Aplicacion de la R.I C2

Servicios en Protección Radiológica
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APLICACIÓN DE RADIACIÓN IONIZANTE
Objetivos
Conocer los equipos y sus componentes que se usan en radiología.
Conocer como funciona un equipo emisor de radiación con sus partes.
Introducción
La aplicación de la radiación ionizante en la medicina atraído varias
especializaciones o maneras diferentes de ver la medicina.
Ya que con esta área se puede dar un diagnóstico más amplio y los estudios
pueden ser complementados para obtener un mejor resultado diagnóstico,
además que también se puede dar tratamiento para tener un mejor control de
la enfermedad.
La aplicación de los rayos X en medicina se realiza mediante la utilización de
equipos que generan partículas individuales (fotones) que pasan a través del
cuerpo para luego ser detectados por una película sensible. Esta propiedad de
atravesar diversas sustancias y de impresionar placas fotosensibles permite
utilizar esta radiación para el uso médico. Las estructuras densas (como los
huesos) absorben la mayoría de los fotones mientras que las estructuras
blandas y el aire dejan pasar las radiaciones generadas en el origen actuando
sobre la película de revelado. De este modo los huesos se ven en colores muy
claros o blancos, las estructuras que contienen aire se ven negras y los
músculos, la grasa y los líquidos aparecen en sombras grises. El metal y los
medios de contraste bloquean casi todos los fotones y aparecen de un blanco
brillante.
La ciencia básica de la generación y detección de rayos X es la clave tras las
radiografías generales del cuerpo, de las mamografías, de las fluoroscopias
(creación de imágenes en pantallas de video en tiempo real) y de las
tomografías computarizadas.
Los rayos X se emplean sobre todo en los campos de la investigación
científica, la industria y la medicina.
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1. INVESTIGACIÓN
El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la física
teórica, sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica. Como herramienta
de investigación, los rayos X han permitido confirmar experimentalmente las
teorías cristalográficas. Utilizando métodos de difracción de rayos X es posible
identificar las sustancias cristalinas y determinar su estructura. Casi todos los
conocimientos actuales en este campo se han obtenido o verificado mediante
análisis con rayos X. Los métodos de difracción de rayos X también pueden
aplicarse a sustancias pulverizadas que, sin ser cristalinas, presentan alguna
regularidad en su estructura molecular. Mediante estos métodos es posible
identificar sustancias químicas y determinar el tamaño de partículas
ultramicroscópicas. Los elementos químicos y sus isótopos pueden
identificarse mediante espectroscopia de rayos X, que determina las longitudes
de onda de sus espectros de líneas característicos. Varios elementos fueron
descubiertos mediante el análisis de espectros de rayos X.
Algunas aplicaciones recientes de los rayos X en la investigación van
adquiriendo cada vez más importancia. La microrradiografía, por ejemplo,
produce imágenes de alta resolución que pueden ampliarse
considerablemente. Dos radiografías pueden combinarse en un proyector para
producir una imagen tridimensional llamada estereorradiograma. La radiografía
en color también se emplea para mejorar el detalle; en este proceso, las
diferencias en la absorción de rayos X por una muestra se representan como
colores distintos. La microsonda de electrones, que utiliza un haz de electrones
muy preciso para generar rayos X sobre una muestra en una superficie de sólo
una micra cuadrada, proporciona también una información muy detallada.
2. INDUSTRIA
Además de las aplicaciones de los rayos X para la investigación en física,
química, mineralogía, metalurgia y biología, los rayos X también se emplean en
la industria como herramienta de investigación y para realizar numerosos
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procesos de prueba. Son muy útiles para examinar objetos, por ejemplo piezas
metálicas, sin destruirlos. Las imágenes de rayos X en placas fotográficas
muestran la existencia de fallos, pero la desventaja de este sistema es que el
equipo de rayos X de alta potencia que se necesita es voluminoso y caro. Por
ello, en algunos casos se emplean radioisótopos que emiten rayos gamma de
alta penetración en vez de equipos de rayos X. Estas fuentes de isótopos
pueden albergarse en contenedores relativamente ligeros, compactos y
blindados. Para la radiografía industrial se suelen utilizar el cobalto 60 y el
cesio 137. En algunas aplicaciones médicas e industriales se ha empleado tulio
70 en proyectores isotópicos pequeños y cómodos de usar.
