Imágenes no ionizantes

¿Qué incluye la imagen no ionizante?

La imagen no ionizante se utiliza en muchas áreas diferentes de la física médica por diversas razones. Estas áreas incluyen la ecografía, la resonancia magnética, la fibra óptica y la endoscopia.

Ecografía

Laecografía es una técnica que permite ver el interior del cuerpo mediante ondas sonoras de alta frecuencia. Como las imágenes ecográficas se toman en tiempo real, pueden revelar el movimiento interno de los órganos, así como el movimiento de la sangre a través de los vasos sanguíneos. Cuando las ondas sonoras se transmiten al interior del cuerpo y luego se reflejan en un escáner, se generan imágenes. La ecografía, a diferencia de los rayos X, no expone a las personas a radiaciones ionizantes.

Una ecografía fetal 2D.

En física médica, la ecografía puede utilizarse para identificar los motivos de dolor, hinchazón e infección en los órganos internos del cuerpo, así como para inspeccionar a un bebé en mujeres embarazadas o el cerebro y las caderas en bebés. Las exploraciones abdominales suelen utilizar una frecuencia (f) de 7 MHz . Además, si tienes en cuenta que la velocidad del sonido en los tejidos (vw) es de aproximadamente 1540 m/s, la longitud de onda (λ) de los ultrasonidos sería:

\[\lambda = \frac{v_w}{f} = \frac{1540 m/s}{7 \cdot 10^6 Hz} = 0,22 [mm]\}.

El consenso general es que puedes explorar con éxito el tejido hasta una profundidad de unos 500 \(\lambda\). Para 7 MHz, es decir \(500 \cdot 0,22mm = 0,11m\).

No hay ecos cuando las ondas sonoras fluyen suavemente a través de un material uniforme. En consecuencia, la imagen ecográfica en la pantalla es negra, sin ecos. Una onda se refleja de vuelta a la sonda cuando las ondas sonoras chocan con un tejido que absorbe o transmite el sonido.

Según la intensidad del reflejo, la imagen ecográfica es blanca o gris. La ecografía, a diferencia de las radiografías o el TAC, no puede identificar la densidad de los tejidos. En cambio, busca la sonotransmisión (el paso o reflejo del sonido).

En una ecografía, los tejidos muy gruesos, como los huesos o los cálculos renales, reflejan rápidamente los ecos y aparecen de color blanco brillante. Los ecos también se reflejan fácilmente en el aire, como en el intestino. En consecuencia, el borde del intestino también aparece blanco en una ecografía. Por tanto, cosas con densidades muy diferentes (como el aire y el hueso) pueden aparecer en la ecografía como de color blanco brillante.

Exploración por resonancia magnética

La resonancia magnética(RM) es un método radiológico de obtención de imágenes que crea imágenes de la anatomía y los procesos fisiológicos del cuerpo sin utilizar rayos X ni radiaciones ionizantes.

En los escáneres de RM se utilizancampos magnéticos intensos, gradientes de campo magnético y ondas de radio para crear imágenes de los órganos del cuerpo. El equipo de RM transmite ondas magnéticas y de radiofrecuencia al cuerpo del paciente para obtener una imagen.

Los átomos del campo magnético producen energía que transmite una señal a un ordenador. A continuación, el ordenador convierte la señal en una imagen mediante algoritmos matemáticos.

Ejemplo de resultado de una resonancia magnética.

Un aparato de resonancia magnética capta las señales de los núcleos (centros) de los átomos de hidrógeno de tu cuerpo utilizando un fuerte campo magnético y una ráfaga de ondas de radiofrecuencia. Como contienen pocos átomos de hidrógeno, el aire y los huesos duros no producen señal de RM. En consecuencia, estas regiones aparecen en negro.

La cantidad de grasa y agua presente en cada tejido, así como los ajustes de la máquina utilizados para la exploración, afectan a la intensidad de la médula ósea, el líquido cefalorraquídeo, la sangre y los tejidos blandos, que van del negro al blanco.

Una resonancia magnética torácica, abdominal o pélvica puede utilizarse para ayudar a diagnosticar o controlar el tratamiento de diversas enfermedades.

Fibra óptica y endoscopia

La endoscopia es un procedimiento que permite a los médicos mirar dentro de las vías del cuerpo. El uso de un endoscopio para examinar y comprobar el interior de órganos, articulaciones o cavidades corporales se conoce como endoscopia.

Un endoscopio es un dispositivo que proporciona iluminación y visibilidad del interior de una articulación mediante sistemas de fibra óptica y lentes. Según el procedimiento médico, la parte del endoscopio que se introduce en el cuerpo puede ser rígida o flexible. En la endoscopia se utiliza el principio de reflexión interna total de la óptica. Se trata de un fenómeno que ocurre en la frontera entre dos medios, en el que toda la luz se refleja de nuevo en el primer medio si el ángulo de incidencia en el primer medio es mayor que el ángulo crítico.

Así funciona el principio en la endoscopia paso a paso:

1. Uno de los dos cables principales del endoscopio transporta la luz de una lámpara brillante al interior del cuerpo.
2. La luz que se refleja en las partes internas del cuerpo vuelve a través de otro cable de fibra óptica, rebotando en las paredes de cristal.
4. El principio de la reflexión interna total en este proceso funciona así: debido a la delgadez de las fibras, es más probable que la luz que entra en una fibra entre en contacto con la superficie interna con un ángulo mayor que el ángulo crítico. Por tanto, se reflejará completamente, llegando hasta el extremo del endoscopio donde mira el operador.

   Médico que utiliza un endoscopio.

   Una endoscopia puede utilizarse para obtener muestras de tejido (biopsia) para detectar enfermedades y trastornos, como anemia, hemorragias, inflamaciones, diarrea o cánceres del aparato digestivo.