones secundarios,
terciarios, etc.
- Unidad de exposición, el Röntgen (R). Se utiliza mucho la ionización de los gases para determinar la
cantidad y calidad de la radiación en Radiología. Para la medida de la radiación X se toma como base la
ionización producida en el aire por esa radiación, y no la medida de la energía. Por eso se emplea el
vocablo exposición, para el cual puede darse la siguiente definición simplificada: Entiéndase por exposición
de un volumen pequeño dado de aire la de carga total en todos los iones de un signo, formados por todos
los electrones liberados por los fotones en ese volumen, suponiendo que realizan todo su recorrido en el
aire, dividida por la masa de dicho volumen de aire. Por eso puede decirse que la exposición es una carga
dividida por una masa. La unidad de exposición es el roentgen (R), igual a 2.58x10 -4 C/kg, el mismo que ya
no se usa en el sistema de unidades SI, en el que ha sido sustituido por culombio por kilo (1 C/kg = 3.876
R).
- Roentgen y Rad. Una unidad médicamente útil, que expresase la cantidad de energía de rayos X
absorbida, resulta conveniente. La cantidad de energía de rayos X absorbida por gramo de tejido (músculo,
hueso, etc.) es aproximadamente proporcional al efecto biológico. El Comité Internacional de Unidades
Radiológicas ha elegido la expresión dosis absorbida para esta dosis médica. Una versión simplificada de la
definición es la que sigue: Entiéndase por dosis absorbida en un área de tejido determinada la cantidad de
energía aplicada a la materia por partículas ionizantes, dividida por la masa de la materia en esa área. Por
eso, la dosis absorbida es igual a energía dividida por masa. La unidad de dosis absorbida es el rad (1 rad =
0.01 J/kg), aunque la nueva medida adoptada en el sistema de medidas SI, es el gray (símbolo Gy), 1 Gy =
1 J/kg, con lo que 1 Gy corresponde a 100 rad.
En la práctica no se puede medir la dosis absorbida, pero se deduce de la exposición. Por eso la relación
entre R y rad es muy importante. Un R produce una carga iónica total de cualquier signo, que alcanza a 2.58
x10-10 C, en un gramo de aire. Como es conocida la carga de cada ión (1.6 x10 -19 C), se puede calcular
simplemente cuantos pares iónicos (1 par iónico = 1 ión positivo y 1 ión negativo) se producen con 1 R por
mg de aire. Para la formación de un par iónico en aire se necesita una energía de 33 electrovoltios (eV) en
promedio. Con ayuda de este valor se puede hallar entonces cuánta energía emite la radiación ionizante por
R por mg de aire. El resultado es 0.87x10-8 J por mg de aire, o sea, 0.87x10-2 J por mg de aire por R.
11

12. - Dosis equivalente (H) Es el producto de D,Q y N en el punto de interés de un tejido, siendo la D la dosis
absorbida. Q el factor de calidad y N el producto de todos los demás factores modificativos:
H= DQN
Se asigna a N el valor 1
Unidad: J.Kg-1
El nombre específico de la unidad de dosis equivalente es el Sievert (Sv) 1 Sv= 1 J.Kg-1
La unidad antigua es el rem.- 1 rem = 10-2 J.Kg-1 1 rem = 10-2 Sv
***
Efecto biológico: No hay nada que pueda considerarse como supersensibilidad biológica, ni insensibilidad,
a los rayos X. En este terreno, los rayos X difieren, por ejemplo, de la radiación ultravioleta, a la que los
distintos individuos muestran una gran diferencia de sensibilidad.
Los rayos X en los seres vivos inhiben el crecimiento, destruyen los tejidos y causan inflamación. De
manera que la acción de los rayos X es dañina. Cuando se aprovecha el efecto biológico de los rayos X
para radioterapia, es porque con ellos podemos dañar las células enfermas en mayor medida que las
sanas. De ese modo podemos influir entre las células enfermas y las sanas, dándoles ventaja a estas
últimas.
Una radiación sólo puede ser biológicamente eficaz cuando ha sido absorbida por el tejido. Es lógico que la
radiación que atraviesa un cuerpo sin ser absorbida por él, y por tanto deja ese cuerpo sin haber sido
atenuada, no pueda ejercer en él ningún efecto biológico.
La forma más sencilla de transformación de energía que se puede producir en un cuerpo es la generación
de calor. Otros, llamados efectos específicos de la radiación, tales como cambios eléctricos y químicos en
los tejidos están producidos por determinados tipos de radiaciones. En el caso de la radiación X y gamma
(por ejemplo, con radio), que es de una energía mucho mayor y capaz de atravesar átomos, nos
enfrentamos principalmente a la emisión de electrones. Estos (bien sean fotoelectrones o los debidos al
efecto Compton) pueden liberar otros electrones secundarios, terciarios, etc. de acuerdo con la energía que
posean. La cantidad y el tipo de los procesos químicos que se producirán dependen de las circunstancias
químicas y de la energía necesaria. En la región de los rayos X del espectro electromagnético no nos
enfrentamos directamente con el efecto térmico propiamente dicho que se produce por la absorción de
energía (como sucede en el caso de los rayos infrarrojos), sino con la emisión electrónica por ellos causada,
llamada procesos radioquímicos. Hay varias teorías referente al efecto biológico de la radiación, pero sólo
mencionaremos una de ellas: la teoría del impacto directo, según la cual se necesita una cierta cantidad de
“impactos directos” (originados por ionización) para producir un daño. Se considera un impacto directo como
efecto combinado de un grupo de iones. Por consiguiente, la probabilidad de que se produzca un efecto
biológico en una célula depende de la que sea alcanzada directamente. Los radicales químicos OH y O 2H
que podrían producirse, serían, lo mismo que el O3 (ozono), muy activos. Los resultados de cálculos
basados en la teoría de las probabilidades parecen estar muy de acuerdo con los experimentales.
El efecto nocivo de la radiación X sólo se percibe en la mayoría de los casos tras un periodo de tiempo
latente más o menos largo. El efecto biológico de la radiación x se divide en dos clases: somático y
12

