Conceptos Clave en Radiología: Efectos, Equipos y Aplicaciones

Efectos de la Radiación

Efecto Compton: Ocurre entre el fotón de rayos X de energía media y los electrones de las capas externas del átomo. El fotón interactúa con un electrón de la capa más externa, lo saca de su trayectoria. El fotón pierde un poco de energía, cambia su dirección y continúa con menor energía, ionizando el átomo blanco. El electrón eliminado se denomina electrón Compton y el cambio de energía se llama "scatter" o radiación dispersa. La radiación dispersa disminuye la calidad de imagen, especialmente en radiografías de menor grosor.

Efecto Fotoeléctrico: El fotón de rayos X interactúa con los electrones de la capa más interna, lo saca de su orbital, se elimina un rayo de fluorescencia y se absorbe completamente la energía de los rayos X. Esto es lo que se quiere evitar en el paciente, ya que puede generar daño biológico.

El Tubo de Rayos X

El tubo de rayos X contiene un cátodo y un ánodo dentro de un cristal al vacío para evitar la interacción con las moléculas de aire. Así, los electrones son emitidos de forma recta al ánodo, sin desviarse. El cátodo (-) está compuesto de un filamento (tungsteno/wolframio) que se calienta por el paso de una corriente eléctrica. Cuando el filamento se calienta, emite electrones por efecto termoiónico (efecto Edison). Estos electrones son acelerados por un campo eléctrico hacia el ánodo (estacionario o rotatorio) debido a una alta diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo (molibdeno-grafito). Cuando los electrones acelerados chocan con el ánodo, esta interacción produce en un 1% la generación de rayos X y en un 99% la formación de calor. El 1% de fotones de rayos X generados se producen por dos fenómenos: radiación de frenado (continua) y radiación característica (discreta). Luego de esto, la emisión de rayos es expulsada por una ventana hecha con material transparente, que generalmente está compuesta por berilio, donde los rayos X son emitidos hacia el paciente. Fuera de este vidrio al vacío se encuentra una carcasa de plomo y acero en donde se encuentra el sistema de refrigeración con el fin de disipar el calor generado por el cátodo. Esta carcasa tiene un aceite mineral que sirve de refrigeración.

Parámetros de Exposición

mAs: La cantidad de radiación se refiere al número de rayos X o a la intensidad de radiación. Es directamente proporcional a la corriente.

kVp: Se refiere a la calidad de radiación, es decir, a la penetrabilidad del haz de rayos X. Por lo tanto, el kVp determina la calidad del haz de rayos.

Foco:

• Foco fino (pequeño): Se usa cuando se requiere una mayor resolución espacial (0,1 mm).
• Foco grueso (grande): Se usa cuando se requiere estudiar partes del cuerpo más grandes (0,3 mm).

Efecto Talón: La intensidad de radiación sobre la parte del cátodo del campo de rayos X es más alta que sobre la parte del ánodo. Los electrones interactúan con los átomos del blanco en diferentes profundidades del blanco. Los rayos X que constituyen el haz de rayos X útil emitido hacia el ánodo deben atravesar un espesor mayor de material que los rayos X emitidos en la dirección del cátodo. La intensidad de los rayos X que se emiten a través del "talón" del blanco se reduce debido a que tienen un camino más largo hacia el blanco y, por tanto, aumenta la absorción.

Procedimiento con Paciente (Ejemplo: Apendicitis)

1. Anamnesis:
   • Llamar a la paciente por su nombre.
   • Preguntar por qué viene a hacerse este examen (apendicitis).
   • Preguntar si ha sentido algún dolor y en qué lado específicamente (fosa ilíaca derecha).
   • Preguntar si ha tenido alguna operación, de qué y hace cuánto tiempo.
   • Preguntar si toma algún medicamento (hipertensión, diabetes, etc.). Esto es más importante cuando se usa medio de contraste (metformina vs. MC).
2. Administración del Medio de Contraste (MC): Realizar un estudio bifásico, siendo la fase portovenosa la más importante para el estudio de la lesión, ya que la grasa periapendicular se visualiza de mejor forma con el MC.
3. Informar inmediatamente al médico de turno, ya que esta es una patología de urgencia, e informarle de los hallazgos encontrados.