Muchos productos industriales se inspeccionan de forma rutinaria mediante
rayos X, para que las unidades defectuosas puedan eliminarse en el lugar de
producción. Existen además otras aplicaciones de los rayos X, entre las que
figuran la identificación de gemas falsas o la detección de mercancías de
contrabando en las aduanas; también se utilizan en los aeropuertos para
detectar objetos peligrosos en los equipajes. Los rayos X ultrablandos se
emplean para determinar la autenticidad de obras de arte y para restaurar
cuadros.
3. IMAGENOLOGÍA
Las fotografías de rayos X o radiografías y la fluoroscopia se emplean mucho
en medicina como herramientas de diagnóstico. En la radioterapia se emplean
rayos X para tratar determinadas enfermedades, en particular el cáncer,
exponiendo los tumores a la radiación.
La utilidad de las radiografías para el diagnóstico se debe a la capacidad de
penetración de los rayos X. A los pocos años de su descubrimiento ya se
empleaban para localizar cuerpos extraños, por ejemplo balas, en el interior del
cuerpo humano. Con la mejora de las técnicas de rayos X, las radiografías
revelaron minúsculas diferencias en los tejidos, y muchas enfermedades
pudieron diagnosticarse con este método. Los rayos X eran el método más
importante para diagnosticar la tuberculosis cuando esta enfermedad estaba
muy extendida. Las imágenes de los pulmones eran fáciles de interpretar
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porque los espacios con aire son más transparentes a los rayos X que los
tejidos pulmonares. Otras cavidades del cuerpo pueden llenarse artificialmente
con materiales de contraste, de forma que un órgano determinado se vea con
mayor claridad. El sulfato de bario, muy opaco a los rayos X, se utiliza para la
radiografía del aparato digestivo. Para examinar los riñones o la vesícula biliar
se administran determinados compuestos opacos por vía oral o intravenosa.
Estos compuestos pueden tener efectos secundarios graves, por lo que sólo
deben ser empleados después de una consulta cuidadosa. De hecho, el uso
rutinario de los rayos X se ha desaconsejado en los últimos años, ya que su
utilidad es cuestionable.
Un aparato de rayos X de invención reciente, y que se emplea sin compuestos
de contraste, proporciona visiones claras de cualquier parte de la anatomía,
incluidos los tejidos blandos. Se conoce como escáner (scanner) o aparato de
tomografía axial computerizada; gira 180° en torno al cuerpo del paciente
emitiendo un haz de rayos X del grosor de un lápiz en 160 puntos diferentes.
Unos cristales situados en los puntos opuestos reciben y registran la absorción
de los distintos espesores de tejido y huesos. Estos datos se envían a un
ordenador o computadora que convierte la información en una imagen sobre
una pantalla. Con la misma dosis de radiación que un aparato de rayos X
convencional, puede verse todo un corte de espesor determinado del cuerpo
con una claridad aproximadamente 100 veces mayor. El escáner fue inventado
en 1972 por el ingeniero electrónico británico Godfrey Hounsfield, y en 1979 ya
se había generalizado su uso.
Después de la radiación natural, la exposición médica es una de las mayores
fuentes de exposición creada por el hombre. Está se utiliza con fines médicos
para visualizar estructuras u órganos en los cuales es de vital importancia
observar para tener un
Para ello se emplea se emplea fundamentalmente Rayos X de baja energía y
en aquellos órganos o estructuras en las que las imágenes obtenidas no aporta
suficiente información, se ha recurrido al uso de otras fuentes como lo son los
radionucleidos.
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Equipos emisores de radiación ionizante diagnóstico
Los equipos diagnósticos funcionan normalmente entre energías que van de 25
a 150 KV y de 1 a 800 mAs.
Generalmente un equipo diagnóstico de radiación ionizante consta de los
siguientes elementos:
1. Generador de Alta tensión
2. Consola de control: La consola de control es la parte del aparato de
rayos X que permite comprobar la intensidad de la corriente y la tensión
del tubo de rayos X de forma que el haz de rayos X útil tenga la
intensidad y capacidad de penetración apropiada para obtener una
radiografía de buena calidad. En la consola de control se encuentran:
•
Llave de encendido que pone en funcionamiento los circuitos
del aparato.