13. genético.
Efecto somático.- Las consecuencias de la irradiación pueden manifestarse en un individuo por
pigmentación de la piel, cese del funcionamiento de las glándulas sudoríparas, formación de cataratas,
úlceras de rayos X o incluso carcinomas de radiación, por ejemplo. También puede haber cambios en la
sangre, concretamente en los órganos hematopoyéticos, produciendo hematopatías diversas: leucemias.
Las gónadas también pueden quedar afectadas somáticamente por dosis altas de radiación X, ocasionando
esterilidad. En este caso, los cambios no se traspasan a generaciones futuras y se limitan a un daño
somático.
Efecto genético.- El efecto genético de los rayos X en las gónadas puede transmitirse (latente) de
generación en generación, antes de aparecer. La manifestación surge cuando la mutación es
suficientemente grave o cuando, bien en la misma generación, bien en otra ulterior, ocurren otros cambios
adicionales en los núcleos celulares de las gónadas que producen una acumulación de factores
desfavorables. Precisamente este efecto acumulativo de daños en los núcleos de la célula gonádica en una
o más generaciones fue la que llamó la atención hacia el efecto genético de la radiación ionizante, llevando
a una mejor comprensión de los efectos de la radiación, así como a la protección contra ella.
Mientras que los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes X, gamma y otras se aprovechan en
radioterapia, resultan indeseables, pero inevitables, en el Radiodiagnóstico. Por eso, en el Departamento de
Radiología hay que ser conscientes de los efectos biológicos de los rayos X y llevar a cabo los exámenes
radiográficos con las exposiciones más pequeñas posibles (baja dosis para el paciente), a la vez que se
proporciona una protección suficiente para todos los que trabajan en ese Departamento.
1.5 FORMACIÓN Y REGISTRO DE LA IMAGEN RADIOGRÁFICA Y SUS FACTORES
(DENSIDAD, CONTRASTE Y DETALLE).
La imagen radiográfica puede obtenerse de manera directa o indirecta por la acción de los rayos X sobre
una película radiográfica, la pantalla de un intensificador de imagen o los equipos de radiología digital.
Las imágenes radiográficas pueden clasificarse en dos grandes grupos con características muy
diferenciadas: las imágenes analógicas y las imágenes digitales.
Imagen analógica y digital
Imagen analógica.- se denomina así por ser una representación análoga de la estructura que se quiere
estudiar. La imagen analógica es bidimensional y está formada por una variedad de densidades fotográficas
debidas a que cada punto anatómico radiado producirá diferentes atenuaciones en el haz de radiación
incidente, dando lugar así a una variedad de intensidad energética en el haz emergente, lo cual provocará
diferentes densidades radiográficas en las imágenes que se corresponden de manera análoga a la realidad
representada.
Una imagen radiográfica analógica o convencional corresponde a una distribución continua de matices de
gris, en la cual las interfaces anatómicas son las que producen la visualización de los detalles anatómicos.
Dentro de este tipo de imágenes podemos considerar:
- La radiografía directa. Se obtiene por el efecto fotográfico de los rayos X sobre una emulsión
fotográfica.
- La radiografía con pantallas. La información del haz emergente es reforzada con la ayuda de pantallas
luminiscentes intensificadoras.
- Intensificadores de imagen. Captadas del haz emergente por una pantalla luminiscente y reproducidas
en un monitor.
13

14. Imagen digital.- El ingeniero inglés Hounsfield fue quien primero utilizó un ordenador para obtener una
imagen digital. Y esta consiste en transformar la radiación que atraviesa el cuerpo del paciente en una
imagen digitalizada, es decir, numérica; lo que se consigue por medio de un tratamiento informático.
La radiación que sale del paciente es captada por los detectores y transformada en impulsos eléctricos; esta
señal eléctrica es captada por un ordenador y en números correspondiéndose con un código binario de 0 y
1 según señales de impulso y respuesta. Un complejo proceso matemático hace posible su representación
en una matriz (Fig. 1.8)
Esta matriz se consigue dividiendo la imagen en pequeños cuadrados llamados píxel y que vendrá
configurado por una serie de números según su posición en la matriz relativa a los ejes X e Y, y a un tercer
valor que indica el nivel de gris al que pertenece.
Métodos de la formación de la imagen y leyes de la proyección
La propiedad más importante de los rayos X, sin la cual no podrían utilizarse para fines de diagnóstico, es la
de atravesar la materia en mayor o menor proporción, desde la transmisión completa de la radiación hasta
la impenetrabilidad total. Esta diferente graduación se debe al poder penetrante de los rayos X, que
aprovechamos para obtener una impresión visual de la constitución interna del cuerpo humano,
basándonos en que sus distintas partes difieren en la cantidad de radiación que absorben. Las diferencias
en los grados de atenuación son de esperar de un modo lógico, debido a las diferencias de densidad y de
composición atómica de los varios tejidos así como del espesor de las capas que los rayos han de
atravesar.
1. Formación de la imagen latente (invisible) de radiación
La imagen latente es aquella que queda en la
película radiográfica tras ser expuesta a los rayos
X. No es visible hasta que sea procesada
mediante el revelado.
Se produce de la siguiente manera, según la
teoría de Gurney- Mott: la energía de la radiación
emergente que sale del paciente y llega a la placa
radiográfica es absorbida en gran parte por los
cristales de halogenuro de plata de la emulsión
que sufren múltiples fenómenos fotoeléctricos. Los
cambios en las uniones químicas de los
halogenuros de plata no son visibles a simple
vista.
Antes de interaccionar con los fotones los átomos
de halogenuro de plata están unidos de forma
iónica formando un cristal. La plata forma un ión
positivo y el bromo y el yodo iones negativos al
captar electrones de la plata. En la superficie del
cristal predominan los átomos de bromo y yodo. El
cristal, neutro en su conjunto, tiene una carga
superficial negativa que se completa con los iones
de plata del interior. Las partículas sensibles se distribuyen en la superficie. Al llegar la radiación X hasta la
placa radiográfica, provoca la concentración del bromuro de plata en las zonas donde incide.
14

15. 2. Cómo se hace visible la imagen de radiación:
En este caso la imagen se hace visible aprovechando de las siguientes propiedades de los rayos X:
a) Su facultad de hacer que algunas sustancias produzcan luminiscencia. Esta propiedad se utiliza en
fluoroscopia, radiografía con pantallas intensificadoras y fotoflurografía.
b) Su propiedad de actuar sobre las emulsiones fotográficas. Esta propiedad se utiliza en radiografía sin
pantallas intensificadoras. En radiografía con pantallas intensificadoras, la influencia directa de la radiación
X sobre la película es prácticamente despreciable.
La Fluoroscopia implica la observación directa del paciente (Fig. 1.9). La imagen fluoroscópica del objeto
que aparece en la pantalla se registra en una película por medio de la cámara. Tras su revelado la película
se ve con un ampliador óptico frente a un iluminador. En el sistema de la fluoroscopia digital interviene un
ordenador.
En el intensificador de imagen las imágenes fluoroscópicas del objeto que aparecen en la pantalla primaria
del intensificador se refuerzan y se reproducen en forma reducida en la pantalla secundaria (Fig. 1.10).
Factores: DENSIDAD, CONTRASTE Y DETALLE
En la práctica médica el objetivo de una imagen radiográfica es lograr una imagen diagnóstica, es decir,
aportar información para lograr el diagnóstico clínico. En tal medida, se debe procurar que la imagen sea lo
más nítida y exacta posible y que posea un
máximo de contraste con la densidad adecuada.
a. Densidad: Cantidad de ennegrecimiento de
la placa. Es producto de la intensidad de la
radiación (mA) ás por el tiempo en que actúa, lo
que responde a una idea de cantidad de
radiación, y sobre la película una mayor dosis
producirá un mayor ennegrecimiento o
“densidad”. Según la ley del cuadrado de la
distancia, la intensidad de los rayos X es
inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia, es decir, que a 2 metros la irradiación
será cuatro veces mayor que a 1 metro.
El hueso absorbe más rayos X que los músculos,
estos más que la grasa, y la grasa más que el
aire. Por otra parte, los tejidos enfermos
absorben los rayos X de manera diferente que los
huesos y tejidos blandos normales. A mayor
absorción y, por tanto, menor será su
ennegrecimiento.
15

