medicina Adriana Pliego Ahora no me ves, ahora me ves Una de las imágenes más importantes para la historia de la medicina y de la ciencia es la mano de Anna Bertha Röntgen, esposa del físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen quien en 1895 descubrió los rayos X. (Figura 1). Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 1 visualization-of-paraganglioma/ matom-definition-flash-dual-energy-carotid-angiography-for-rapid- http://health.siemens.com/ct_applications/somatomsessions/index.php/so medio de contraste Angiografía de cabeza y cuello tomada mediante tomografía computada y Hacen visible lo invisible: medios de contraste en http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray#mediaviewer/File:First_medical_Xray_by_Wilhelm_Röntgen_of_his_wife_Anna_Bertha_Ludwig%27s_hand_-_18951222 Figura 1. Primera radiografía en la historia tomada por Wilhelm Röntgen (pasado a positivo). La imagen muestra el poder de penetración de este tipo de radiación, para la cual la piel es solamente una cubierta transparente. Así, la primera radiografía de la historia no sólo permite observar todo lo que está debajo de la piel en un color gris fantasmal, refiriéndome a los huesos, sino también aquello que está sobre de ella, como el anillo de la señora Röntgen La radiografía de Röntgen está en positivo, esto es que el papel fotográfico fue revelado. Actualmente las radiografías no se revelan y el análisis de la imagen se realiza sobre el negativo. Toda materia que deja pasar fácilmente la radiación X, como la piel, se llama materia radiolúcida. En las radiografías aparece de color negro ya que la radiación revela la placa radiográfica en esa región. En cambio, la materia que impide su paso y la absorbe o la refleja, es un material radio-opaco, y en la radiografía aparece como una sombra en escala de grises. Todos los tejidos blandos son radiolúcidos mientras que los huesos y los metales, por ser materiales más densos, son radio-opacos. Por lo que para visualizar el tejido blando sin entrar a un quirófano, los médicos recurren a agentes químicos radio-opacos Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 2 conocidos como medios de contraste que lo vuelven visible. De esta manera, dan “contorno” a los órganos que necesitan estudiar y pueden hacer un diagnóstico. Los principales medios de contraste de uso médico están hechos con bario y yodo. Ambos elementos forman compuestos que son bien tolerados por el cuerpo humano. El bario (Ba) es un metal químicamente similar al calcio (Ca). Es el elemento número 56 de la tabla periódica. Su nombre proviene de la palabra griega “baros” que significa pesado debido a su alta densidad y en la naturaleza se encuentra en las minas en forma de sulfato de bario (BaSO4). Los medios de contraste con bario se utilizan principalmente para evaluar los órganos que conforman el sistema digestivo. El yodo es el elemento 53 de la tabla periódica. Su nombre en griego “iodes” significa violeta ya que en su forma natural es un sólido de color gris violáceo. Los agentes que emplean yodo se utilizan para estudiar los ductos del organismo como vasos, vías urinarias y ductos mamarios. Se aplican por vía intravenosa. ¿Dónde quedó la sangre azul? Para hacer visible las “tuberías” de nuestro cuerpo, el agente con yodo se inyecta en el torrente sanguíneo y se incorpora a su recorrido, pintando únicamente su trayectoria. El registro del trayecto de la sangre que pasa por las arterias recibe el nombre de arteriografía (Figura 2), mientras que el de las venas se llama flebografía. Ambos estudios son angiografías, palabra que significa trazo de los vasos. Otros estudios con yodo permiten visualizar las vías urinarias, los ductos mamarios y los vasos linfáticos. Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 3 http://www.revespcardiol.org/es/comparacion-angiografia-coronaria-rotacionaldoble/articulo/90123829/ Figura 2. Angiografía de las arterias coronarias o angiocardiografía Generalmente, para realizar una angiografía el médico introduce un catéter por la arteria del fémur del paciente anestesiado por donde fluye el medio de contraste. Como los rayos X no atraviesan el agente radio-opaco, el árbol de vasos sanguíneos queda plasmado en la placa radiográfica. Si existe algún impedimento para el flujo adecuado del agente, como un émbolo o un coágulo, el estudio permite visualizarlo. (Figura 3) http://intlcarrentals.com/pruebas/icrnueva/wordpress/?p=117 Figura 3. Estrechamiento o constricción de la arteria carótida: estenosis carotídea. Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 4 Cuando se utiliza yodo y un tomógrafo, es posible prescindir de un método tan invasivo como el cateterismo. Basta con inyectar el medio de contraste e ingresar a la sala de tomografía para obtener un diagnóstico. La tomografía es una técnica de adquisición de imágenes médicas que también utiliza rayos X. La diferencia de una tomografía con una placa radiográfica convencional es que, en un tomógrafo, tanto la fuente como el detector de radiación están girando continuamente en un aro llamado “gantry”. Segmento a segmento, el tomógrafo registra varias imágenes y las envía al procesador. De esta manera, mediante algoritmos de procesamiento de información, la computadora del tomógrafo reconstruye la imagen del área deseada con mayor nitidez y cobertura que la que logra una radiografía. (Figura 4) http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ctscans.html Figura 4. Esquema de un tomógrafo. El aro, círculo que rodea la cama del paciente es el “gantry”. La papilla de la visibilidad Los medios de contraste que contienen bario, se utilizan principalmente para estudiar el