Evolución de la Imagen Médica Radiológica desde Roentgen hasta la Digitalización

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1 Evolución de la Imagen Médica Radiológica desde Roentgen hasta la Digitalización Poster no.: S-0001 Congreso: SERAM 2012 Tipo del póster: Presentación Electrónica Educativa Autores: A. Martinez Noguera, E. Montserrat Esplugas, P. Estrada, A. Capdevila; Barcelona/ES Palabras clave: Física de la radiología, Educación, Dirección / Gestión DOI: /seram2012/S-0001 Cualquier información contenida en este archivo PDF se genera automáticamente a partir del material digital presentado a EPOS por parte de terceros en forma de presentaciones científicas. Referencias a nombres, marcas, productos o servicios de terceros o enlaces de hipertexto a sitios de terceros o información se proveen solo como una conveniencia a usted y no constituye o implica respaldo por parte de SERAM, patrocinio o recomendación del tercero, la información, el producto o servicio. SERAM no se hace responsable por el contenido de estas páginas y no hace ninguna representación con respecto al contenido o exactitud del material en este archivo. De acuerdo con las regulaciones de derechos de autor, cualquier uso no autorizado del material o partes del mismo, así como la reproducción o la distribución múltiple con cualquier método de reproducción/publicación tradicional o electrónico es estrictamente prohibido. Usted acepta defender, indemnizar y mantener indemne SERAM de y contra cualquier y todo reclamo, daños, costos y gastos, incluyendo honorarios de abogados, que surja de o es relacionada con su uso de estas páginas. Tenga en cuenta: Los enlaces a películas, presentaciones ppt y cualquier otros archivos multimedia no están disponibles en la versión en PDF de las presentaciones. Página 1 de 25

2 Objetivo docente En esta presentación revisamos los inicios de la imagen médica radiológica y su evolución hasta llegar a la era actual de la digitalización. Discutimos sus avances y ventajas en la práctica médica diaria así como sus posibles limitaciones y costes Revisión del tema INTRODUCCIÓN: Cuando Roentgen descubrió los RX en 1895, ya hacía años que se había descubierto la fotografía. Esto hizo que de forma inmediata Roentgen observase que dichos rayos X impresionaban o velaban las placas radiográficas que tenía en su laboratorio. La historia real de la fotografía empieza en el año 1839, con la divulgación mundial del primer procedimiento fotográfico: el daguerrotipo (proceso para la obtención de fotografías sobre una superficie de plata pulida).sus antecedentes fueron en el año 1816, cuando el francés Niepce obtuvo unas primeras imágenes fotográficas, inéditas, que no pudo fijar permanentemente. La fotografía más antigua que se conserva es una reproducción de la imagen conocida como" Vista desde la ventana en le Gras", obtenida en 1826 con una cámara oscura y soporte de emulsión química de sales de plata. La historia de la imagen en Medicina empezó con la Fotografía, siguió con los RX, Cine, Computadora, Tomógrafo, Ultrasonidos, Resonancia Magnética, Medicina Nuclear y otras técnicas de imagen que iremos exponiendo en este póster, hasta la Digitalización total con la desaparición de la placa radiográfica a finales del siglo XX y principios del XXI 1895: DESCUBRIMIENTO DE LOS RX POR ROENTGEN Sobre una mesa de madera, cerca de la ventana y la mirada de un gran reloj de pared, Roentgen, el viernes 8 de noviembre de 1895, realizando sus experimentos en el tubo de Hittorf-Crookes, descubrió de forma casual que se iluminaba el cartón con el platino- Página 2 de 25

3 cianuro de bario. La primera radiografía que hizo en el laboratorio fue de la mano de Berta, su mujer (Figs.1-3). La primera demostración pública de los Rayos X ocurrió el 23 de enero de 1896 delante de una larga y selecta audiencia. Roentgen invitó a su colega universitario, el famoso anatomista Kölliker, a dejarse fotografiar su mano por estos nuevos rayos X La difusión de la noticia fue inmediata en todo el mundo, y no sólo en el área científica. La prensa de toda Europa y al otro lado del Atlántico se hace eco.unos días después, el premio Nobel Echegaray escribía:" Ya las sombras no son un misterio: hay una luz-que es sombra también- que nos va a hacer visibles los más ocultos senos de las tinieblas..." SIGLOS XX-XXI : AVANCES TECNOLÓGICOS EN RADIOLOGÍA E IMPORTANTES DESCUBRIMIENTOS EN EL DIAGNÓSTICO POR LA IMAGEN TUBO DE RX: En la figura 4 se ve un tubo de RX sacado de la estructura que lo envuelve. Los tubos actuales son de cátodo incandescente y con vacío elevado que permite que los electrones no interaccionen con moléculas de gas y pierdan energía. El ánodo giratorio permite que no se produzcan problemas de refrigeración. INTENSIFICADOR DE IMAGEN O LUMINOSIDAD: soluciona el problema de la baja percepción de detalles de la imagen radioscópica convencional. La imagen de radiación es transformada en imagen luminosa con intensidad de brillo mayor. El resultado es una imagen de gran luminosidad, más pequeña que la original y que puede verse en un monitor a través de un circuito cerrado de televisión LA PELíCULA RADIOGRÁFICA. La radiografía (Fig.5) es una representación fotográfica sobre una emulsión, de las variaciones de intensidad de un haz de RX después de atravesar estructuras de diferentes densidades y espesores. Las técnicas de procesado de la película radiográfica han ido evolucionando hasta llegar a la procesadora automática luz-día. UNIDADES RADIOLÓGICAS TELEMANDADAS: tienen sistemas de radioscopia televisada y mandos a distancia para dirigir los movimientos de la mesa. El seriador de películas permite obtener varias imágenes en un mismo chasis Página 3 de 25