•
Un dispositivo selector de miliamperaje, que es el numero de
electrones o carga que circula por el tubo en la unidad de
tiempo y esto influye en la cantidad de fotones de rayos X a
los que el paciente es expuesto por segundo. Se mide en
miliamperios.
•
Un dispositivo para fijar el tiempo de exposición
(temporizador). El miliamperaje por el tiempo de exposición
constituye los miliamperios por segundo, que representan la
cantidad de fotones producida por el tubo mientras funciona,
es decir, durante el tiempo de exposición.
•
Un dispositivo selector del kilovoltaje, que es la tensión entre
el cátodo y el ánodo, y es un parámetro que influye en la
velocidad y en la energía de los electrones y en la energía de
los rayos X. Altos kilovoltajes nos dan altas velocidades de los
electrones, fotones muy enérgicos, mucha energía o rayos X
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duros (con elevado poder de penetración). El valor máximo de
la energía que llevan los electrones que alcanzan el ánodo,
coincide numéricamente con el calor de los kilovoltios pico de
disparo. La unidad de energía es el electrón-voltio (e.V), este
es la energía cinética que adquiere un electrón inicialmente en
reposo al ser acelerado por la diferencia de potencial de un
voltio.
3- Unidad generadora de rayos X
4- Mesa Radiográfica
Tubo de Rayos X
El primer tubo de rayos X fue el tubo de Crookes, llamado así en honor a su
inventor, el químico y físico británico William Crookes; se trata de una ampolla
de vidrio bajo vacío parcial con dos electrodos. Cuando una corriente eléctrica
pasa por un tubo de Crookes, el gas residual que contiene se ioniza, y los iones
positivos golpean el cátodo y expulsan electrones del mismo. Estos electrones,
que forman un haz de rayos catódicos, bombardean las paredes de vidrio del
tubo y producen rayos X. Estos tubos sólo generan rayos X blandos, de baja
energía.
Un primer perfeccionamiento del tubo de rayos X fue la introducción de un
cátodo curvo para concentrar el haz de electrones sobre un blanco de metal
pesado, llamado anticátodo o ánodo. Este tipo de tubos genera rayos más
duros, con menor longitud de onda y mayor energía que los del tubo de
Crookes original; sin embargo, su funcionamiento es errático porque la
producción de rayos X depende de la presión del gas en el tubo.
La siguiente gran mejora la llevó a cabo en 1913 el físico estadounidense
William David Coolidge. El tubo de Coolidge tiene un vacío muy alto y contiene
un filamento calentado y un blanco. Esencialmente, es un tubo de vacío
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termoiónico en el que el cátodo emite electrones al ser calentado por una
corriente auxiliar, y no al ser golpeado por iones, como ocurría en los anteriores
tipos de tubos. Los electrones emitidos por el cátodo calentado se aceleran
mediante la aplicación de una alta tensión entre los dos electrodos del tubo. Al
aumentar la tensión disminuye la longitud de onda mínima de la radiación.
La mayoría de los tubos de rayos X que se emplean en la actualidad son tubos
de Coolidge modificados. Los tubos más grandes y potentes tienen anticátodos
refrigerados por agua para impedir que se fundan por el bombardeo de
electrones. El tubo antichoque, muy utilizado, es una modificación del tubo de
Coolidge, con un mejor aislamiento de la carcasa (mediante aceite) y cables de
alimentación conectados a tierra. Los aparatos como el betatrón o aceleradores
de partículas, se emplean para producir rayos X muy duros, de longitud de
onda menor que la de los rayos gamma emitidos por elementos naturalmente
radiactivos.
Carcasa Protectora
Formada de plomo, y diseñada para controlar los peligros que afectaron a la
radiología en sus principios.