Filtración Añadida

El haz de radiación es un haz filtrado. A la salida del ánodo hay una filtración inherente que permite eliminar los fotones de baja energía. Existe una filtración añadida que permite modificar el espectro de radiación. Si se suman dos milímetros de cobre al de aluminio, el espectro se desplaza, aumentando la energía media. Se utiliza cuando se quiere optimizar la dosis en piel y favorecer el efecto Compton. También se usan filtros especiales, como el filtro en bumerán, que tiene un marcador. Cuando se pone un filtro en una estructura que antes se veía sobreexpuesta, se ve más homogénea, lo que sirve para visualizar calcificaciones. Los filtros en cuña mejoran la calidad de imagen y optimizan la visualización de estructuras.

Tipos de Ánodo

Ánodo fijo: Si se impacta las mismas veces que el rotatorio, este tendrá mayor temperatura y, al estar estacionario, los puntos de impacto serán en el mismo lugar, lo que hace que tenga un menor tiempo de duración. Además, al estar fijo, posee menor penumbra, obteniendo mejor calidad de imagen. Se utiliza en equipos de baja energía, como la mamografía y equipos dentales. Es más económico.

Ánodo rotatorio: Permite altas cargas de trabajo, ya que, al estar rotando, se pueden obtener múltiples adquisiciones y tiene mejor disipación del calor. Además, posee mayor área de impacto. También, al estar inclinado, posee mayor penumbra, obteniendo peor calidad de imagen. Se utiliza en equipos de alta energía, como los osteopulmonares. Es más costoso. Permite al haz de electrones interactuar con un área del blanco mucho mayor y, por lo tanto, el calor del ánodo no se confina en un solo punto, como en un tubo con ánodo estacionario.

Inspiración y Espiración en Radiografía de Tórax

Inspiración: Para valorar la mayor cantidad de parénquima pulmonar, la radiografía debe estar bien inspirada. Una inspiración adecuada se evalúa mediante la visualización de 10 arcos costales posteriores o 6 arcos anteriores. En una radiografía de calidad, debemos ser capaces de ver el trayecto de la tráquea y bronquios proximales, así como los cuerpos vertebrales a través de la silueta cardíaca.

Espiración: La proyección PA en espiración permite detectar pequeños neumotórax o atrapamiento aéreo obstructivo unilateral.

Anatomía de la Mano

Proximal (lateral a medial): Escafoides, semilunar, piramidal, pisiforme.

Distal (lateral a medial): Trapecio, trapezoide, grande, ganchoso.

Radiografía Digital (DR) vs. Radiografía Computarizada (CR)

Radiografía Digital (DR): Sistema de detección de radiación donde el detector procesa los datos y los emite a un monitor, vía cableado o Wi-Fi. Guarda en el sistema PACS sin necesidad de un sistema digitalizador.

Radiografía Computarizada (CR): El chasis tiene en su interior una lámina de fósforo fotoestimulable que se expone a la radiación y luego es leído en un digitalizador CR. Los datos obtenidos son procesados por un software que transmite la información al monitor. El equipo guarda el sistema archivado, se envía al PACS y se elimina la imagen latente, desde donde pueden ser imprimidos y archivados.

Similitudes y Diferencias entre Mamografía (MX) y Equipos Osteoarticulares

Similitudes:

• Ambos emplean rayos X para obtener imágenes.
• Utilizan detección digital para capturar, procesar y almacenar imágenes.
• Deben cumplir con normas de seguridad y protección radiológica para minimizar la exposición del paciente y del personal a la radiación ionizante.

