IMAGEN MÉDICA: La imagen médica es la disciplina que engloba al conjunto de técnicas y procesos usados para crear imágenes del cuerpo humano, o partes de él con propósitos clínicos (procedimientos médicos que buscan revelar, diagnosticar o examinar enfermedades) o para la ciencia médica (incluyendo el estudio de la anatomía y función normales). Como disciplina en su sentido más amplio, es parte de la imagen biológica e incorpora la radiología, las ciencias radiológicas, los ultrasonidos, la endoscopia, la termografía médica, la fotografía médica y la microscopía. Algunas técnicas utilizadas en medicina como la electroencefalografía, si bien no produce imágenes, proporciona datos que pueden ser representados gráficamente, pudiéndose considerar también estos gráficos como imágenes médicas. Como campo de investigación científica, la imagen médica constituye una subdisciplina de la ingeniería biomédica, la física o la medicina, dependiendo del contexto:
-La investigación y desarrollo del área de instrumentación y la obtención de imágenes corresponden al ámbito de la ingeniería biomédica, la física médica y las ciencias de computación.
-La investigación en la aplicación e interpretación de las imágenes médicas se reserva a la radiología o a un médico especialista del área (cardiólogo, neurólogo).
La imagen médica a menudo se usa para designar un conjunto de técnicas que producen imágenes de aspectos internos del cuerpo. Gracias esta imagen, la causa (las propiedades del tejido viviente) se deducen del efecto (señal observada). Por ejemplo, en el caso de los ultrasonidos, es el rebote de la onda sonora sobre los tejidos la que proporciona información que se plasma en el ecógrafo.
QUÉ ENERGÍA SE USA? para obtener la imagen de un objeto empleamos radiaciones electromagnéticas, ultrasonidos, campos eléctricos, etc. Dependiendo del tipo de energía, ésta puede ser más o menos lesiva para el paciente. Las más dañinas son las radiaciones ionizantes.
QUÉ SE VE EN LA IMAGEN? Observamos el grado de respuesta (transmisión, opacidad, emisión, etc.) de un tejido en relación a la energía empleada; también la evolución de dicha respuesta con el tiempo (estudios dinámicos). Esa respuesta se representa en distintos colores y/o grados de intensidad luminosa.
QUÉ INTERPRETAR? Tal respuesta proporciona información acerca de las propiedades subyacentes, físicas y químicas, del tejido; en definitiva: de su anatomía, composición y función.
MEDIDA DE DATOS CUANTITATIVOS
– Imagen morfológica: áreas, perímetros, longitudes, volúmenes, etc. Representan la anatomía
– Imagen funcional: concentración de metabolitos o medios de contraste, evolución de dicha concentración con el tiempo, etc. Representa parámetros de funcionamiento del organismo.
SEGMENTACIÓN: La segmentación (automática o manual) es la discriminación del objeto de interés en la imagen, necesaria en muchos casos para poder tomar medidas.
TIPOS DE IMÁGENES MÉDICAS. CLASIFICACIÓN:
– SEGÚN EL TIPO DE ENERGÍA:
·Ondas de radio: resonancia magnética.
·Infrarrojos: termografía.
·Luz visible: endoscopia.
·Rayos X: radiología.
·Rayos gamma: gammagrafía (medicina nuclear diagnóstica).
·Ultrasonidos: ecografía.
– SEGÚN LA FINALIDAD:
·Imagen morfológica o estructural:
– Gran resolución espacial.
– Representación anatómica detallada.
·Imagen funcional:
– Escasa resolución espacial.
– Información sobre metabolismo, perfusión, captación de sustancias, unión a receptores, etc.
– SEGÚN LA EXISTENCIA DE SUPERPOSICIÓN:
·Imagen proyectiva: superposición de todos los planos del objeto.