4 1945: INVENCIÓN DE LA COMPUTADORA Los grandes avances en el diagnóstico médico mediante la imagen radiológica no hubiese sido posible sin la invención de la computadora y el desarrollo paralelo de la informática Desde que empezó a utilizarse los computadores para obtener una imagen digital (tomografía computarizada), los avances tecnológicos en la radiología digital han sido muy importantes en los diferentes campos de obtención y representación de imágenes, almacenamiento y más recientemente en la transmisión a distancia 1972: TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA Después del descubrimiento de los RX por Roentgen, la Tomografía Computarizada (TC) ha sido la invención más importante en el diagnóstico por la imagen. Las primeras aplicaciones clínicas se realizaron en En 1979, Hounsfield y Cormack (físico norteamericano que también contribuyó a su descubrimiento), recibieron el Premio Nobel de Medicina. La TC permite ver cortes axiales del cuerpo humano a partir de muchas determinaciones de absorción de los fotones de los RX. En 1978 se instaló el primer TC en España y fue en el Hospital de Sant Pau de Barcelona : EVOLUCIÓN DE LA TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA (TAC O TC) Desde que en 1970 se diseñó el primer equipo de TC hasta la actualidad, han ido sucediéndose diferentes generaciones que han mejorado la rapidez y la calidad de la imagen, modificándose especialmente la rotación del tubo de RX y la localización y número de detectores. La mayor innovación ha sido el TC helicoidal multicorte (( ), que permite cortes muy finos. El diseño de los detectores ha sido, no obstante,el avance más significativo. Los avances realizados con la TC multicorte y la continua puesta al dia de los software han permitido ampliar sus aplicaciones: estudios de perfusión cerebral, análisis vascular avanzado, colonoscopia virtual, visualización en 3D, etc.(fig.6) : APLICACIÓN DE LOS ULTRASONIDOS EN MEDICINA Los ultrasonidos (US) se basan en la detección y representación de los ecos reflejados (energía acústica) en las distintas interfases del cuerpo. Aunque la primera aplicación Página 4 de 25

5 en medicina se debe a Dussik (1942), ya habían sido aplicados en la industria naval durante la Segunda Guerra Mundial (sónar). Kossoff (1972) consiguió mejorar la calidad de la imagen, desarrollando la técnica de escala de grises. La incorporación de los ordenadores permitió incorporar las ventajas de la digitalización en los US. El transductor o sonda es el que produce los US y funciona como emisor y receptor. Transforma las cargas eléctricas aplicadas en vibraciones. Según su frecuencia y forma de emisión del US existen varios. Hoy dia, todos son electrónicos y multifrecuencia. La última innovación (2010) es el transductor matrix volumétrico (Fig. 7) : RESONANCIA MAGNÉTICA (RM) El principio de la Resonancia magnética nuclear (RMN), denominación inicial, se publicó en Bloch y Purcell demostraron que algunos núcleos bajo la acción de un campo magnético intenso podían absorber energía de ondas de radiofrecuencia y a su vez emitir señales de radiofrecuencia que pueden ser captadas por una antena. En 1976 se obtuvo la primera imagen de un animal vivo. A partir de entonces, el desarrollo en el campo de la radiología ha sido muy importante. La RM: (Figs.8-10)) No utiliza radiaciones ionizantes Ni el aire ni el hueso son obstáculos Más cara que la TC y los US Técnicamente más avanzada y dificil de interpretar Pasos de un examen RM: 1. Se coloca al paciente en un magneto 2. Se le envía una onda de radio 3. La onda de radio es devuelta 4. El paciente emite una señal, que es recibida y usada para la reconstrucción de la imagen Página 5 de 25