16. Las moléculas formadas por elementos de números atómicos alto, como el hueso y los productos de
contraste, actúan como pantallas frente a los rayos X, impidiéndoles en mayor o menor grado alcanzar la
película radiográfica. La consecuencia es que esta última se altera muy poco o nada y radiográficamente
aparece más o menos blanca (radiopaca).
Las cinco densidades radiológicas básicas apreciables en la pantalla fluoroscópica o en la película
radiográfica en orden creciente de capacidad de absorción o densidad son:
- La densidad aire producida por los gases aparece en la película como muy radiotransparente (negro).
- La densidad grasa, originada por el tejido adiposo, se presenta como moderadamente radiotransparente.
- La densidad agua, proporcionada por tejidos blandos, los músculos, la sangre, la bilis, las vísceras y los
cartílagos, se visualiza como una tonalidad intermedia.
- La densidad hueso, originada por los huesos, los dientes y las sales cálcicas, radiológicamente se aprecia
como moderadamente radiopaca.
- Por último, la densidad metal, causada por los contrastes artificiales positivos como el bario y el yodo, y
las prótesis, se observa muy radiopaca (blanca) en la película.
Todo lo que se ve en las imágenes producidas por los rayos X son interfases entre estructuras de diferentes
densidades. La interfase es lo que permite discernir radiológicamente entre los distintos órganos. Dos
estructuras cuya interfase sea paralela al haz de radiación permitirán que la una se distinga de la otra. No
se diferenciarán si el haz es perpendicular a la interfase.
Con lo hasta aquí expuesto, puede entenderse perfectamente el concepto fundamental en radiodiagnóstico
del signo de la silueta, de aplicación general para todos los órganos y sistemas de la economía, y que se
basa en el principio de que “dos estructuras anatómicas de igual densidad radiológica no definen sus
márgenes cuando están en íntimo contacto y lo hacen cuando no lo están.
b. Contraste: Gama de negros y blancos en la radiografía. El haz de rayos X que emerge de un objeto
está compuesto por los rayos primarios no absorbidos por el objeto y la radiación dispersa procedentes de
éste. A los primarios no absorbidos se les llama remanentes y, como es natural, en esa radiación primaria
remanente existe un contraste de radiación que representaría –de no estar mezclada con los rayos
dispersos- una imagen fiel de radiación –absorción del objeto. Cuanto mayores sean las diferencias de
absorción y, por tanto, los contrastes de radiación, más “clara” será la imagen de radiación (aunque aún
invisible para nuestros ojos).
La radiación dispersa se puede controlar mediante colimadores, ejerciendo adecuada compresión entre el
paciente y el chasis, usando filtros en la carcasa del tubo de rayos X, rejilla de dispersión hechas con
muchas tiras muy finas de plomo y están colocadas entre el paciente y la película. La rejilla es el método
más útil para eliminar la radiación dispersa.
Pantallas intensificadoras rápidas originan un contraste bajo, con películas muy sensibles se obtiene un bajo
contraste. Un revelado manual permite trabajar mejor el contraste, el revelado automático no permite
correcciones. En cuanto a la técnica de exposición, una sub-exposición o sobre-exposición entrañan
siempre una pérdida de contraste.
c. Definición radiográfica: El objetivo del radiodiagnóstico es obtener imágenes lo más exactas
posibles; los dos factores que contribuyen a lograr esta exactitud son la nitidez y el tamaño de la imagen.
Cuanto más pequeña sea la fuente de radiación (punto focal) y cuanto más cerca esté el objeto de la
película, la imagen será más definida y exacta. Si el punto focal no es perpendicular al objeto, se produce
una ampliación y deformidad de la imagen, o sea una distorsión. Las cinco reglas fundamentales que rigen
la formación de la imagen son: 1) El punto focal debe ser lo más pequeño posible. 2) La distancia entre el
tubo y el objeto debe ser la mayor posible. A mayor distancia, mejor definición radiográfica y más exactitud
en el tamaño de la imagen con respecto al tamaño real del objeto. 3) La distancia entre el objeto y la película
debe ser lo más corta posible. 4) En general, el rayo central debe ser perpendicular a la película para
registrar las estructuras adyacentes en sus verdaderas relaciones espaciales. 5) El plano de interés debe
ser paralelo al plano de la película.
16

17. Visibilidad radiográfica: el Observador.- Al interpretar una imagen radiológica se intenta extraer de ella
toda información útil para el diagnóstico del paciente. Este proceso que constituye el quehacer fundamental
del Radiólogo, se puede dividir en una serie de etapas sucesivas: 1) Percepción visual- detección de
posibles lesiones. 2) Integración psíquica- reconocimiento de los hallazgos como patológicos. 3) Análisis
racional- comparación con la experiencia previa y con la información clínica. 4) Elaboración de un informe.
La mayor parte de las imágenes médicas se analizan mediante transiluminación de la película radiográfica
en un negatoscopio. En ocasiones, las imágenes digitales se visualizan en copias en papel o por tubos de
rayos catódicos (pantallas de ordenador). En general aunque no existan grandes diferencias entre la
eficacia diagnóstica entre unos y otros medios, hoy por hoy, la lectura de imágenes en una estación de
trabajo digital es más lenta, por el tiempo que se emplea en hacer ajustes en la imagen y en pasar de una
imagen a otra.
Ya sea ante un negatoscopio o ante una pantalla de ordenador, ahora la cámara que capta la imagen es el
ojo humano. Y, en la lucha por la vida la rapidez (tiempo de reacción) suele ser muy importante y por eso en
la evolución de nuestro sistema visual ha primado la velocidad de decisión, aun a costa de no haber una
cobertura completa de la imagen. Sin embargo, una revisión sistemática de las imágenes e incluso repetir la
lectura de éstas puede incrementar la detección de lesiones.
Revelado y Fijación
Son procesos indispensables para hacer visible la imagen de radiación en la placa. Tal proceso se lleva a
cabo en la cámara o cuarto oscuro. La secuencia es como sigue: Revelado. Agua corriente. Fijado. Agua
corriente. Secado.
No debe verse las placas mojadas, ya que el agua distorsiona la imagen.
Revelado: se emplean cuatro sustancias básicas:
1. ELON - HIDROQUINONA: sustancia reductora
2. CARBONATO DE SODIO: pH 11. Acelera la acción reductora. Ablanda la emulsión.
3. BROMURO DE POTASIO: oxidante, regula y retarda la acción reductora.
4. SULFATO DE SODIO: reductor - preservante.
Reacción Química:
CO3Na2
↓
2AgBr + C6H4(OH)2 ----------→ 2Ag+ + 2Br- + C6H4O2 + 2H+
Hidroquinona ↑ Quinona
SO3Na2
Fijación:
1. TIOSULFATO DE SODIO PENTAHIDRATADO: S2O3Na2 . 5H2O
. Disuelve el exceso de sales de bromuro.
2. SULFATO ALUMÍNICO POTÁSICO: (SO4) K Al + 12H2O
. Es un mordiente. Acción de “curtido”, endura la capa de emulsión al contraer la gelatina base.
3. ÁCIDO ACÉTICO: CH3COOH
. Acidifica, neutraliza la alcalinidad de la película húmeda.
. Disuelve grasas adheridas a la película.
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18. 4. SULFITO DE SODIO: SO3Na2
. Preservante - antioxidante.
COMPOSICIÓN O GEOMETRÍA DE LA IMAGEN:
Los rayos X obedecen a las leyes generales de la luz y por tanto hay varias leyes que controlan la formación de
la imagen desde el punto físico y geométrico, a saber:
- Superposición. En la trayectoria de los rayos X no se encuentra solamente una parte de un objeto, sino que los
rayos pasan a través de varias partes sucesivas, en cada una de las cuales se produce una cierta absorción. Lo
que queda del haz primario produce la imagen en la película. La representación radiográfica es entonces la
suma de todas estas partes que el haz de rayos atraviesa. Este fenómeno por el cual todas las imágenes de una
proyección particular coinciden una sobre la otra se llama superposición. En el caso de estructuras complejas,
como el cráneo o la columna vertebral, se requiere mucha habilidad para analizar las líneas compuestas de las
imágenes superpuestas (Fig. 1.11).
- Paralaje.- Las partes de un objeto que se encuentran en distintos puntos, siguiendo el mismo rayo X, quedarán
superpuestas en la imagen fluoroscópica. Para evitar esto hay un método muy corriente de orientación en
profundidad consiste en tomar dos fotos de rayos X del objeto en sendas direcciones perpendiculares entre sí.
Esto resulta necesario sobre todo para la localización de cuerpos extraños (por ejemplo, esquirlas metálicas) y
para juzgar las situaciones relativas de las dos partes de una fractura ósea. Por ejemplo, puede ocurrir que una
dislocación no aparezca en una radiografía tomada sólo desde una dirección, mientras que se vea claramente
en la hecha en ángulo recto con aquella. Tal como se aprecia en el siguiente esquema (Fig. 1.12).
18