·Imagen tomográfica: un solo plano del objeto. Proporciona varios cortes facilitando su interpretación.
|
MODALIDAD |
TÉCNICA |
ENERGÍA |
IONIZANTE |
FUNCIONAL |
TOMOGRÁFICA |
COLOR |
MOVIMIENTO |
|
ECOGRAFÍA |
Ecografía 2D |
Ultrasonidos |
No |
No |
Si |
B/N |
Si |
|
|
Eco-Doppler |
Ultrasonidos |
No |
Si |
Si |
Color (y B/N) |
Si |
|
|
3D |
Ultrasonidos |
No |
No |
No |
Color |
No |
|
|
4D |
Ultrasonidos |
No |
No |
No |
Color |
Si |
|
RESONANCIA MAGNETICA |
RM |
Radiofrecuencias |
No |
No |
Si |
B/N (y Color) |
No |
|
|
RM con contraste y RM funcional |
Radiofrecuencias |
No |
Si |
Si |
B/N (y Color) |
No |
|
TERMOGRAFIA |
Termografía |
Luz infrarroja |
No |
Si |
No |
Color (y B/N) |
Si |
|
ENDOSCOPIA |
Fotografía Médica |
Luz Visible |
No |
No |
No |
Color (y B/N) |
No |
|
|
Endoscopia |
Luz Visible |
No |
No |
No |
Color (y B/N) |
Si |
|
RADIOLOGÍA |
Radiología convencional y digital |
Rayos X |
Si |
No |
No |
B/N |
No |
|
|
Radiología con contraste |
Rayos X |
Si |
Si |
No |
B/N |
No |
|
|
Radioscopia |
Rayos X |
Si |
Si |
No |
B/N |
Si |
|
|
TAC |
Rayos X |
Si |
No |
Si |
B/N |
No |
|
MEDICINA NUCLEAR DIAGNOSTICA |
Gammagrafía |
Rayos γ |
Si |
Si |
No |
B/N (y Color) |
No |
|
|
PET y SPECT |
Rayos γ |
Si |
Si |
Si |
Color (y B/N) |
No |
FUTURO DE LAS IMÁGENES MÉDICAS
– LAS TÉCNICAS DE IMAGEN EVOLUCIONAN CON:
– El cada vez mayor conocimiento de las complejidades anatómicas y funcionales.
– Los avances tecnológicos (inclusive militares).
– Los avances informáticos.
– La necesidad de representar mayores cantidades de datos de un paciente de forma sencilla y asimilable.
– La incorporación de jóvenes con mayores conocimientos informáticos a las profesiones sanitarias y a la investigación.
– La importancia de la imagen como medio de comunicación en nuestra sociedad.
– MEDICINA MOLECULAR:
Las imágenes de niveles macroscópicos pueden detectar una patología en un momento en que el tratamiento ya es poco eficaz.
Por tanto, será necesario obtener imágenes diagnósticas de los niveles celular y molecular (marcadores fluorescentes, microscopia electrónica, nuevos medios de contraste, etc.).
– IMÁGENES MÉDICAS ESPECIALES:
LA IMAGEN 3D: Mediante la combinación de informática y matemáticas, a partir de imágenes 2D pueden obtenerse imágenes 3D, con posibilidad de rotarlas e, incluso, hacer endoscopias virtuales.
IMAGEN PARAMÉTRICA: Imagen de un parámetro cuantitativo calculada a partir de varias imágenes que se suceden en el tiempo (por ej. imagen de la velocidad de tránsito de un medio de contraste)
FUSIÓN DE IMAGEN MULTIMODALIDAD: Proceso de combinar la información procedente de distintas modalidades para producir una única imagen final. Permite presentar de manera integrada toda la información (anatómica y funcional) proporcionada por diferentes modalidades de imagen y facilitar la obtención de datos cuantitativos. REGISTRO: Para fusionar dos imágenes es necesario identificar en ambas una referencia común:
·Una estructura anatómica (marcador anatómico).
·Un dispositivo externo.
– ¿IMÁGENES TERAPÉUTICAS?:
– Radiología intervencionista: intervención mediante la introducción de catéteres guiada por una imagen médica.
– Cirugía guiada por la imagen: la neuronavegación permite al neurocirujano observar el interior del paciente en 3D mientras lo opera.
CARACTERÍSTICAS DE LA IMAGEN MÉDICA
1.- TONALES
a) Intensidad luminosa (luminancia o brillo) y densidad óptica (Intensidad de oscurecimiento)
– Si aumenta: imagen más brillante.
– Si disminuye: imagen más opaca.
b) Contraste: Diferencia entre intensidades de luz o densidades ópticas de zonas tonales adyacentes.
– Si aumenta: imagen más clara.
– Si disminuye: imagen más oscura.
