Evolución de la Imagen Médica Radiológica desde Roentgen hasta

Evolución de la Imagen Médica Radiológica desde Roentgen
hasta la Digitalización
Poster no.:
S-0001
Congreso:
SERAM 2012
Tipo del póster: Presentación Electrónica Educativa
Autores:
A. Martinez Noguera, E. Montserrat Esplugas, P. Estrada, A.
Capdevila; Barcelona/ES
Palabras clave:
Física de la radiología, Educación, Dirección / Gestión
DOI:
10.1594/seram2012/S-0001
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Objetivo docente
•
•
En esta presentación revisamos los inicios de la imagen médica radiológica
y su evolución hasta llegar a la era actual de la digitalización.
Discutimos sus avances y ventajas en la práctica médica diaria así como
sus posibles limitaciones y costes
Revisión del tema
INTRODUCCIÓN:
Cuando Roentgen descubrió los RX en 1895, ya hacía años que se había descubierto
la fotografía. Esto hizo que de forma inmediata Roentgen observase que dichos rayos X
impresionaban o velaban las placas radiográficas que tenía en su laboratorio.
La historia real de la fotografía empieza en el año 1839, con la divulgación mundial
del primer procedimiento fotográfico: el daguerrotipo (proceso para la obtención de
fotografías sobre una superficie de plata pulida).Sus antecedentes fueron en el año 1816,
cuando el francés Niepce obtuvo unas primeras imágenes fotográficas, inéditas, que no
pudo fijar permanentemente.
La fotografía más antigua que se conserva es una reproducción de la imagen conocida
como" Vista desde la ventana en le Gras", obtenida en 1826 con una cámara oscura y
soporte de emulsión química de sales de plata.
La historia de la imagen en Medicina empezó con la Fotografía, siguió con los RX,
Cine, Computadora, Tomógrafo, Ultrasonidos, Resonancia Magnética, Medicina Nuclear
y otras técnicas de imagen que iremos exponiendo en este póster, hasta la Digitalización
total con la desaparición de la placa radiográfica a finales del siglo XX y principios del XXI
1895: DESCUBRIMIENTO DE LOS RX POR ROENTGEN
Sobre una mesa de madera, cerca de la ventana y la mirada de un gran reloj de pared,
Roentgen, el viernes 8 de noviembre de 1895, realizando sus experimentos en el tubo
de Hittorf-Crookes, descubrió de forma casual que se iluminaba el cartón con el platino-
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cianuro de bario. La primera radiografía que hizo en el laboratorio fue de la mano de
Berta, su mujer (Figs.1-3).
La primera demostración pública de los Rayos X ocurrió el 23 de enero de 1896 delante
de una larga y selecta audiencia. Roentgen invitó a su colega universitario, el famoso
anatomista Kölliker, a dejarse fotografiar su mano por estos nuevos rayos X
La difusión de la noticia fue inmediata en todo el mundo, y no sólo en el área científica.
La prensa de toda Europa y al otro lado del Atlántico se hace eco.Unos días después, el
premio Nobel Echegaray escribía:" Ya las sombras no son un misterio: hay una luz-que
es sombra también- que nos va a hacer visibles los más ocultos senos de las tinieblas...."
SIGLOS XX-XXI : AVANCES TECNOLÓGICOS EN RADIOLOGÍA E IMPORTANTES
DESCUBRIMIENTOS EN EL DIAGNÓSTICO
POR LA IMAGEN
TUBO DE RX: En la figura 4 se ve un tubo de RX sacado de la estructura que lo envuelve.
Los tubos actuales son de cátodo incandescente y con vacío elevado que permite que los
electrones no interaccionen con moléculas de gas y pierdan energía. El ánodo giratorio
permite que no se produzcan problemas de refrigeración.
INTENSIFICADOR DE IMAGEN O LUMINOSIDAD: soluciona el problema de la baja
percepción de detalles de la imagen radioscópica convencional. La imagen de radiación
es transformada en imagen luminosa con intensidad de brillo mayor. El resultado es una
imagen de gran luminosidad, más pequeña que la original y que puede verse en un
monitor a través de un circuito cerrado de televisión
LA PELíCULA RADIOGRÁFICA. La radiografía (Fig.5) es una representación
fotográfica sobre una emulsión, de las variaciones de intensidad de un haz de RX
después de atravesar estructuras de diferentes densidades y espesores.