Diferencias:

• Propósito y aplicación: La MX se usa específicamente para el tejido mamario, mientras que el equipo osteoarticular evalúa huesos y articulaciones.
• Resolución y sensibilidad: La MX requiere mayor resolución para detalles más finos, como microcalcificaciones. El equipo osteoarticular requiere menos resolución en los detalles finos, ya que los huesos son claramente visibles.
• Compresión: En MX se usa una paleta de compresión para mejorar la nitidez de la imagen, reducir la dosis de radiación y disminuir la superposición de estructuras en el tejido mamario.
• Dosis de radiación: En MX se usan bajas dosis de radiación, mientras que en el equipo osteoarticular se usa más radiación por la densidad de los huesos.

Resolución Espacial (RE) y Resolución de Contraste (RC)

RE: Capacidad de visualizar dos objetos separados y distinguirlos visualmente uno del otro.

RC: Capacidad para distinguir diferentes tejidos o densidades adyacentes en una misma imagen.

Zonas de Seguridad en Resonancia Magnética

1. Libre acceso del público en general.
2. Área de transición entre zona de acceso sin control y zonas de control.
3. Zona de trabajo del tecnólogo médico (TM).
4. Zona de alto riesgo donde se encuentra el resonador.

Buscapina

Se utiliza para el tratamiento de los espasmos del tracto gastrointestinal, espasmos y trastornos de la motilidad (disquinesias) de las vías biliares y espasmos del tracto genitourinario, en adultos y niños mayores de 6 años.

Apantallamiento en Resonancia Magnética

El hidrógeno ligado a un oxígeno (agua) tiene 3 enlaces en su estructura, mientras que el hidrógeno ligado a CH3 (grasa) tiene 5 enlaces. El agua "se moja" más que la grasa porque su "paraguas" es más pequeño. Por lo tanto, el agua está apantallando menos. Esto permite conocer la influencia del campo magnético sobre las moléculas de agua. El agua recibe más campo magnético que la grasa; la frecuencia del hidrógeno es mayor en el agua que en la grasa.

• Agua (H2O): Los protones de hidrógeno en el agua están menos apantallados, ya que los átomos de oxígeno no proporcionan una protección significativa contra el campo magnético externo. Como resultado, estos protones experimentan un campo magnético más fuerte y resuenan a una frecuencia más alta.
• Grasa: En las grasas, los protones de hidrógeno están más apantallados debido a la presencia de más enlaces con los átomos de carbono. Este apantallamiento reduce el campo magnético efectivo que experimentan los protones, lo que hace que resuenen a una frecuencia más baja que los protones del agua.

Secuencias en Resonancia Magnética

T1 Fuera de Fase: Si se ve hiperintenso igual a un T1 en fase, es porque el hígado está sano (mayor componente líquido).

T1 Dentro y Fuera de Fase: Permite caracterizar aquellas lesiones que tengan sustitución de grasa.

Protocolo Stroke:

• DWI y mapa ADC para evaluar edema citotóxico.
• FLAIR para evaluar la temporalidad del edema vasogénico.
• T2* para identificar procesos hemorrágicos.
• Complementar con DWI coronal para evaluar si hay lesiones en núcleos basales.

SAR (Tasa de Absorción Específica)

Es una medida de la cantidad de energía de radiofrecuencia que un tejido biológico absorbe cuando se expone a un campo magnético durante un escáner de RM.

• El SAR mide cuánto calor se está generando por esa absorción de energía en un área específica del cuerpo. Es decir, nos dice qué cantidad de energía está siendo absorbida por el cuerpo debido a la radiación de radiofrecuencia del escáner.
• Un SAR elevado podría llevar a un aumento de la temperatura en los tejidos, lo que podría causar daños térmicos, como quemaduras o alteraciones en las células.

Desplazamiento Químico

1: Se refiere a los cambios en la frecuencia de precesión de los protones (H+) según su entorno químico. Los protones en la grasa están más apantallados por los electrones a su alrededor, lo que reduce el campo magnético que perciben y disminuye su frecuencia de precesión. En contraste, los protones en el agua están menos apantallados, experimentan un campo magnético mayor y tienen una frecuencia de precesión más alta. Esto se debe a la electronegatividad de átomos como el oxígeno, que influye en el campo magnético del entorno bioquímico.