2.- GEOMÉTRICAS
·NITIDEZ O RESOLUCIÓN ESPACIAL: También se llama detalle o definición. Es la distancia mínima capaz de ser reproducida en la imagen. Puede medirse en puntos por pulgada, pares de líneas por centímetro, etc.
Falta de nitidez: La pérdida de detalle puede deberse a:
– La superposición de imágenes de distribución aleatoria: ruido o borrosidad (falta de nitidez)
– La superposición de imágenes de distribución no aleatoria: artefactos, generalmente por errores técnicos (se dobló la película, se presionó la película).
·MAGNIFICACIÓN: Relación entre el tamaño real de la zona analizada, y el tamaño que presenta en la imagen. Existe un aumento de tamaño en la imagen médica.
·DISTORSIÓN: Ampliación desigual de diferentes partes del objeto. Ocurre en proyecciones oblicuas. A mayor oblicuidad, mayor distorsión. Aparecen imágenes deformadas. Provoca pérdida de nitidez.
·SUPERPOSICIÓN: La superposición de estructuras dificulta la interpretación y pequeñas alteraciones tisulares no son bien discernidas
3.- RESOLUCIÓN TEMPORAL
Capacidad del sistema de imagen para ‘congelar’ situaciones en el tiempo; relacionada con la velocidad de adquisición de las imágenes.
LA IMAGEN RADIOLÓGICA
Definiciones:
-Una imagen radiológica muestra las diferencias de atenuación que sufre un haz de rayos X al atravesar una zona corporal.
-Una imagen radiológica es una representación, sobre una emulsión fotográfica, de las variaciones de intensidad que presenta un haz de radiación X después de atravesar estructuras formadas por diferentes densidades y espesores.
Los rayos X que parten de un foco y atraviesan una zona orgánica llegan a la película radiográfica con menor o mayor intensidad dando lugar a diferencias en el ennegrecimiento de ésta. La radiografía representa la suma de las densidades de distintas capas de tejido. Es una representación bidimensional de una realidad tridimensional que hay que tener siempre presente.
Propiedades imagen radiológica
Son, fundamentalmente, densidad, contraste y nitidez:
-Densidad Óptica: Intensidad del oscurecimiento en la película tratada.
-Contraste: Diferencia gradual en la densidad de una radiografía en distintas áreas (escala de grises)
-Nitidez: Capacidad que tiene una película para reproducir la silueta de un objeto.
Factores relacionados con la producción de una radiografía:
FACTORES RELACIONADOS CON EL HAZ DE RADIACIÓN: Dependen fundamentalmente del aparato de rayos X.
- Tiempo de exposición o tiempo de producción de rayos X. Es el factor más fácilmente modificable. De él depende principalmente la densidad e incluso en contraste
- Miliamperaje o cantidad de corriente eléctrica que pasa por el circuito del filamento del tubo. Contribuye en la producción total de fotones y en la densidad radiográfica. Al modificar este parámetro se modifica la corriente a la que funciona el circuito de bajo voltaje, que calienta el filamento del cátodo.
- Kilovoltaje o diferencia de potencial entre ánodo y cátodo. Está relacionado con el tiempo de exposición e influye en el contraste. Se crean rayos X más duros.
- Distancia tubo película (distancia foco objeto + distancia objeto película). Influye sobre la intensidad de la radiación. La intensidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa foco y película. A mayor distancia, menor intensidad.
- Tamaño del punto focal: Lo ideal es que sea lo más pequeño posible. El haz de rayos debe ser lo más puntiforme posible.
- Colimación. Control del tamaño y forma del haz de rayos para que sea lo más pequeño posible.
- Filtración. Proceso de eliminación de los rayos de mayor longitud de onda y poco valor radiográfico. Al aumentar la filtración se endurecen los rayos y aumenta el contraste. Puede que al filtrar el haz, se necesite un mayor tiempo de exposición.
- Eficacia del equipo: Aún con las mismas constantes de miliamperaje, kilovoltaje y tiempo de exposición, pueden variar la calidad y cantidad del haz de rayos resultante dependiendo del equipo.