Las técnicas de procesado de la película radiográfica han ido evolucionando hasta llegar
a la procesadora automática luz-día .
UNIDADES RADIOLÓGICAS TELEMANDADAS: tienen sistemas de radioscopia
televisada y mandos a distancia para dirigir los movimientos de la mesa. El seriador de
películas permite obtener varias imágenes en un mismo chasis
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1945: INVENCIÓN DE LA COMPUTADORA
Los grandes avances en el diagnóstico médico mediante la imagen radiológica no
hubiese sido posible sin la invención de la computadora y el desarrollo paralelo de la
informática
Desde que empezó a utilizarse los computadores para obtener una imagen digital
(tomografía computarizada), los avances tecnológicos en la radiología digital han sido
muy importantes en los diferentes campos de obtención y representación de imágenes,
almacenamiento y más recientemente en la transmisión a distancia
1972: TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA
Después del descubrimiento de los RX por Roentgen, la Tomografía Computarizada
(TC) ha sido la invención más importante en el diagnóstico por la imagen . Las primeras
aplicaciones clínicas se realizaron en 1972. En 1979, Hounsfield y Cormack (físico
norteamericano que también contribuyó a su descubrimiento), recibieron el Premio Nobel
de Medicina.
La TC permite ver cortes axiales del cuerpo humano a partir de muchas determinaciones
de absorción de los fotones de los RX. En 1978 se instaló el primer TC en España y fue
en el Hospital de Sant Pau de Barcelona.
1976-2010: EVOLUCIÓN DE LA TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA (TAC O
TC)
Desde que en 1970 se diseñó el primer equipo de TC hasta la actualidad, han ido
sucediéndose diferentes generaciones que han mejorado la rapidez y la calidad de
la imagen, modificándose especialmente la rotación del tubo de RX y la localización
y número de detectores. La mayor innovación ha sido el TC helicoidal multicorte
((2001-02), que permite cortes muy finos. El diseño de los detectores ha sido, no
obstante,el avance más significativo.
Los avances realizados con la TC multicorte y la continua puesta al dia de los software
han permitido ampliar sus aplicaciones: estudios de perfusión cerebral, análisis vascular
avanzado, colonoscopia virtual , visualización en 3D, etc.(Fig.6)
1942-2010: APLICACIÓN DE LOS ULTRASONIDOS EN MEDICINA
Los ultrasonidos (US) se basan en la detección y representación de los ecos reflejados
(energía acústica) en las distintas interfases del cuerpo. Aunque la primera aplicación
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en medicina se debe a Dussik (1942), ya habían sido aplicados en la industria naval
durante la Segunda Guerra Mundial (sónar).
Kossoff (1972) consiguió mejorar la calidad de la imagen, desarrollando la técnica de
escala de grises. La incorporación de los ordenadores permitió incorporar las ventajas
de la digitalización en los US.
El transductor o sonda es el que produce los US y funciona como emisor y receptor.
Transforma las cargas eléctricas aplicadas en vibraciones. Según su frecuencia y forma
de emisión del US existen varios. Hoy dia, todos son electrónicos y multifrecuencia. La
última innovación (2010) es el transductor matrix volumétrico (Fig. 7).
1976-2010 : RESONANCIA MAGNÉTICA (RM)
El principio de la Resonancia magnética nuclear (RMN), denominación inicial, se publicó
en 1946. Bloch y Purcell demostraron que algunos núcleos bajo la acción de un campo
magnético intenso podían absorber energía de ondas de radiofrecuencia y a su vez emitir
señales de radiofrecuencia que pueden ser captadas por una antena. En 1976 se obtuvo
la primera imagen de un animal vivo. A partir de entonces , el desarrollo en el campo de
la radiología ha sido muy importante.
La RM: (Figs.8-10))
• No utiliza radiaciones ionizantes
• Ni el aire ni el hueso son obstáculos
• Más cara que la TC y los US
• Técnicamente más avanzada y dificil de interpretar
Pasos de un examen RM:
1. Se coloca al paciente en un magneto
2. Se le envía una onda de radio
3. La onda de radio es devuelta
4. El paciente emite una señal, que es recibida y usada para la reconstrucción de la
imagen
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RADIOLOGÍA DIGITAL
La Radiografía computarizada (CR) y la radiografía digital directa (DR) triunfan hoy
dia sobre la radiografía convencional (Figs.11 y 12). Son ya tecnologías maduras que
se han ganado su aceptación clínica. Durante los últimos 25 años muchos sistemas de
placas radiográficas han sido sustituidos por unidades digitales.