El tubo de rayos X, siempre esta montado en una carcasa protectora, formada
de plomo, y diseñada para controlar los serios peligros que afectaron a la
radiología en sus principios, (exposición excesiva a la radiación, descarga
eléctrica). La carcasa protectora proporciona también un soporte mecánico al
tubo de rayos X, y lo protege frente al posible daño producido por la
manipulación descuidada. Cuando se producen, los rayos X son emitidos con
la misma intensidad en todas las direcciones, pero nosotros solo empleamos
los emitidos a través de una sección especial del tubo de rayos X, llamada
ventana. Los rayos X emitidos a través de la ventana se conocen como haz útil,
los restantes que se escapan a través de la carcasa protectora son, la radiación
de fuga, que no contribuye a la información diagnostica y produce una
exposición innecesaria del paciente y del técnico
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Envoltura de cristal (Ampolla de vidrio): Fabricada de vidrio, mantiene el
vacío, lo cual hace posible una producción más eficaz de rayos X, y prolonga la
vida del tubo. La ventana del tubo es de un cristal más fino que deja filtrar los
rayos X. Es un segmento que permite una máxima emisión de rayos X con
absorción mínima por la envoltura de cristal.
el de rayos X, es un tipo especial de tubo de vacío, los componentes del tubo
se encuentran dentro de una envoltura de cristal. Esta envoltura, que debe de
ser fabricada de un vidrio que pueda soportar el tremendo calor generado,
mantiene el vacío, lo cual hace posible una producción más eficaz de rayos X,
y prolonga la vida del tubo. Si estuviera lleno de gas, disminuiría el flujo de
electrones que van del cátodo al ánodo, se producirían menos rayos X y se
crearía más calor. La ventana del tubo es de un cristal mas fino que deja filtrar
los rayos X. Es un segmento que permite una máxima emisión de rayos X con
absorción mínima por la envoltura de cristal.
Cátodo: parte negativa del tubo de rayos X, tiene dos partes principales: el
filamento y la copa de enfoque.
•
Filamento: es una espiral de alambre que emite electrones al ser
calentado. Cuando la corriente que atraviesa el filamento es lo
suficientemente intensa, de aproximadamente cuatro a cinco
amperios o superior, los electrones de la copa externa del filamento
entran en ebullición y son expulsados del filamento, este fenómeno
se conoce como emisión termoiónica. Los filamentos suelen estar
formados por Tungsteno Torico, el Tungsteno proporciona una
emisión termoiónica mayor que otros metales. Su punto de fusión es
de 3410 grados centígrados, de forma que no es probable que se
funda con el calor, además no se evaporiza, puesto que si lo hiciera
el tubo se llenaría rápidamente de gas. La adición de un uno a un
dos por ciento de Torio al filamento de Tungsteno, incrementa la
eficacia de la emisión de electrones y prolonga la vida del tubo.
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•
La copa de enfoque es un refuerzo metálico del filamento, condensa
el haz de electrones en un área pequeña del cátodo. La efectividad
de la copa de enfoque depende de tres factores:
1. La corriente del filamento que regula la cantidad de rayos X de
salida.
2. El tamaño del filamento impone el tamaño del foco efectivo
que se produce en el ánodo. Los tubos de rayos X suelen
llevar dos filamentos de diferente tamaño, que proporcionan
dos puntos focales; el punto focal de tamaño pequeño se
asocia con el filamento menor y se emplea cuando se
necesitan imágenes de alta resolución. El punto focal de
tamaño grande se asocia con el filamento mayor y se emplea
cuando se necesitan técnicas que produzcan gran cantidad de
calor.
3. La situación de uno u otro suele hacerse con el selector que
se encuentra en la consola de control.
Ánodo: es el lado positivo del tubo de rayos X, existen dos tipos: estacionarios
y rotatorios:

Estacionarios: Los tubos de rayos X con ánodo estacionario se
utilizan en aparatos de odontología, algunas maquinas portátiles y
unidades destinadas a fines especiales que no requieren intensidad
ni alta potencia en el tubo.
•
Los tubos de rayos X con fines generales, utilizaran ánodo rotatorio,
ya que deben de ser capaces de producir haces de rayos X de alta
intensidad en un tiempo breve.
El ánodo tiene tres funciones en el tubo de rayos X:
•
Es un conductor eléctrico
•
Proporciona soporte mecánico al blanco.
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•
Debe ser un buen conductor térmico, cuando los electrones chocan
con el ánodo, más del 99% de su energía cinética se convierte en
calor, que debe ser eliminado rápidamente antes de que pueda fundir
el ánodo. El cobre es el material mas utilizado en el ánodo.