FACTORES RELACIONADOS CON EL OBJETO:
- Grosor: A mayor grosor de un objeto, mayor es la radiación exigida para atravesarlo e impresionar la película. Se obtiene mayor radiación aumentando el miliamperaje, el tiempo de exposición o los dos. Si el grosor es muy grande, interesa aumentar el kilovoltaje que reduce el tiempo de exposición y la borrosidad. Habrá más radiación secundaria (dispersa) cuanto más grosor tenga el objeto.
- Densidad. Peso por unidad de volumen. Los rayos X se absorben proporcionalmente a la masa total que atraviesan. De la densidad depende la formación de niebla por la radiación secundaria, que es producida sobre todo por los tejidos blandos. A mayor densidad son necesarios más mA, kV y tiempo de exposición
- Número atómico. A mayor número atómico, mas probabilidad de que ocurran interacciones por efecto fotoeléctrico.
LEYES FÍSICAS EN LA REPRODUCCIÓN DE UN OBJETO:
La geometría de la imagen formada puede verse afectada por diversos factores que dependen del foco, del objeto interpuesto al haz de radiación (absorbente) y de la película. Las distancias a las que se encuentran estos tres elementos pueden influir en la imagen final.
- Magnificación o ampliación geométrica: Por regla general la imagen que aparece en la película radiográfica es mayor que el objeto.
-A una determinada distancia objeto-película, el aumento será menor cuanto mayor sea la distancia entre foco-objeto.
-A una determinada distancia foco-objeto, el aumento será mayor cuanto mayor sea la distancia entre el objeto y la película.
Relación entre los distintos factores
DENSIDAD ÓPTICA
Depende de:
– Parámetros de exposición: mA, kVp, Tiempo de exposición.
– Objeto: Densidad radiológica, Grosor del objeto.
– Placa: Sensibilidad, Pantallas intensificadoras, Procesado.
– Distancia foco-placa.
CONTRASTE
Depende de:
– kVp: Bajo kVp: Los tonos medios se diferencian más entre sí, es decir mejor contraste.
– Objeto: Diferentes densidades radiológicas, Diferentes espesores.
– Placa: Curva característica de la película (mAs Þpendiente (gradiente) más pronunciada de la curva característica Þcontraste), Pantallas intensificadoras y Procesado.
CORRECCIÓN DE LA EXPOSICIÓN: Deben adaptarse los parámetros de exposición a cada equipo de rayos X. También puede ser necesario corregir los parámetros de exposición según la: constitución del paciente, edad del paciente, región anatómica examinada.
BORROSIDAD:
– Geométrica.
– Por radiación secundaria: antidifusor o rejilla.
– Cinética.
– Intrínseca:
·Película:
– Doble emulsión.
– Granulado de la película: Tamaño del grano sensible, Películas de alta sensibilidad, kVp.
·Hojas de refuerzo o pantallas intensificadoras:
– Tamaño de los cristales.
– Grosor de la capa fluorescente.
– Distancia hoja-película.
Proyección radiográfica ideal: Sería aquella que presentara una imagen nítida, de forma semejante e idéntico tamaño al objeto. Para obtenerla, o lo más aproximado posible hay que tener en cuenta los siguientes principios:
- El tamaño del foco debe ser lo más pequeño posible.
- La distancia objeto-película debe ser mínima.
- El rayo central debe pasar por el centro del plano guía y ser perpendicular al plano de la película.
- El plano guía del objeto y el plano de la película deben permanecer paralelos (3 y 4 evitan distorsión).
FENÓMENO DEL PARALAJE O DEL OBJETO CAMBIANTE
“El objeto situado a palatino sigue al cono radiográfico”
Al colocar el cono desde mesial, el objeto palatino se sitúa a mesial, y al colocarlo a distal, el objeto palatino queda a distal. Al realizar una radiografía intraoral pueden aparecer estructuras superpuestas que no es fácil situar por delante (vestibular) o por detrás (palatino), una respecto a otra. Si al realizar una segunda radiografía moviendo el foco hacia distal (lejos de la línea media), una de las estructuras aparece en la radiografía más lejos de la línea media que en la primera imagen, ésta será la estructura situada detrás (palatino). Lo mismo ocurriría si se mueve el foco hacia mesial (hacia la línea media). La estructura situada por detrás, se moverá hacia línea media respecto de la primera imagen, siguiendo al foco. Lo más lejano al foco sigue al foco en su movimiento en la imagen radiográfica.
