El diagnóstico radiológico se basa en la obtención de imágenes con

radiación ionizante. En términos generales se puede hablar de dos métodos

para producir imágenes radiológicas. En los métodos tradicionales

(radiografía convencional) se emplea un detector plano para formar

imágenes mediante una sola proyección. La formación de una imagen

radiográfica involucra tres etapas: la producción de los rayos X, el

transporte de esta radiación a través del paciente y la detección de la

radiación transmitida.

La Radiografía simple

La radiografía simple es la técnica inicial de imagen por excelencia, llegando a ser

el primer examen diagnóstico que se realiza después de la historia clínica de la

mayoría de pacientes. Sus indicaciones son múltiples: la Rx de tórax ante

cualquier síntoma cardiorrespiratorio, la Rx simple de cualquier parte del cuerpo

accidentada, la placa simple de abdomen ante molestias del aparato digestivo, la

radiografía simple de cráneo en traumatismos craneoencefálicos, hipertensión

intracraneal, y ciertos tipos de tumores, etc.

 

Los rayos X se producen siempre que una substancia es irradiada con electrones de alta energía. Un tubo convencional de rayos X consiste básicamente de un cátodo y un ánodo colocados dentro de un envase de vidrio al vacío (véase figura 1).

La base fundamental para la aplicación de los rayos X en muchas áreas de la

ciencia, es su propiedad de atenuación exponencial. Los rayos X al atravesar

un material pueden ser absorbidos o dispersados en su trayectoria, lo cual

resulta en una disminución en la intensidad original. Los procesos de absorción

o dispersión se deben a interacciones entre los átomos del medio y los rayos

X. Las interacciones más importantes en el intervalo de energías de interés en

radiodiagnóstico son el efecto fotoeléctrico y la dispersión de Compton (Johns

y Cunningham, 1983).

Los rayos X constituyen una herramienta ideal para sondear, de manera ``no

invasiva'', el interior del cuerpo humano. Sin embargo, durante la formación de

la imagen existen procesos de deposición de energía en el paciente. Estos

procesos llevan asociado un cierto daño biológico que en algunos casos puede

afectar a la salud del paciente. En países desarrollados, aproximadamente el

90% de la dosis a la población debida a radiación causada por el hombre, se

debe al uso de los rayos X para el diagnóstico radiológico (Shrimpton 1994).

Aunque las dosis asociadas a este tipo de exámenes son relativamente

pequeñas, la frecuencia con que éstos se llevan

frecuencia con que éstos se llevan a cabo ocasiona que el impacto social sea considerable. Dado que el propósito de un examen médico es proporcionar un beneficio directo al paciente, los procedimientos de radiodiagnóstico han sido optimizados de tal manera que las dosis sean lo más bajas posibles y al mismo tiempo contengan la información necesaria para dar un diagnóstico adecuado.

Una radiografía convencional es una imagen bidimensional de un objeto tridimensional. Esto significa que toda la información en profundidad se pierde, pues los diferentes niveles de gris en la imagen dan información sobre la atenuación de los rayos X a lo largo de una trayectoria en el espacio tridimensional (véase figura 4). La intensidad de cada tono de gris proporciona información acerca de la densidad de los tejidos atravesados. Dado que el cuerpo humano puede describirse como una función continua de coeficientes de atenuación lineal, U(x,y,z) la intensidad del haz de rayos X, I (x,y), en el plano en donde se forma la imagen está representada por una integral de la forma:

                                                                                       

En radiografía convencional el detector más utilizado consiste en la combinación de una pantalla fluorescente acoplada a una película fotográfica. Las características más importantes de este sistema son la eficiencia de detección de rayos X (que depende esencialmente de la composición y grueso de la pantalla fluorescente), la eficiencia de conversión a luz visible y el acoplamiento óptico entre la pantalla y la película

El intervalo de energía utilizado para este tipo de estudios varía aproximadamente entre los 15 y los 150 keV. Las características específicas del sistema dependen del tipo de estudio que se desea realizar, por ejemplo, si se trata de un estudio del tórax o del abdomen. La mayoría de las pantallas fluorescentes modernas se basan en compuestos de tierras raras tales como el oxisulfuro de gadolinio (Ga2 O2 S) con grosores que varían entre 30 y 70 u>m. A energías de interés clínico la eficiencia de detección de este tipo de pantallas puede llegar a ser hasta del 80%. Un segundo grupo de detectores lo constituyen los llamados ``intensificadores de imagen'', los cuales se utilizan en técnicas de fluoroscopía

La gran importancia de la formación de imágenes planas en radiodiagnóstico, en términos del número de exámenes que se realizan de este tipo, ha causado que se inviertan una gran cantidad de recursos para tratar de desarrollar sistemas de radiografía digital que eventualmente sustituyan a la película radiográfica. En este sentido, los físicos han jugado un papel muy importante al desarrollar nuevos detectores de radiación ionizante que se espera permitan disminuir la dosis al paciente, sin pérdida en la calidad de la imagen.