19. - Efecto de Canto. Debido a la superposición, es posible que un detalle determinado no sea visible cuando la
radiografía se toma en una cierta dirección pero se pueda percibir correctamente en otra. Esto ocurre cuando el
detalle tiene poco espesor, pero la superficie grande. Si examinamos una membrana delgada (p.ej., la pleura), la
absorción de rayos X será generalmente pequeña que no se producirá ningún contraste entre ella y lo que la
rodea, es decir, que la membrana es invisible, excepto cuando está paralela a la dirección de los rayos X,
teniendo entonces una mayor absorción y apareciendo por tanto en la película. Este fenómeno se presenta en
las radiografías y se conoce como efecto de canto. Muchos detalles pulmonares de una radiografía de tórax
deben explicarse como debidos al efecto de canto, como la visión de la pared bronquial, o la conocida imagen de
calcio en el arco aórtico, que de ningún modo indica acumulación local de calcio, sino que se debe al efecto de
canto de una fina capa de calcio depositado en la pared de dicho arco (Fig. 1.13).
Aplicación de diferente distancia Foco-Película:
- Telerradiografía.- El principio se basa en que con independencia de la distancia objeto-película, se puede
obtener una imagen de rayos X de tamaño real con un haz de rayos “paralelos”. Esta condición se satisface en
telerradiografía utilizando una gran distancia foco-película (por ejemplo, 2 m). Naturalmente, los rayos X no son
completamente paralelos, pero la ampliación y la distorsión se reducen a unas proporciones casi imperceptibles.
Este método es el más utilizado para juzgar el tamaño del corazón.
19

20. 1.6 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LOS RAYOS X
El uso de los rayos x ha salvado muchas vidas, sin embargo por su propiedad ionizante es que al final van a
producir cambios a nivel de las células somáticas y gonadales.
El efecto es distinto según el tipo de molécula que se trate. Las moléculas de pequeño tamaño (aminoácidos), se
descomponen probablemente cuando la expulsión de un electrón altera la estructura de sus enlaces.
Es importante la influencia de la radiación sobre el agua, constituyente importante de las células, como
consecuencia del paso de la radiación se producen radicales libres OH y H (sin carga), que son importantes por
su intensa actividad química.
Si no existe otra posibilidad se recombinan, pero también se pueden difundir, dando lugar a reacciones
importantes.
La acción de la radiación sobre las moléculas grandes, depende del nivel donde se encuentra el electrón
expulsado, para que afecte la naturaleza y propiedades de dicha molécula.
El proceso de ionización implica necesariamente un cambio en los átomos, al menos un cambio transitorio, por
lo que puede suponer una alteración de la estructura de las moléculas que los contienen. También se pueden
producir cambios moleculares por la excitación de los átomos o moléculas, si la energía que se deposita en los
tejidos por las radiaciones ionizantes se debe a la excitación, pero sus consecuencias son de menor
envergadura que las de la ionización. Si las moléculas afectadas se encuentran en una célula viva, ésta puede
sufrir daños, bien directamente, si la molécula es crítica para su función, bien indirectamente por cambios
químicos producidos en moléculas adyacentes, como en el caso de la producción de radicales libres. De los
distintos tipos de daños que la radiación puede provocar en las células, el más importante es el producido en el
ADN. Cualquier daño al ADN puede imposibilitar la supervivencia o reproducción de la célula, pero con
frecuencia ésta logra reparar tales daños. Si la reparación no es perfecta, el resultado puede ser una célula
viable pero modificada. La aparición y proliferación de una célula modificada puede recibir la influencia de otros
cambios celulares habidos antes o después de la exposición a la radiación. Tales influencias son comunes y
pueden incluir la exposición a otros elementos cancerígenos o mutagénicos.
Célula somática:
- Elemento funcional: Trastorno funcional: * a veces reversible
* con período de latencia
- Elemento genético: mutación - leucemia
Célula gonadal:
- Elemento funcional: Trastorno funcional: reversible
- Elemento genético:
* mutación irreversible
* sin latencia
* modificaciones genéticas a futuras generaciones
Los trastornos más importantes se dan en las células gonadales, las cuales pueden dar origen a una serie de
malformaciones o trastornos de tipo genético, entre los que tenemos:
* Microcefalia * Niños con
bajo peso al nacer
* Retardo mental * Niños con
deformación de orejas
* Mongolismo * Espina
20