•
El blanco es el área del ánodo con la que chocan los electrones
procedentes del cátodo. En los tubos de ánodo estacionario, el
blanco consiste en una pequeña placa de tungsteno que se
encuentra encastrado en un bloque de cobre. En los tubos de ánodo
rotatorio, el disco que gira es el blanco, normalmente esta formado
por una aleación de Tungsteno mezclada con Terio, que proporciona
una resistencia adicional para soportar el esfuerzo de la rotación
rápida. El Tungsteno es el material elegido para el blanco por tres
motivos fundamentales:
1. Nº atómico: el elevado número atómico del Tungsteno le proporciona
mayor eficacia en la producción de rayos X y rayos X con energía
más alta.
2. Conductividad térmica: es un metal eficaz para disipar el calor
producido.
3. Punto de fusión alto: si se calienta suficientemente, cualquier
material, se funde y se convierte en líquido; el tungsteno tiene un
punto de fusión elevado (3410 grados centígrados). Puede soportar
las altas temperaturas sin que se produzcan picaduras o fisuras en el
tubo ni burbujas de gas.

Rotatorios: es posible obtener mayores corrientes en el tubo y
tiempos de exposición más cortos con el ánodo rotatorio, ya que el
blanco es mucho mayor y el calentamiento del ánodo no se limita a
un punto pequeño. La capacidad de calentamiento aumenta si se
eleva la velocidad de rotación del ánodo. Casi todos los ánodos
rotatorios giran a 3400 R.P.M.

Punto focal: es el área del blanco desde la que se emiten los rayos X.
Constituye la fuente de radiación
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Equipo de Radiología convencional
Equipos de rayos X convencional (con y sin fluoroscopía y portátiles).
Posee las mismas características citadas anteriormente, además se suman las
siguientes características:
Equipo de Rayos X
Pueden ser estatívos cielítico: Está suspendido mediante unos rieles que
permiten su movimiento en el techo de la sala de diagnóstico. Este tipo de
equipo es apto para atender cualquier tipo de paciente, ya sea que venga en
camilla, en silla de ruedas o que se le realice el estudio en la mesa
Techo-fijo: Consiste en un equipo con un riel cielítico y otro en el piso, por ende
este se puede mover en forma vertical y en forma horizontal, con la
características que el movimiento del riel en el piso, va a ser determinada por
este riel.
Portátiles o móviles: Este equipo cuenta con la característica especial que es
móvil, puede ser trasladado a salas externas del servicio de radiología, para
atender a personas no aptas para su movilización. Entre los puntos bajos de
este equipo es que no cuenta con un alto nivel de energía, ya que por su
formación no lo permite.
Con Fluoroscopia: Es un equipo que esta unido a la mesa basculable de
diagnóstico. Los equipos de fluoroscopia tiene la ventaja de que utilizan el tubo
fotomultiplicador para por ver la imagen, Técnica en la que el haz útil de rayos
X, después de atravesar el cuerpo del paciente, produce una imagen dinámica.
Equipos de Rayos X Arcos en C
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Estos equipos son los que comúnmente se usan como guía en las salas
intervencionistas de los hospitales, esto debido a su fácil transporte, su
facilidad para ser un equipo con fluoroscopia.
Por su forma de “C” es extremadamente cómodo y útil, ya que tiene un
movimiento de la siguiente manera:
•
Rotación Axial y desplazamiento longitudinal de Arco
•
Desplazamiento vertical y horizontal y rotación del arco sobre su
propio eje.
También tenemos los fijos que se usan en las salas de Hemodinámia,
donde sirven como guía para diagnóstico y para tratamiento.
TAC. TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA.
Conjunto de imágenes seriadas de secciones de un órgano o tejido obtenidas a
lo largo de un eje mediante distintas técnicas y computarizadas.1
La tomografía convencional es una técnica especial de Rayos X que
proporciona una imagen de las estructuras contenidas en un plano
predeterminado de la región corporal examinada.
