Tema 1 Introducción Radiología Pre-grado 2017

FACULTAD DE MEDICINA UANL Curso de Radiología e Imagen Tema No. 1 : Introducción. Febrero 2017

Dr. Matías Salinas Chapa

OBJETIVOS  Papel del Radiólogo en la Medicina Actual  Métodos de Imagen  Historia  Principios Físicos  Indicaciones

 Conceptos de protección radiológica  Uso de medios de contraste  Almacenamiento y administración de estudios

PAPEL DEL RADIÓLOGO EN EL DIAGNÓSTICO MÉDICO  Determinar mediante los procedimientos de imagen la normalidad y anormalidad.  Caracterizar las anormalidades.  Determinar el grado o extensión de la enfermedad.  Establecer un diagnóstico diferencial y un diagnóstico probable.  Recomendar estudios adicionales y de seguimiento.  Realizar procedimientos diagnósticos y terapéuticos guiados por imagen (Radiología Intervencionista).

MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE IMÁGENES DIAGNÓSTICAS  Radiación Ionizante    

Rayos X Tomografía Computarizada Medicina Nuclear PET-CT

 Ondas de Sonido  Ultrasonido  Doppler

 Campo Magnético y Ondas de Radiofrecuencia  Resonancia Magnética

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO  Es el conjunto de todas las Radiaciones Electromagnéticas, organizadas de acuerdo a su longitud de onda:  Ondas radioeléctricas  Radiación infrarroja  Luz visible Maxwell 1831-1879  Radiación ultravioleta  Rayos X  Rayos gamma  Radiación Cósmica  Las ecuaciones de Maxwell demostraron que la electricidad, el magnetismo y hasta la luz, son manifestaciones del mismo fenómeno: el campo electromagnético

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO La Radiación Electromagnética (formada por campos eléctricos y magnéticos) transporta energía de un lugar a otro, moviendose a la velocidad de la luz (300,000 Km/seg.). Las ondas electromagnéticas están formadas por crestas y valles y tienen longitud de onda y amplitud A menor longitud de onda, más frecuencia, más energía y mayor penetración

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO Radiación Ionizante Rayos X Rayos Gamma Radiación Cósmica

Radiación no-Ionizante Ondas Radioeléctricas Radiación Infraroja Luz Visible Radiación Ultravioleta Radiaciones ionizantes son aquellas radiaciones con energía suficiente para ionizar la materia, extrayendo los electrones de sus estados ligados al átomo.

RADIACIÓN NO-IONIZANTE Ondas Radioeléctricas  Longitud de onda larga (cm-Km.)  Radio, televisión, celulares

Radiación infrarroja  Radiación térmica  Fuente más importante el Sol

RADIACION NO-IONIZANTE  Luz visible  Espectro visible

 Radiación ultravioleta  Entre la luz visible y los rayos x

RADIACION IONIZANTE  Rayos X

 Rayos Gamma

 Radiación Cósmica

LOS RAYOS X-PRINCIPIOS FÍSICOS  Forma parte del Espectro Electromagnético  La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética invisible. La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros.  Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma.

LOS RAYOS X-PRINCIPIOS FÍSICOS  La energía de los rayos X en general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma producidos naturalmente.  Los rayos X son una radiación ionizante porque al interactuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es decir, origina partículas con carga (iones).

RAYOS X – PRINCIPIOS FÍSICOS Wilhelm Conrad Röntgen 1845-1923 Descubridor de los Rayos X- 1895 Premio Nobel de Física 1901

“ I have discovered something interesting but I do not know weather or not my observation are correct ”

PROPIEDADES DE LOS RAYOS X 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Poder de penetración Atenuación Efecto Fotográfico Efecto Luminiscente Efecto Biológico Efecto Ionizante Se atenúan con la distancia al tubo de Rayos X.

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA

EFECTOS DE RADIACIÓN EN PACIENTES

TERMINOLOGÍA EN RADIOLOGÍA Radiolúcido Radio-opaco Isodenso Hiperdenso Hipodenso

Aire …………...negro Grasa ………...gris Agua ………….gris pálido Calcio y metal ….blanco

TUBO DE RAYOS X  El proceso se basa en el fenómeno físico en el cual unos electrones acelerados a gran velocidad chocan con un objeto metalico y su energía se transforma en un 99% calor y 1% en rayos X.  El tubo de rayos X comprende: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Ampolla-Estuche Cátodo Foco Ánodo Vacío Diafragma Haz de rayos X

MÉTODOS DE IMAGEN RADIOGRAFÍAS SIMPLES  Ventajas :

 Rapidez  Bajo Costo  Disponibilidad

 Desventajas :

 Uso de radiación  Limitada información de tejidos blandos

MÉTODOS DE IMAGEN FLUOROSCOPÍA  Tubo móvil en tiempo real  Radiación continua  Utilización de medio de contraste positivo (bario)  Ventajas….  Desventajas….