6 RADIOLOGÍA DIGITAL La Radiografía computarizada (CR) y la radiografía digital directa (DR) triunfan hoy dia sobre la radiografía convencional (Figs.11 y 12). Son ya tecnologías maduras que se han ganado su aceptación clínica. Durante los últimos 25 años muchos sistemas de placas radiográficas han sido sustituidos por unidades digitales. Los dos principales sistemas de detectores usados en la radiología digital son las pantallas fosforecentes fotoestimulables en la CR y el panel plano (fat -planel) en estado sólido en la DR. La DR incluye detectores de conversión indirecta y otros de conversión directa. La DR proporciona imágenes en un tiempo mínimo y de mucha mejor calidad que los sistemas convencionales y la CR. Significa también un ahorro económico anual. SISTEMAS DE COMUNICACIÓN Y ARCHIVOS DE IMÁGENES El año 2009 se concedió el Premio Nobel de Física a Charles Kao, Willian Boyle y George Smith por sus aplicaciones prácticas en optoelectrónica (Fig.13). La aplicación informática en sanidad (Fig.14) nos permite trabajar en interacción con los tres sistemas: el HIS (sistema informático del hospital), el RIS (sistema informático de radiología) y el PACS (sistema de archivo y comunicación). La misión primordial del PACS es que el conjunto de exploraciones de un paciente y sus informes, incluyendo las anteriores, estén a disposición del médico. Las estaciones de trabajo permiten un acceso rápido a las imágenes radiológicas, realizar los informes radiológicos y utilizar las herramientas de diagnóstico necesarias. FUSIÓN DE IMAGEN MÉDICA Las técnicas actuales de fusión permiten un análisis e integración de imágenes obtenidas por diferentes equipos de radiología y medicina nuclear: TC, RM, SPECT (tomografía computarizada por emisión de fotón único), PET (tomografía por emisión de positrones), dando lugar a una imagen única que facilita la interpretación (Fig.15 y 16). BIBLIOGRAFIA Página 6 de 25

7 1.Cabrero Fraile FJ. Imagen Radiológica. Principios físicos e instrumentación.barcelona: Masson, SA, Cowen AR, Davies AG, Kengyelics SM. Advances in computed radiography systems and their physical imaging characteristics. Clin Radiol 2007;62(12): Eisenberg RL. Radiology: an illustrated history. Mosby-Year Book, St.Louis, Gálvez Galán, F. La mano de Berta: otra historia de la Radiología. I.M.& C, A. Martínez Noguera, T.García, R.Larrosa el al.c.comas and A.Prió pioneers and martirs of spanish Radiology. RadioGraphics 1996, 16: Historia de la fotografía Images for this section: Página 7 de 25

8 Fig. 1: Roentgen Página 8 de 25

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10 Fig. 2: Berta, la mujer de Roentgen Página 10 de 25

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12 Fig. 3: "La mano de Berta": primera radiografía obtenida del cuerpo humano Fig. 4: Tubo de RX sacado de la estructura que lo envuelve Página 12 de 25

13 Fig. 5: Placa de RX. Radiografía de un Abdomen simple Página 13 de 25

14 Fig. 6: TC multicorte Página 14 de 25

15 Fig. 7: US3D multicorte del Riñón con hidronefrosis. Exploración realizada con el transductor X6-1 (cortesía de Philips) Página 15 de 25

16 Fig. 8: Equipo de RM de 1.5 Teslas Página 16 de 25

17 Fig. 9: RM axial de cráneo.programación para la obtención de un plano sagital Página 17 de 25

18 Fig. 10: RM sagital del cerebro. Corte obtenido del plano axial de referencia Página 18 de 25

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20 Fig. 11: Equipo de radiología digital computarizada (CR) Fig. 12: Equipo de radiología digital directa (DR) Fig. 13: Nota periodística del País,comunicando la concesión del Premio Nobel Página 20 de 25

21 Fig. 14: Esquema que muestra la interacción práctica que debe existir entre los tres sistemas en sanidad Página 21 de 25

22 Fig. 15: Equipo híbrido de PET/TC Página 22 de 25

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24 Fig. 16: PET/TC abdominal.realizada con 2-Deoxi-2(18F) Fluoro-DGlucosa en la detección de malignidad en una neoplasia mucinosa papilar intraductal del páncreas Página 24 de 25

25 Conclusiones Los grandes avances en el diagnóstico médico mediante la imagen radiológica no habrían sido posible sin la invención de la computadora y el desarrollo paralelo de la informática Después del descubrimiento de los RX por Roentgen, la TC ha sido la invención más importante en el diagnóstico por la imagen Los avances tecnológicos en la radiología digital permiten la obtención y representación de imágenes, almacenamiento y transmisión a distancia Página 25 de 25