21. bífida
* Malformación del cráneo * Paladar
hendido - labio leporino
* Cataratas * Pie varo -
equino
* Natimuertos * Sindactilia
La mayoría de los órganos y tejidos del cuerpo no se ven afectados ni tan siquiera por la pérdida de un
importante número de células; no obstante, si la pérdida es lo suficientemente elevada se producirá un daño
susceptible de ser observado, que será el reflejo de una pérdida de funcionalidad del tejido. La probabilidad de
que se produzcan tales daños será cero a dosis pequeñas, pero por encima de un determinado nivel de dosis (el
umbral) aumentará rápidamente hasta la unidad (100%). Por encima del umbral aumentará asimismo la
gravedad del daño con la dosis. Este tipo de efectos se denominan “deterministas”.
El resultado será muy diferente si en vez de producirse la muerte de la célula irradiada, ésta queda alterada. A
pesar de la existencia de mecanismos de defensa altamente efectivos, el clon de células resultantes de la
reproducción de una célula somática modificada pero viable pueden, tras un período de retardo prolongado y
variable conocido como periodo de latencia, dar lugar a la aparición de una condición maligna, un cáncer. La
probabilidad de aparición de un cáncer radioinducido, cuya gravedad es independiente de la dosis, aumenta con
ésta, probablemente sin umbral y de forma aproximadamente proporcional a la dosis, al menos para dosis muy
inferiores a los umbrales correspondientes a los efectos deterministas. Este tipo de efectos se denominan
“estocásticos”, es decir de “de naturaleza aleatoria o estadística”. Si el daño se produce en una célula cuya
función es transmitir información genética a generaciones posteriores, cualquier efecto, que podrá variar
considerablemente en cuanto a tipo y gravedad, se expresará en la descendencia de la persona expuesta. Este
tipo de efecto estocástico se denomina “hereditario” (Tabla N°1.2).
TABLA N° 1.2 Efectos biológicos de los rayos X
Determinista Estocástico
Mecanismo Letal Subletal
Naturaleza Somática Somática o hereditaria
Gravedad Depende de la dosis No depende de la dosis
Dosis umbral Si No
Dosis- efecto Lineal Probabilístico
Aparición Inmediata o tardía tardía
Respuesta humana a la radiación ionizante
A. Efectos inmediato o temprano de la radiación en el hombre
1. Síndrome de radiación aguda
a) Síndrome hematológico
b) Síndrome gastrointestinal
c) Síndrome del SNC
2. Daño tisular local
a) Piel
b) Gónadas
c) Extremidades
3. Aplasia medular
4. Daño citogenético
B. Efectos latente o retardado de la radiación en el hombre
1. Leucemia
2. Otras enfermedades malignas
a Cáncer óseo
b Cáncer de pulmón
c Cáncer de tiroides
d Cáncer de mamas
21

22. 3. Daño tisular local
a Piel
b Gónadas
c Ojos
4. Acortamiento del tiempo de vida
5. Daño genético
a Daño citogenético
b Dosis doble
c Dosis genéticamente significante
C. Efectos de irradiación en el feto
1. Leucemia
2. Muerte prenatal
3. Muerte neonatal
4. Malformaciones congénitas
Grupos de población humana en los cuales se ha observado efectos de la radiación
1. Radiólogos americanos
2. Sobrevivientes a la bomba atómica
3. Víctimas de accidentes de radiación
4. Habitantes de las islas Marshall
5. Residentes de áreas de alta radiación ambiental
6. Mineros de uranio
7. Pintores de relojes de radio
8. Pacientes tratados con I131
9. Niños tratados por crecimiento de timo
10. Pacientes con espondilitis anquilosante
11. Pacientes tratados con Thorotrast
12. Radiación diagnóstica intraútero
13. Convictos voluntarios
14. Trabajadores de ciclotrón
15. Pacientes diagnosticados por rayos X
1.7 PRINCIPIOS DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA
El objetivo de la protección radiológica tiene que ver con la protección de las personas en forma independiente,
así y de la humanidad en su conjunto, de los riesgos relacionados con el uso de las fuentes de radiación
ionizante y los equipos necesarios para sus aplicaciones. Para ello se establecen procedimientos y normas para
proteger a los usuarios y público en general de las radiaciones ionizantes. (Tabla N° 1.3, dosis de radiación por
origen)
TABLA N° 1.3 Valores comparativos de dosis de radiación
DOSIS (mSv) DOSIS DE RADIACION, Valores Comparativos (EFECTOS SOBRE LA SALUD)
10.000 Dosis que origina muerte en días o semanas (100 % de los casos)
4.000 Dosis que origina muerte en días o semanas (50 % de los casos)
250 Dosis que no produce efectos observables de tipo inmediato
100 Dosis para la cual no hay evidencia de efectos sanitarios en seres humanos
3.5 Dosis media anual por persona en España
3.0 Dosis por una exploración radiográfica de aparato digestivo o de un escáner
22

23. (tomografía axial computarizada, TAC) de cabeza
2.5 Dosis media anual por persona en el mundo, por radiación natural
0.4 Dosis originada por una radiografía de tórax
0.02 Dosis originada por Viaje de 3 horas en avión
0.005 Dosis media anual debida a la industria nuclear
En tal sentido es útil la definición de la dosis colectiva como el producto de la dosis promedio que reciben las
personas por el número de personas.
Los principios básicos de la protección radiológica son la justificación, la optimización y el de limitación.
El principio de justificación se refiere ninguna práctica de irradiación debe ser realizada a menos que ello
signifique beneficio para los pacientes expuestos o para la sociedad, para compensar el detrimento, o daño, que
causa la radiación. El beneficio debe ser mayor que el daño para justificar una irradiación.
El principio de la optimización se refiere a la selección del procedimiento óptimo, es decir aquel que signifique la
menor dosis recibida. El valor de las dosis individuales y el número de las personas expuestas y la probabilidad
de ocurrencia de exposiciones debe ser mantenida tan baja como razonablemente sea posible. En la
determinación de ese nivel tan bajo como sea posible debe considerar las condiciones económicas y sociales.
Por ejemplo, el blindaje de protección debe calcularse de acuerdo al riesgo y las posibilidades económicas del
centro. No podríamos exagerar poniendo por ejemplo cinco metro de plomo de blindaje en una facilidad de rayos
X. Ello se logra estableciendo límites en las dosis de los individuos o en el riesgo de exposiciones potenciales,
evitando las innecesarias.
El principio de limitación se refiere a que ninguna práctica de irradiación debería realizarse si se va a sobrepasar
los límites establecidos por la Autoridad Nacional. En el Perú la Autoridad es el Instituto Peruano de Energía
Nuclear (Tabla N° 1.4, valores de dosis efectiva en el Reino Unido).
Otro objetivo de la protección radiológica está relacionada con los efectos determinísticos y estocásticos.
La protección radiológica sólo puede reducir la probabilidad de los efectos estocásticos. En el caso de los
efectos determinísticos se trata de evitar llegar al umbral a partir del cual se dan esos efectos. Para ellos se dan
límites de dosis efectiva (Tablas N° 1.5 y 1.6).
TABLA N° 1.4 Dosis efectiva típica de exposiciones médicas con fines de
diagnóstico, en la década de 1990 (U.K.)
Dosis efectiva típica
Procedimiento diagnóstico
(mSv)
Exámenes con rayos x:
Extremidades y articulaciones (excepto cadera ) < 0,01
Tórax (película PA única) 0,02
Cráneo 0,07
Espina torácica 0,7
Espina lumbar 1,3
Cadera 0,3
Pelvis 0,7
Abdomen 1,0
IVU 2,5
Trago de bario 1,5
Papilla de bario 3,0
Tránsito de bario 3,0
Enema de bario 7,0
TC de cabeza 2,3
TC de tórax 8,0
TC de abdomen o pelvis 10,0
23