MEDIOS DE CONTRASTE RADIOLÓGICOS

TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA-HISTORIA

Godfrey Hounsfield

Allan M. Cormack

TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA Utiliza un haz de Rayos X colimado para obtener imágenes seccionales del cuerpo. Los detectores de la radiación se localizan alrededor del paciente. Una computadora genera imágenes basado en las diferentes densidades después de que el haz atraviesa el cuerpo.

TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA

TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA MEDIO DE CONTRASTE I.V.

Fase Arterial (30 seg)

Fase Venosa (60-70 seg)

TCH MULTICORTE Ventajas

 Rapidez  Reconstrucción Multiplanar  Reconstrucción 3D  Estudios Vasculares  Proyección de Máxima

Intensidad (MIP)

 Radiología Intervencionista

Desventajas:

Radiación Nefrotoxicidad del contraste

PET/CT . HISTORIA 

1932 Charles David Anderson detectó positrones en los rayos cósmicos.



1952 Brownell y Sweet realizan primer diseño del PET/CT



El PET existe desde 1970, debido en gran parte por el trabajo pionero de Michael Phelps, PhD, Michel Ter-Pogossian PhD.



1995 para la evaluación en la perfusión miocárdica.



1998 para la evaluación en los nódulos pulmonares solitarios y estadiaje del cáncer pulmonar.



1998 se crea el sistema hibrido de PET-CT.



2001 Primer PET-CT en México. (UNAM).

PET/CT Extensión de la enfermedad Monitorea tratamiento y evalúa efectividad Revela la enfermedad en etapas más tempranas Diferencia entre patología benigna o maligna Detecta anormalidades antes que ocurra un cambio en la anatomía.

PET/CT  Utiliza  Pequeñas cantidades de materiales radioactivos llamados radiofármacos  Cámara especial  TC

 Ayuda a evaluar las funciones de sus órganos y tejidos mediante:  Identificación a nivel celular de cambios en el cuerpo

 Puede detectar la aparición temprana de una enfermedad antes de que sea evidente con otros exámenes por imagen.

ANGIOGRAFÍA Demostración de los vasos sanguíneos mediante fluoroscopía de tiempo real y administración arterial o venosa de medio de contraste de alta densidad.

ANGIOGRAFÍA – TÉCNICA DE SELDINGER  Técnica empleada para la cateterización percutánea de los vasos sanguíneos.

ANGIOGRAFÍA  Ventajas  Evaluación específica de los vasos sanguíneos  Terapia vascular  Guía para procedimientos de intervención

 Desventajas :  Radiación  Medios de contraste (anafilaxia y nefrotoxicidad)  Riesgo de sangrado e infección  Costo

ULTRASONIDO  Principio: Un transductor envía ondas sonoras de alta frecuencia que hacen eco en el paciente y una computadora recibe las ondas reflejadas para construir una imagen.

HISTORIA DEL ULTRASONIDO 1888 Pierre Curie descubre el Efecto Piezo-Eléctrico

1960 Ultrasonido articulado

1920 Terapia Ultrasónica 1942 Ultrasonido Diagnóstico

ULTRASONIDO-PRINCIPIOS FÍSICOS  Producción de Ultrasonido: Efecto piezoeléctrico  Al aplicar una corriente eléctrica a un cristal de cuarzo las moléculas se reordenan (deformidad mecánica) .  Si el impulso es cíclico se produce vibraciones que se puede transmitirse a otros medios .

ULTRASONIDO-PRINCIPIOS FÍSICOS

ULTRASONIDO Ventajas : Barato e inocuo Tiempo real Portátil (quirófano,UCI) No radiación ionizante Sin medio de contraste Imágenes multiplanares Procedimiento intervencionistas Independiente de la función renal o hepática

ULTRASONIDO Desventajas : No demuestra función, solo anatomía Dificultad con pacientes obesos Dificultad para ver estructuras profundas No puede ver a través del hueso y aire

ULTRASONIDO DOPPLER  Técnica especial de ultrasonido que evalúa tanto la sangre como los vasos (arterias y venas)  Tipos de Ultrasonido Doppler:  Doppler Color: Mide la dirección y velocidad de las células sanguíneas en un vaso.  Doppler Poder: Técnica para medir el flujo sanguíneo en las arterias dentro de los órganos.  Doppler Espectral: Muestra las mediciones del flujo en forma gráfica, en función de la distancia recorrida por unidad de tiempo.