Los dos principales sistemas de detectores usados en la radiología digital son las
pantallas fosforecentes fotoestimulables en la CR y el panel plano (fat -planel) en estado
sólido en la DR. La DR incluye detectores de conversión indirecta y otros de conversión
directa.
La DR proporciona imágenes en un tiempo mínimo y de mucha mejor calidad que los
sistemas convencionales y la CR. Significa también un ahorro económico anual.
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN Y ARCHIVOS DE IMÁGENES
El año 2009 se concedió el Premio Nobel de Física a Charles Kao, Willian Boyle y
George Smith por sus aplicaciones prácticas en optoelectrónica (Fig.13).
La aplicación informática en sanidad (Fig.14) nos permite trabajar en interacción con los
tres sistemas: el HIS (sistema informático del hospital), el RIS (sistema informático de
radiología) y el PACS (sistema de archivo y comunicación) . La misión primordial del
PACS es que el conjunto de exploraciones de un paciente y sus informes, incluyendo
las anteriores, estén a disposición del médico.
Las estaciones de trabajo permiten un acceso rápido a las imágenes radiológicas,
realizar los informes radiológicos y utilizar las herramientas de diagnóstico necesarias.
FUSIÓN DE IMAGEN MÉDICA
Las técnicas actuales de fusión permiten un análisis e integración de imágenes obtenidas
por diferentes equipos de radiología y medicina nuclear: TC, RM, SPECT (tomografía
computarizada por emisión de fotón único), PET (tomografía por emisión de positrones),
dando lugar a una imagen única que facilita la interpretación (Fig.15 y 16).
BIBLIOGRAFIA
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1.Cabrero Fraile FJ. Imagen Radiológica. Principios físicos e instrumentación.Barcelona:
Masson, SA, 2004
2. Cowen AR, Davies AG, Kengyelics SM. Advances in computed radiography systems
and their physical imaging characteristics. Clin Radiol 2007;62(12):1132-1141
3. Eisenberg RL. Radiology: an illustrated history. Mosby-Year Book, St.Louis, 1992
4. Gálvez Galán, F. La mano de Berta: otra historia de la Radiología. I.M.& C, 1995
5. A. Martínez Noguera, T.García, R.Larrosa el al.C.Comas and A.Prió pioneers and
martirs of spanish Radiology. RadioGraphics 1996, 16: 1215-1220.6. Historia de la
fotografía.
6. http://es.wikipedia.org/wiki/Historia
Images for this section:
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Fig. 1: Roentgen
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Fig. 2: Berta, la mujer de Roentgen
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Fig. 3: "La mano de Berta": primera radiografía obtenida del cuerpo humano
Fig. 4: Tubo de RX sacado de la estructura que lo envuelve
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Fig. 5: Placa de RX. Radiografía de un Abdomen simple
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Fig. 6: TC multicorte
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Fig. 7: US3D multicorte del Riñón con hidronefrosis. Exploración realizada con el
transductor X6-1 (cortesía de Philips)
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Fig. 8: Equipo de RM de 1.5 Teslas
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Fig. 9: RM axial de cráneo.Programación para la obtención de un plano sagital
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Fig. 10: RM sagital del cerebro. Corte obtenido del plano axial de referencia
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Fig. 11: Equipo de radiología digital computarizada (CR)
Fig. 12: Equipo de radiología digital directa (DR)
Fig. 13: Nota periodística del País,comunicando la concesión del Premio Nobel
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Fig. 14: Esquema que muestra la interacción práctica que debe existir entre los tres
sistemas en sanidad
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Fig. 15: Equipo híbrido de PET/TC
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Fig. 16: PET/TC abdominal.Realizada con 2-Deoxi-2(18F) Fluoro-DGlucosa en la
detección de malignidad en una neoplasia mucinosa papilar intraductal del páncreas
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Conclusiones
•
Los grandes avances en el diagnóstico médico mediante la imagen
radiológica no habrían sido posible sin la invención de la computadora y el
desarrollo paralelo de la informática
•
Después del descubrimiento de los RX por Roentgen, la TC ha sido la
invención más importante en el diagnóstico por la imagen
•
Los avances tecnológicos en la radiología digital permiten la obtención y
representación de imágenes, almacenamiento y transmisión a distancia
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