24. Extremidades y articulaciones (excepto cadera ) < 0,01
Estudios con radionucleidos:
Ventilación pulmonar (Xe-133) 0,3
Perfusión pulmonar (Tc-99m) 1
Riñón (Tc-99m) 1
Tiroides (Tc-99m) 1
Hueso (Tc-99m) 4
Estudio cardíaco gatillado (Tc-99m) 6
PET de cabeza (F-18 FDG) 5
Ventilación pulmonar (Xe-133) 0,3
Perfusión pulmonar (Tc-99m) 1
Riñón (Tc-99m) 1
Fondo natural de radiación anual ∼ 2,5
Datos del Comité Nacional de Radioprotección (NRPB) del Reino Unido.
TABLA N° 1.5 Clasificación de efectos biológicos deterministas
en función de la Dosis Absorbida
DOSIS ABSORBIDA EFECTO
< 0.1 Sv (< 10 rem) No hay efectos fácilmente detectables.
Daños detectables por medios especializados de
0.1 - 0.25 Sv (10 - 25 rem) laboratorios
espermiograma, hematológicos, análisis cromosómico.
Signos y síntomas clínicos en porcentaje creciente con
0.25 – 1 Sv (25 -100 rem) dosis en todos los irradiados, baja posibilidad de muerte.
Esterilidad temporal o recuperable.
< 2 Sv (< 200 rem) Baja probabilidad de lesiones permanentes y de muerte.
Probabilidad de lesiones permanentes que aumentan con la
dosis.
> 2 Sv (> 200 rem)
La probabilidad de muerte es función de dosis. La muerte
es segura sobre 10Sv (1000 rem ) .
TABLA N° 1.6 Efectos determinísticos por irradiación localizada sobre diversos órganos
ORGANO EFECTO /Observaciones DOSIS UMBRAL
Cristalino (estructura - catarata estacionaria 1 Gy (agudo) o 4 Gy Fraccionada
más radiosensible del ojo) - catarata progresiva hasta ceguera > 4 Gy
Esterilidad temporal 2 – 6 Gy (agudo)
Ovario
Esterilidad permanente 3 – 10 Gy (agudo)
Testículo (Estructura Esterilidad temporal 0,15 Gy (agudo)
más radionsensible del cuerpo) Esterilidad permanente 6 Gy (agudo)
Dosis Letal 50 por irradiación aguda
Neumonitis aguda intersticial
Pulmón > puede evolucionar hacia 8- 10 Gy
fibrosis pulmonar
(insuficiencia respiratoria)
Riñón Dosis de tolerancia 25-30 Gy fraccionada
Alteraciones al trazado de EEG e
Sistema Nervioso inducción de trastornos funcionales. 1 - 2 Gy
cerebro Necrosis, alteración de > 55 Gy (fraccionados)
la memoria y aprendizaje
24

25. Dosis de tolerancia 40 Gy (fraccionada) muy
Médula espinal (mielitis transversa) dependiente del
volumen irradiado
Derrame pericárdico y Dosis agudas > 20 Gy
Sistema Cardiovascular:
pericarditis constrictiva o dosis fraccionadas
Corazón
> 60Gy
Sistema cardiovascular: Endarteritis obliterante Injuria tardía
Endotelio de vasos sanguíneos radioinducida en órganos
Erosiones, úlceras, alteración Efectos temprano
Intestino delgado de la absorción, diarrea 2,5 – 3,5 Gy
Fístulas, obstrucciones Efectos tardíos
Hígado Dosis de tolerancia 30 Gy fraccionada
En niños, más radiosensibles, > 20 Gy
inducción de retardo del crecimiento Dosis fraccionada
Hueso y cartílago En adultos, inducción osteonecrosis > 65 Gy
Susceptibilidad al trauma e infección y < 65 Gy
retardo en la consolidación de fracturas
Depilación temporal 3-5 Gy
Depilación permanente > 7 Gy
Eritema 3-10 Gy
Piel
Radiodermitis seca 10-15 Gy
Radiodermitis exudativa 15- 25 Gy
Necrosis > 25 Gy
Depresión de la hematopoyesis 0.4 Sv/año (exposición crónica)
Sistema hematopoyético
Aplasia medular 1 Sv/ año (exposición crónica)
La protección radiológica se da para los individuos, los que pueden ser clasificados en personal
ocupacionalmente expuesto -el que conscientemente y por motivos de trabajo se exponen a la radiación y
público -el que no recibe beneficio directo. En el caso de radiodiagnóstico, el paciente es considerado como el
individuo que recibe un beneficio directo de la irradiación.
En la práctica deberá evaluarse la justificación de la irradiación. El médico deberá considerar otros métodos de
diagnóstico y tomar en última opción aquella que signifique irradiación. Asimismo, deberá buscar el
procedimiento que minimice la dosis y obtener una buena imagen. No se puede bajar la dosis que signifique una
imagen de mala calidad, porque finalmente conlleva la toma de otra placa que incrementa innecesariamente la
dosis que recibe el paciente.
El principio de limitación no existe para los pacientes. Actualmente se han establecido niveles de referencia que
depende de cada tipo de exámenes.
Para la protección del ser humano en diagnóstico con rayos X se toma en cuenta que debe irradiarse lo mínimo
posible para lograr los objetivos del proceso. En este capítulo se verá algunos aspectos que deben observarse
para llegar a ese objetivo. Pero antes de ello vamos a mencionar los límites de dosis que establece el
Reglamento de Seguridad Radiológica (Decreto Ley 21875 del 29 de mayo).
Personal ocupacionalmente expuesto.- La dosis de los trabajadores ocupacionalmente expuesto deben limitarse
de modo que no excedan:
20 mSv de dosis efectiva en un año, como promedio, en un período de 5 años consecutivos.
50 mSv de dosis efectiva en un año, siempre que no sobrepase 100 mSv en 5 años consecutivos.
150 mSv de dosis equivalente en un año, en el cristalino.
500 mSv de dosis equivalente en un año, para piel y extremidades.
Para personal que trabaja en radiodiagnóstico, en la sala de control, la medición de la dosis se realiza con un
dosímetro de cuerpo entero. Si se trabaja en radiología intervencionista o con fluoroscopía se deberá usar
dosimetría de cristalino, por lo menos para descartar una actividad continua. El personal que manipula fuentes
deberá usar dosímetro en la muñeca y el personal de medicina nuclear deberá usar dosímetro en los dedos. La
forma dependerá entonces de la actividad.
25