ULTRASONIDO Ultrasonido Doppler

 Indicaciones Patología vascular cerebral (carótidas) Patología abdominal Patología arterial de las extremidades Patología venosa (trombosis venosa profunda) Patología inflamatoria

RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR  Uso de pulsos de radiofrecuencia en un campo magnético.  Protones de hidrógeno son desplazados para generar la imagen.

PREMIO NOBEL DE FÍSICA 1952 Descubrieron el fenómeno de la RMN en 1946

Eduard Edward Mills Purcell Harvard University

Felix Bloch Stanford University

NIKOLA TESLA

1856-1943

Radar Física nuclear Control remoto Inventor de la radio Bases de la computación Trasmisión inalámbrica de energía Campo Magnético se mide en TESLA. Museo de Tesla . Belgrado Serbia

RAIMOND V. DAMADIAN INVENTOR DE LA RMN Patente en 1974 Primer estudio en humanos: Julio 2 de 1977 FONAR Corporation 1978 Primer RMN comercial :1980

Damadian descubre que los tejidos enfermos tienen diferente señal de RM que los tejidos sanos, basado en este descubrimiento, produce la primera imagen de un tumor en una rata en 1974.

State University of New York

RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR En RMN es necesario que los campos magnéticos sean muy poderosos y uniformes En RM los campos utilizados varían de 400 a 20,000 gauss (10,000 gauss=1 tesla). Un campo magnético posee una dirección (de un polo a otro) y un sentido (de S a N). 1.5 Tesla = 15,000 veces el campo magnético de la Tierra

El Átomo  Es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir.  El más simple de los núcleos es el hidrógeno, siendo el átomo más abundante del cuerpo y el único que en la actualidad es utilizado para las imágenes por RM  Los átomos contienen tres partículas elementales: -Protones. Núcleo (carga positiva) - Neutrones. Núcleo (sin carga - ---Electrones. (carga negativa)

FÍSICA DE LA RMN Al ser colocado en un CM el spin del protón va a alinearse entre dos posiciones: paralelo o antiparalelo, que corresponden a niveles de energía diferentes.

En RM las ondas utilizadas son de 1 a 100 Megahertz, ondas de radiofrecuencia (RF). La emisión RF se efectúa por una bobina (antena) en la cual dispositivos electrónicos apropiados provocan oscilaciones eléctricas. La recepción de la señal se efectúa igualmente por una antena.

FÍSICA DE LA RMN  Después de la excitación de los núcleos alineados en un CM por una onda de RF característica, se recoge una señal que es caracterizada por una curva  Cada uno de los componentes de la magnetización se caracteriza por una constante en el tiempo: -T1 es la magnetización longitudinal. -T2 es la magnetización transversal

RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR  Ventajas :   

No radiación Imágenes multiplanares Ideal para SNC y SME

 Desventajas :   

Costo Poca disponibilidad Algunos pacientes sufren claustrofobia

RADIOLOGÍA INTERVENCIONISTA

RADIOLOGÍA INTERVENCIONISTA Marcaje de lesiones Citología por aspiración Biopsia percutánea Aspiración de colecciones

Drenaje de colecciones Accesos vasculares Dilatación de estenosis Trombolísis Embolización Extracción de cuerpos extraños

ALMACENAMIENTO Y ADMINISTRACIÓN DE ESTUDIOS  Ha cambiado poco desde Noviembre 1895 (descubrimiento de los rayos X e introducción del bucky).  Por más de 100 años la película fotográfica se ha utilizado para guardar las imágenes médicas.  Desde hace 70 años las pantallas intensificadoras, han sido utilizadas con las placas de Rx para proporcionar una mejor calidad de imagen.

Hospital Information System (HIS)

Radiology Information System (RIS)

Picture Archiving and Communication System (PACS)

Modalitis Ultrasound, CT, MRI

Dictation System

Image Post-Processing System

LAS TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN EN MEDICINA

(RADIOLOGY INFORMATION SYSTEM) APLICACIONES EN MEDICINA Sistema de Información de Radiología, es el programa (Software), que hará funcionar al PACS. En el RIS radica la base de datos que contiene toda la información del Departamento de Imagenología. Puede decirse, que no hay PACS, si no hay RIS.

(PICTURE ARCHIVE AND COMMUNICATION SYSTEM)  Almacenamiento y Administración de Imágenes     

Imágenes Expediente radiológico Reporte de estudios En cada piso (Intranet) En línea (Web)

 Elemento físico donde se almacenan en forma digital los datos y las imágenes y del cual pueden ser recuperadas en todo momento.

TELEMEDICINA Posibilidades :

Interconsulta con expertos Acceso de pacientes con su médico Tratamiento a distancia No restricción de horario