2 (Artefacto de Tinta China): Se observan contornos de órganos y fibras musculares donde hay vóxeles de agua y grasa. Al estar fuera de fase, los espines ligados al agua y grasa están en fases opuestas, lo que produce que se cancelen entre sí, generando una señal cero y, por tanto, hipointensidad en la imagen. Sirve para visualizar casos de hígado graso, ya que las vacuolas de los hepatocitos comienzan a almacenar cadenas de ácidos grasos.

Generación de Imagen en Tomografía Computarizada (TC)

El primer tipo de reconstrucción que se utilizó fue la retroproyección simple. El problema de la retroproyección simple es que esta suma de distintas proyecciones tomográficas causa un artefacto llamado "artefacto en estrella". La corrección de este artefacto se aplicó o se modificó con un filtro de convolución, el cual elimina este tipo de artefactos. Ahí entramos en la tecnología de la retroproyección filtrada de imagen (los equipos Siemens tienen ese tipo de tecnología). Después de eso, se utilizaron métodos de reconstrucción de imagen basados en 4 métodos, dependiendo de la marca (métodos ocultos de Siemens, Canon Toshiba, General Electric y Philips). Estos métodos se basan en métodos estadísticos de comparación de una imagen de base (por ejemplo, un fantoma de cerebro) con una imagen de cerebro que se está adquiriendo. Lo que se compara es la relación señal-ruido. Entonces, la dosis que se entrega en relación con el mA es en relación con lo más parecido al fantoma. Por ejemplo, si la relación señal-ruido del fantoma estándar, que se dice que tiene una calidad de imagen óptima, es 100, se trata de llegar a un mAs lo más óptimo cercano a 100. En relación con ese método de comparación, se hace el método iterativo, pero este método estadístico iterativo depende de la marca. El último método que se está utilizando actualmente en algunos lugares, sobre todo en las marcas de Canon Toshiba, son los métodos de aprendizaje profundo. Este equipo Siemens es de tecnología de retroproyección filtrada. Actualmente, casi todos los equipos utilizan métodos iterativos, pero también se puede pasar de iterativo a retroproyección filtrada. En resumen, la retroproyección simple es la suma de distintas proyecciones que causa un artefacto de estrella. A mayor cantidad de proyecciones, menos marcado será el artefacto estrella, pero siempre existirá. Por ende, para esto utilizamos un filtro de convolución (kernel) que elimina este artefacto estrella (retroproyección filtrada FDP). El equipo de FARR ocupa retroproyección simple y la gran mayoría de los equipos utiliza retroproyección filtrada. Se toma una imagen de referencia y se compara la relación señal-ruido entre la imagen que uno quiere obtener con los factores técnicos que uno le está dando al equipo. Por eso se hace una modulación de dosis, la cual en ese caso está enfocada hacia el mAs (hay algunos equipos que modulan kV). El equipo del FARR ocupa un modulador de corriente de mAs, pero los Siemens nuevos también utilizan modulador de kV.

Parámetros en TC

mA: Es el valor de corriente que principalmente nos determina la cantidad de fotones que llegan al receptor, en este caso, los detectores.

kV: Tiene relación con la diferencia de potencial de los fotones que se generan en el tubo, que principalmente nos aporta la energía del fotón. Depende de la capacidad del tubo. 140 kV es lo máximo en FARR, lo estándar es 120. Se trabaja con menos kV en angiografía (ANGIO) porque a menor kV, se aumenta el contraste en la imagen. También se trabaja con kV bajos en pediatría. Por otro lado, se ocupan valores mayores a 120 principalmente para pacientes con IMC más grande, es decir, pacientes obesos. El principal factor dosimétrico en la tomografía es el kV, ya que, al haber múltiples proyecciones, la mayor dosis se obtiene en la piel.

Ajustes de Imagen en TC

Ancho: Contraste.

Nivel: Brillo.