26. Aprendices y estudiantes.- Para aprendices de 16 a 18 años en situación de capacitación para trabajar con
radiaciones y de estudiantes de 16 a 18 años que utilicen radiaciones en el curso de su formación, los límites de
dosis son:
Una dosis efectiva de 6 mSv en un año.
Una dosis equivalente al cristalino de 50 mSv en un año.
Público.- La exposición al público como consecuencia de las prácticas no debe exceder de:
Una dosis efectiva de 6 mSv por año,
Una dosis equivalente al cristalino de 15 mSv en un año,
Una dosis equivalente a la piel de 50 mSv por año.
Asistentes voluntarios.- La exposición de personas que prestan asistencia voluntaria a pacientes, no como parte
de su empleo u ocupación, debe restringirse de modo que sea improbable que su dosis exceda 5 mSv durante
el período que abarque el examen diagnóstico o tratamiento de cada paciente.
Niños.- La dosis en niños que visiten pacientes que han incorporado sustancias radiactivas debe restringirse a
menos de 1 Sv, durante el período de diagnóstico o tratamiento del paciente.
Los límites de dosis especificados en esta sección se aplican a la suma de las dosis por exposición externa a
radiación penetrante y por incorporaciones en el mismo período.
Parámetros básicos de protección
La minimización de la irradiación por una fuente externa sobre un cuerpo se obtiene, fundamentalmente,
aumentando la distancia a la fuente, disminuyendo el tiempo de irradiación e interponiendo un blindaje ante la
fuente. La forma más simple resulta la distancia, la que se puede lograr usando mecanismos de control a
distancia. Los brazos mecánicos, por ejemplo, constituyen una forma de aumentar la distancia a la fuente que
desea se manipular. El tiempo de irradiación depende del proceso y no siempre puede disminuirse fácilmente.
El blindaje es una forma efectiva de disminuir la irradiación, pero debe hacerse un balance entre el costo y
beneficio para calcular la cantidad de blindaje.
En la radiodiagnóstico, debido a la naturaleza de la práctica están definidos los tiempos y las distancias. De
modo que deberá evaluarse adecuadamente el blindaje, es decir la barrera de protección contra la radiación.
***
Síndrome Agudo de Radiación, SAR
Es el conjunto de síntomas y signos consecutivos a la irradiación aguda en todo el cuerpo (Tablas N° 1.7, 1.8,
1.9 y 1.10), cuya severidad depende de la magnitud de la dosis de radiación y su distribución temporo-espacial.
Se manifiesta en tres formas:
Forma hematopoyética: 1-10 Gy
Forma gastrointestinal: 10-20 Gy
Forma neurovascular: > 20 Gy (incluso algunos autores distinguen cardiovascular (20-50 Gy)
y neurológica (> 50 Gy).
TABLA N° 1.7 Efectos de la exposición aguda en todo el cuerpo
Dosis (mSv) Efectos
> 50.000 Daños graves en el sistema nervioso central - rápidamente letal.
26

27. 8.000 - 50.000 Destrucción de la superficie intestinal y los glóbulos blancos –
muerte en dos semanas.
4.000 La mitad de los casos mueren en 60 días si no reciben tratamiento médico
(Dosis letal 50/ 60)
2.000 – 8.000 Daños en los glóbulos blancos y en el intestino. La muerte se produce por
infecciones secundarias, pero en muchos casos se puede evitar con un
tratamiento médico
1.000 – 2.000 Síndrome de irradiación – nauseas, vómitos, diarrea - no es
Letal. Requiere tratamiento.
TABLA N° 1.8 Efectos vs. Dosis Absorbida, en caso de SAR
Dosis Absorbida Efectos
Muerte del individuo en un breve lapso de tiempo, entre algunas horas y unos
Mayor a 100 Gy
días, ya que se producen lesiones en el Sistema Nervioso Central.
Muerte entre una y dos semanas después de la irradiación, debido a
10- 50 Gy lesiones gastrointestinales.
5 – 10 Gy Inflamación, eritemas y descamación seca o húmeda de la piel
Muerte de la mitad de las personas irradiadas en un plazo de uno a dos
3 - 5 Gy meses, ya que se afecta la médula ósea, productora de células
sanguíneas.
Alteraciones en diversos órganos y tejidos, que van seguidas de
reparación y cicatrización, lo que puede dar lugar a su recuperación
Menos de 3 Gy total o parcial. Debe mencionarse que en el caso de los testículos,
con una dosis de 2 Gy puede producirse una esterilidad definitiva,
en tanto que a 0.1 Gy se produce esterilidad temporal.
TABLA N° 1.9 Efectos de la exposición aguda en órganos específicos
Dosis (mSv) Órgano Efecto
3 500 Testículos Esterilidad permanente
3 500 Ojos Formación de cataratas
3 000 Ovarios Esterilidad
2 500+ Piel Enrojecimiento de la piel (eritema) y posible
pérdida permanente del pelo
500 Médula Formación reducida de glóbulos rojos
150+ Testículos Esterilidad Temporal
27

28. 60 Feto Posibles malformaciones
TABLA N° 1.10 Características del Síndrome Agudo de Radiación Aguda (SAR)
Efectos Cerebrales Gastro Intestinales Hematológicos
Sistema Nervioso Intestino Delgado Médula Ósea
Órgano Afectado
Central (SNC) (ID) (MO)
Promedio de Dosis
20 5 1
(Gy)
Período de latencia 1/2 - 3 horas 3 - 5 días 3 semanas
Diarrea, vómito,
Signos y síntomas Letargia, Leucopenia púrpura
fiebre, alteración
principales convulsiones, ataxia infección
balance electrolítico.
Denudación de
Patología Base Inflamación S.N.C. Atrofia Aplasia M.O.
mucosa del I.D.
Tiempo en que
ocurre la muerte (si 2 días 2 semanas 2 días
es que ocurre)
Paro Cardio- Hemorragia
Causa de muerte Colapso circulatorio
respiratorio infección
Pronóstico
Letal Grave Media
Gravedad
CAPÍTULO II
ULTRASONIDOS
2.1 Introducción.-
La utilización del sonido en el diagnóstico médico se emplea desde hace varios siglos: La técnica de la
percusión fue el primer uso de la acústica en medicina.
Por lago tiempo los productores de ultrasonidos fueron los instrumentos de viento: el silbato de Galton y la
sirena.
28

