imagenes medicas

Tema 10
Imágenes Médicas
10.1. RAYOS X
Los rayos X son ondas electromagnéticas ionizantes de origen no nuclear. Se
obtienen cuando un haz de electrones acelerados se hace incidir sobre una estructura
atómica. En aplicaciones médicas, para generar rayos X se utiliza un tubo electrónico. Los
electrones generados en el cátodo (C) son acelerados por la diferencia de potencial entre
dicho cátodo y elánodo (A). La interacción de los electrones con los átomos el ánodo,
generalmente fabricado en tungsteno, genera los rayos X en todas las direcciones, pero
debido a la inclinación del ánodo se logra que exista una dirección determinada de
predominio de emisión. El tubo, en el que se ha hecho el vacío, está refrigerado por aceite
(el ánodo también es giratorio para mejorar la disipación calórica), yrodeado por una
pantalla de protección frente a la radiación no deseada. La radiación útil sale a través de
una ventana, que dispone de un filtro (F) para absorber la radiación menos energética y un
diafragma (D) que regula las dimensiones del haz útil.

Figura 10.1. Esquema de un tubo de RX. ("Introducción a la Bioingeniería".
Marcombo)
Las características del haz de RX generado (haz incidente)se regula mediante la
diferencia de potencial aplicada entre ánodo y cátodo (expresada en kV; a mayor valor,
mayor capacidad de penetración en el tejido), el filtro y el diafragma utilizado.
INGENIERÍA BIOMÉDICA
JUAN F. GUERRERO MARTÍNEZ
Curso 2010-2011

10. 1

Cuando el haz incidente penetra dentro del organismo, una cierta cantidad de
fotones (aproximadamente un 5% del total) no interacciona ylo atraviesa sin
modificación en su dirección, formando el haz resultante. El resto interacciona
produciéndose variaciones en su trayectoria, y dando lugar a lo que se conoce como
radiación secundaria, que es eliminada mediante una parrilla antidifusora colocada antes
del detector.
El número de fotones N del haz resultante puede obtenerse a partir del número No
de fotones del haz incidente sobreun espesor x de materia, mediante la ley general de
atenuación:
N = No · e-µx
donde µ es el coeficiente lineal de atenuación, que depende de la energía del haz y del
medio. Puesto que µ presenta valores diferentes para distintos de tejidos (existe mayor
atenuación en el hueso y menor en tejidos blandos), determina el contraste entre
diferentes zonas de la imagen resultante. Para dos tejidosadyacentes con coeficientes de
atenuación µ1 y µ2, suponiendo que ambos tienen el mismo espesor x, podemos definir el
contraste C entre ambos:
C = (µ1-µ2) · x / 2
Por tanto, la calidad de la imagen depende fundamentalmente de la diferencia
entre coeficientes de atenuación, por lo que aumentar la energía del haz de radiación por
encima del valor mínimo necesario sólo produce un exceso de irradiación alpaciente. Las
tensiones habituales de trabajo oscilan entre 60 y 120 kilovoltios.

Figura 10.2. Imagen radiográfica (http://www.gothard.hu/observatory).

INGENIERÍA BIOMÉDICA
JUAN F. GUERRERO MARTÍNEZ
Curso 2010-2011

10. 2

El haz resultante puede ser finalmente visualizado mediante pantallas
radioscópicas o películas radiográficas, que generan una imagen en negativo en la cual los
tejidos queproducen mayor atenuación (hueso) se visualizan en blanco y los de menor
atenuación (pulmones) en negro, con diferentes tonos de grises para los casos
intermedios.
Una modalidad diagnóstica de los rayos X, fundamentalmente relacionada con
patologías del sistema circulatorio, es la angiografía. En este caso, se opacifica el vaso o
vasos sanguíneos de interés mediante la inyección de agentes decontraste radioopacos, ya
que el coeficiente de atenuación de la sangre es muy similar al del resto de tejidos
blandos. Cuando la imagen radiográfica es digitalizada, se utiliza una variante (DSA:
Digital Substraction Angiography) en la que se obtiene una imagen diferencia entre la
imagen del vaso previa y posterior a la inyección del agente de contraste que, idealmente,
sólo contiene el objeto de...