La aparición de los equipos informáticos de alta velocidad fue fundamental para
el desarrollo de la técnica de obtención de imágenes. El TAC ha sido la
contribución más valiosa en el campo del diagnóstico por imagen desde el
descubrimiento de los Rayos X. El ingeniero inglés G. M. Hounsfield dirigía la
sección médica del Laboratorio Central de Investigación de la compañía
Electrical Musical Instruments (EMI), una 212 empresa dedicada
fundamentalmente al campo de la producción discográfica (concretamente
1
El diccionario de la Real Academia Española, desde la edición vigésimo-segunda de 2001, admite el
término tac, (acrónimo de tomografía axial computarizada)
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discos de un grupo de gran éxito denominado The Beatles). Hounsfield diseñó
la primera unidad de EMI Scanner y las experiencias clínicas comenzaron en
1972. Esto es, la aplicación de la informática en el campo de la medicina
permitió el desarrollo del TAC (Tomografía Axial Computarizada).
Una tomografía computarizada es la realización de radiografías del cuerpo
desde muchos ángulos. Las imágenes de las radiografías son detectadas por
un aparato explorador (escáner) y analizadas por un ordenador que construye
una imagen secuenciada por cortes del órgano explorado. Estas imágenes se
pueden imprimir en una radiografía o ser vistas en un monitor. Mediante el
ordenador se reconstruyen los planos atravesados por los rayos X. La imagen
se construye midiendo la absorción de rayos X por el tejido atravesado. En este
caso las distintas atenuaciones son analizadas por un ordenador, que genera
imágenes tomográficas (esto es sucesivos cortes de imágenes
tridimensionales). Con los últimos adelantos (tac helicoidal, reconstrucciones
3D y multicorte), las exploraciones son muy rápidas, se obtienen cortes muy
finos y de gran calidad. El TAC es una magnífica modalidad anatómica o
estructural, muy extendida y disponible (generalmente las 24 horas).
Una imagen tomográfica de tórax representa uno de los cortes programados de
la zona, mientras que una radiografía posterio-anterior de tórax corresponde a
la superposición en la película de todos los planos del volumen explorado.
En la técnica intervienen tres elementos: el tubo de rayos X, el enfermo y la
placa. El enfermo permanece fijo mientras el tubo y el transportador de la
película se mueven sincrónicamente respecto a un punto dado, y en
direcciones opuestas, gracias a un mecanismo de sujeción que los conecta. El
eje de giro de estos dos elementos se centra en el plano del enfermo que se
desea obtener (plano del objeto)
Los estudios de TAC generan imágenes muy precisas del interior del
organismo y de sus diferentes órganos, permitiendo diagnósticos muy precisos.
Las modificaciones producidas por las distintas patologías se manifiestan a
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través de los criterios morfo-radiológicos, basados en las modificaciones del
tamaño, forma y densidad radiológica.
Los estudios de TAC, en ocasiones, son insuficientes para detectar cambios
patológicos precoces o distinguir malignidad de benignidad en la extensión del
cáncer
MAMOGRAFOS
El equipo de mamografía cuenta con algunas características especiales que se
diferencian de los equipos convencionales de rayos X
Tamaño del punto focal
Se requiere una mayor exigencia espacial, por ende el tubo de este equipo
debe ser apto de tener punto focal fino que va desde 0.1 mm. Para
magnificaciones y de 0.4 mm. Para exposiciones sin magnificación pero con
parrilla antidifusora.
Inclinación de la carcasa:
El tubo tiene que estar inclinado levemente para así conseguir un punto focal
eficaz menor por lo que se mejora la resolución espacial y abarca el tejido
mamario cercano a la pared toráxico; además se beneficia del efecto anódico
colocando el cátodo en dirección de la pared toráxico para producir una
densidad óptima más uniforme.
Compresor
Cuenta con un compresor de mamas, esto para presionar el seno y así obtener
una mama más homogénea y por ende vamos a disminuir las probabilidades
de que la imagen tenga borrosidad por movimiento, además al tener menos
espesor reduce la dosis de radiación.
Control Automático de Exposición –CAE- AEC Siglas en inglés
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Sirven para medir la intensidad de los rayos X en el receptor de la imagen y la
función principal es finalizar la exposición cuando la cantidad de fotones de
rayos X detectados es suficiente para proporcionar una exposición correcta.
Esto con el fin de reducir al máximo la dosis al paciente
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