29. En 1912, después de la catástrofe del trasatlántico Titanic, el físico inglés Richardson propone realizar la
detección de los icebergs recibiendo ecos ultrasónicos emitidos por los navíos.
En 1917, el ingeniero naval Paul Langevin, que trabajaba en Francia en la detección de submarinos,
resuelve el problema de una emisión ultrasónica de energía suficiente adoptando el fenómeno
piezoeléctrico.
En 1943, Dussik, con el empleo del ultrasonido emitido en forma continua, pone de manifiesto el sistema
ventricular cerebral.
En 1952, Howry realiza las primeras ecografías bidimensionales.
En 1955, Leksell pone a punto la ecoencefalografía, mientras que Firestone, Hertz y Esler sientan las bases
del diagnóstico ecocardiográfico.
En 1969 se realiza en Viena el primer congreso mundial de diagnóstico por ultrasonido en medicina.
En 1976 aparecen los primeros aparatos que ecotomografías con escala de grises, progreso que permitiría
la gran difusión de este medio de diagnóstico. De igual manera en esta década se empiezan a producir los
primeros dispositivos con la modalidad Doppler.
En la década de los 80, se obtiene un sistema de ultrasonido totalmente informático con base de datos,
menú y programas de usuario.
En 1985 el transductor transvaginal fue el primero en su tipo en el mercado mundial, era una sonda
panorámica con un ángulo de barrido de 240 grados.
En 1989 se presentó al mundo el primer sistema de ultrasonido en 3 dimensiones.
En la década del 1990 aparece el sistema de ultrasonido 3D de tercera generación. En 1998 fue inventada
la tecnología “3D live” (4D).
***
2.2 PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA ACÚSTICA
SONIDO. Es una forma de energía que se propaga en un medio material como ondas de presión sucesivas
(o vibraciones mecánicas). Es un desplazamiento molecular producido por una fuerza mecánica externa,
cuya dirección e intensidad esta dado por dicha fuerza y cuando cesa ésta, las moléculas regresan a su
posición original. En ausencia del medio (en el vacío) no existe esta propagación. Podemos considerar a las
moléculas del medio como unidas entre sí por resortes que representan las características de aquél:
atenuación, viscosidad, elasticidad, etc.
Al producirse una excitación mecánica, por ejemplo, un grito o un golpe, ocurre una vibración a partir de la
fuente, que se traduce a las moléculas más cercanas como una desviación de su posición de equilibrio, e
inicia un movimiento vibratorio armónico, que se trasmite molécula a molécula, a través de niveles de
posición: compresión o expansión, y que continuaría hasta el infinito si no hubiera roces internos o efecto de
viscosidad del medio (atenuación)(Fig. 2.1).
29

30. La vibración se propaga a partir de su punto de origen longitudinalmente, molécula a molécula, a lo largo de
una distancia considerable y es llamada onda sonora longitudinal. No existe desplazamiento de las
moléculas en sí, sino un movimiento vibratorio armónico de éstas, que se reduce a pequeñas vibraciones
alrededor de la posición de equilibrio que tenían originalmente, y estas vibraciones se comunican molécula
a molécula avanzando en cierto sentido. De esto surge inmediatamente que cuanto más alejadas estén las
moléculas entre sí, más dificultad habrá en la propagación de la onda mecánica, es decir, más lenta será su
velocidad y más tiempo tardaría en llegar la perturbación a cierta distancia del origen del fenómeno. En la
siguiente tabla algunas velocidades en diferentes medios de las ondas sonoras (Tabla N° 2.1).
TABLA N° 2.1 Velocidad del sonido en algunos
Tejidos y materiales corporales
Tejido/materia Velocidad (m/seg)
Aire 331
Grasa 1450
Agua destilada 1498
Tejidos blandos 1540
Cerebro 1541
Hígado 1549
Riñón 1561
Bazo 1566
Músculo 1585
Hueso craneal 4080
En un sólido podemos considerar a todas las moléculas vinculadas rígidamente por barras en vez de
resortes y en este caso el sonido se trasmite mucho más rápido, casi en forma instantánea. La velocidad del
sonido o propagación es por lo tanto finita y depende de las propiedades del medio en el cual se efectúa. La
velocidad es tanto mayor cuanto más elevada sea la densidad del medio.
La onda sonora. Al producirse la propagación de la onda vibratoria y a causa de la naturaleza de las
fuerzas elásticas que unen a las moléculas (en medios acuosos), las distancias entre éstas no permanecen
constantes, y a cada instante hay regiones en las cuales las distancias intermoleculares son más pequeñas
y otras en las que son más grandes. La presión en un punto dado es proporcional a la concentración de
moléculas y, por de ende, será mayor en las regiones donde las distancias intermoleculares sean menores.
Lo interesante es que verse las distancias entre dos máximos de alta presión o de baja presión se
mantienen constantes, lo cual puede graficado en la curva de presión, donde se representa la amplitud o
valor de presión dado por la concentración molecular en función de la distancia a la fuente emisora. A este
tipo de onda, en que las moléculas vibran alrededor de su posición de reposo a lo largo de la dirección de
propagación de la onda, se la llama “onda longitudinal”, y es la que utilizamos para nuestro estudio (Fig.
30

31. 2.2).
ECO: Es el fenómeno acústico producido por la reflexión de ondas sonoras en un obstáculo y que consiste
en la percepción de un segmento análogo, pero más débil (Fig. 2.3). La aplicación de los ultrasonidos en el
diagnóstico médico se basa en el principio del eco, es decir, es un método que registra imágenes
producidas por los ecos provenientes de los tejidos corporales. y por dicho motivo se llaman a estas
exploraciones ecografías, ya sean encefálicas, cardiacas, abdominales, tiroideas, etc.
Reflexión y atenuación del sonido. La propiedad de los tejidos responsable de la reflexión del sonido
(eco) se llama impedancia acústica (Z). Depende de la densidad del medio (P) y de la velocidad de la onda
(V), relación que se expresa mediante la ecuación: Z = VP. Cada tejido o material tiene un valor Z
característico y, por tanto, diversa capacidad para reflejar las ondas sónicas (Tabla N° 2.2).
TABLA N° 2.2 Impedancia acústica característica (Z) de
algunos materiales y tejidos corporales
Materia o tejido Z (g/cm2seg)10-5
Aire 0.0001
Agua 1.5
Grasa 1.4
31

32. Riñón 1.6
Hígado 1.6
Músculo 1.7
Hueso craneal 8.0
La interfase acústica se define como la frontera entre dos medios o materiales con diferente capacidad de
reflexión. La cantidad de sonido que se refleja en una interfase es proporcional a la diferencia de
impedancia acústica entre los medios adyacentes. Este es el factor primario que permite demostrar las
estructuras orgánicas con el empleo de haces ultrasónicos. En la tabla … se muestra la gran diferencia de
impedancia que existe entre el aire y el agua o los tejidos corporales. Esto explica que cuando se presenta
una interfase aire-agua, o aire-tejido, todo el sonido sea reflejado. Por tal motivo, cuando se explora a un
paciente, es necesario interponer entre la sonda emisora y la piel un gel que elimine la capa de aire y evite
la interfase indeseable. Por lo misma razón, no es factible examinar órganos que contienen aire.
La intensidad de una onda ultrasónica a través de tejidos blandos decrece constantemente a medida que se
propaga, como resultado, en esencia, de tres factores: a) la divergencia del haz ultrasonoro; b) la absorción
por parte del elemento viscoso o los tejidos; c) la reflexión, parte del haz que nos interesa para detectar los
fenómenos. La atenuación crece rápidamente con la frecuencia (Fig. 2.4).
Los ultrasonidos. Las frecuencias de sonidos perceptibles por el ser humano oscilan entre 16 y 20,000 Hz
y aquellas que sobrepasan este límite se llaman ultrasonidos, definición que es arbitraria, ya que no hay
diferencias cualitativas en el sonido, y así numerosos animales como el gato, el perro, el delfín o el
murciélago perciben frecuencias mayores. Una clasificación referencial es la que se muestra continuación
(Tabla N° 2.3).
TABLA N° 2.3 Clasificación del sonido según su Frecuencia
Frecuencia Denominación
Menor de 16 Hz Infrasonido
De 16 a 16000 Hz Sonidos Audibles
De 16000 a 1010 Hz Ultrasonido
32