tubo digestivo. Antes del estudio el paciente ingiere el compuesto en una suspensión, una “papilla de bario”. El estudio permite observar la integridad del tubo digestivo, desde el esófago hasta el duodeno. Entre cada toma radiográfica, se deja pasar un tiempo ya estandarizado para capturar el Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 5 movimiento de todos los órganos y su vaciado. El equipo de adquisición de imágenes se llama fluoroscopio, consiste en una fuente de rayos X y una pantalla donde se captura la radiación. Actualmente, es posible visualizar en tiempo real el movimiento de las vísceras ya que los equipos incorporan cámaras de video como sistemas de visualización. Este proceso es riesgoso porque el cuerpo se expone a radiación durante un largo tiempo. Como este estudio registra el paso del bario por todo el tracto digestivo en varias tomas, el tiempo total de exposición a la radiación puede ser de hasta 75 minutos. Las radiografías del tubo digestivo se efectúan para detectar úlceras, tumores, inflamaciones, hernias y obstrucciones. (Figura 5) https://www.ceessentials.net/article41.html Figura 5. Fluoroscopia del estómago y el duodeno. El órgano más grande y redondo del lado derecho es el estómago. Debido a sus movimientos de contracción parece estar segmentado. El duodeno, ducto largo y plegado del lado izquierdo, rodea al páncreas, del cual se infiere su localización y se señala con las flechas. La flecha amarilla marca un ducto donde entran jugos pancreáticos y biliares a esa sección del intestino delgado. Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 6 Brillo electromagnético La resonancia magnética es una técnica para estudiar el interior del cuerpo humano mediante imágenes que no utilizan rayos X. El principio físico para formar las imágenes es la frecuencia de resonancia de los átomos al entrar en contacto con un campo magnético. Un equipo de resonancia magnética genera un campo magnético muy poderoso, de más de 10,000 veces el campo magnético de la Tierra, para alinear los núcleos de los átomos de hidrógeno en el cuerpo. Posteriormente, se perturba la alineación lograda con una radiofrecuencia adicional. Esto provoca que los átomos de hidrógeno liberen un pequeño campo magnético que es detectado por un escáner. La señal emitida por los núcleos de los átomos de hidrógeno es capturada y transformada en una imagen mediante un procesador. Como el hidrógeno forma parte de prácticamente todas las moléculas orgánicas, con la resonancia magnética nuclear es posible visualizar casi todos los órganos del cuerpo. Los tejidos que poseen más átomos de hidrógeno como la sangre, el líquido cefalorraquídeo y la grasa son los más brillantes, mientras que aquellos que poseen poco hidrógeno, como los huesos, se ven opacos. Como el principio físico de adquisición de imágenes por resonancia magnética no guarda relación con la emisión de rayos X, un medio de contraste radio-opaco no mejora la claridad de los órganos en la imagen, por lo que se usan las propiedades del gadolinio como medio de contraste para mejorar la imagen. El gadolinio (Gd) es el elemento químico número 64 de la tabla periódica. Es un metal de color plateado que en la naturaleza se encuentra en forma de sal. Cuando está sobre los 18 °C, se comporta como un material ferromagnético, propiedad que le permite convertirse en un imán, mientras que por debajo de esta temperatura, se comporta como un material paramagnético, es decir, que puede alinear sus átomos a un campo magnético externo sin magnetizarse. Como material paramagnético, el gadolinio aumenta las repeticiones de las emisiones magnéticas de los átomos, lo cual intensifica su señal. El gadolinio se utiliza para evaluar lesiones en el sistema nervioso central como tumores e infartos cerebrales (Figura 6). También es útil en el diagnóstico de enfermedades desmielinizantes Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 7 como la esclerosis múltiple. Además se inyecta en las articulaciones para valorar el estado del músculo esquelético. pediatrics.aappublications.org/content/112/5/e430/F1.expansion Figura 6. Las imágenes 1 a y 1 b son los estudios preoperatorios de un niño de 13 años con un tumor en el lóbulo cerebral temporal medial. En 1 b se utilizó gadolinio, el tumor está señalado con una flecha. Las imágenes 1c y 1d son los mismos cortes, pero tomados después de la cirugía. La manufactura, utilización y generación de los medios de contraste requiere de equipos interdisciplinarios conformados por químicos, físicos y médicos. Cada uno estudiará un aspecto particular de los agentes. Por ejemplo, el químico debe garantizar que contenga los enlaces adecuados para que no interactúe con los Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 8 órganos con los que tiene contacto, de lo contrario resultará una sustancia altamente tóxica. El físico es responsable de la seguridad radiológica del paciente en el momento en que se realiza el estudio. Finalmente, el médico determina si el medio de contraste realmente es útil para el diagnóstico clínico. Referencias • Patricia Rodríguez Nava, Ernesto J Dena Espinoza, Roberto Basile Lenge, Margarita Fuentes García, Bernardo Manuel Olhagaray Rivera, Arturo Piedras Mondragón. “Medios de contraste paramagnéticos” Anales de Radiología Médica 2008, 3: 191-198. • Donald W. Mc Robbie, Elizabeth A. Moore, Martin J. Graves, Martin R. Prince MRI. “ From Picture to Proton” (De la imagen al protón), 2006, Cambridge University Press. • Michael Y. M. Chen, Thomas L. Pope, Jr., David J. Ott. Radiología básica. 2004 McGrawHill Interamericana Hacen visible lo invisible: medios de contraste en medicina / CIENCIORAMA 9