Radiologia

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Historia de los rayos x

Los rayos X fueron descubiertos accidentalmente por el profesor Wilhelm Conrad Rontgen el 8 de noviembre de 1895, se encontraba haciendo experimentos con los tubos de Crookes y observó unos extraños rayos que atravesaban papel y metal, lo que lo llevó a investigarlos durante siete semanas. Todo empezó con los experimentos de un científico británico llamado William Crookes, el cual investigó, en el siglo XIX, los efectos de algunos gases cuando se les aplicaba algunas descargas eléctricas, todo esto dentro de tubos vacíos y electrodos para generar un alto voltaje en las corrientes; a estos lo llamó tubo de Crookes. Cuando el tubo se encontraba cerca de algunas placas fotográficas se producía una imagenborrosa, sin embargo decidió no seguir investigando sobre esto.

En 1887, la científica Nikola Tesla estudió este efecto que fue creado por los tubos de Crookes. Por su investigación prosiguió a informar y advertir a toda la comunidad científica de los riesgos para los organismos expuestos a este tipo de radiaciones.

El 8 de noviembre de 1895, el físico Wilhelm Conrad Rontgen se encontraba haciendo experimentos con los tubos de Crookes y la bobina de Ruhmkorff. Estaba analizando los rayos catódicos para evitar cierta fluorescencia que eran producidos en las paredes de vidrio en uno de los tubos, así que los cubre con una funda negra de cartón. Cuando llega la noche conecta todo su equipo por última vez y se sorprendió al momento de ver un resplandor amarillo-verdoso a lo lejos. Al apagar y volver a encender el tubo, este resplandor se producía de nuevo.

Este extraño suceso lo llevó a investigar los rayos y las radiaciones de éstos durante las siete semanas siguientes.

El primero de enero de 1986 Wilhelm Rontgen contactó con sus compañeros de toda Europa para comunicarles los detalles de su investigación. También les mandó una fotografía de su mano en la que la piel casi no se veía, dejando observar los huesos y lo que parecía ser la sombra de un anillo. Esto se debe a que el 22 de diciembre se decidió hacer la primera prueba con humanos pero ya que no podía manejar su carrete, la placa fotográfica de cristal y exponer su mano a los rayos x (todo esto a la vez) pidió ayuda a su esposa, para que ésta colocase su mano en la placa durante 15 minutos. Cuando fue revelada la placa de cristal su sorpresa fue muy grande, apareció una imagen, sin duda, muy importante para la historia de la ciencia; los huesos de la mano de su esposa Berta con el anillo flotando sobre uno de estos. Y así aparece la primera radiografía de la historia y con ella nace una nueva rama de la medicina llamada radiología.

Todo lo descubrió de forma accidental en el laboratorio de la Universidad de Wurzburg. Esto se relacionaba con los rayos catódicos (corrientes de electrones en tubos de vacío) que tenía en otra mesa. Al parecer los físicos ya habían estado creando rayos X desde años antes sin darse cuenta.

Científicos precedentes al descubrimiento

Científico británico William Crookes, que investigó en el siglo XIX los efectos de ciertos gases al aplicarles descargas de energía. Estos experimentos se desarrollaban en un tubo vacío, y electrodos para generar corrientes de alto voltaje. Él lo llamó tubo de Crookes. Este tubo, al estar cerca de placas fotográficas, generaba en las mismas algunas imágenes borrosas. Pese al descubrimiento, Nikola Tesla, en 1887, comenzó a estudiar este efecto creado por medio de los tubos de Crookes. Una de las consecuencias de su investigación fue advertir a la comunidad científica el peligro para los organismos biológicos que supone la exposición a estas radiaciones.

El físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen descubrió los rayos X en 1895, mientras experimentaba con los tubos de Hittorff-Crookes y la bobina de Ruhmkorff para investigar lafluorescencia violeta que producían los rayos catódicos. Tras cubrir el tubo con un cartón negro para eliminar la luz visible, observó un débil resplandor amarillo-verdoso proveniente de una pantalla con una capa de platino-cianuro de bario, que desaparecía al apagar el tubo. Determinó que los rayos creaban una radiación muy penetrante, pero invisible, que atravesaba grandes espesores de papel e incluso metales poco densos. Usó placas fotográficas, para demostrar que los objetos eran más o menos transparentes a los rayos X dependiendo de su espesor y realizó la primera radiografía humana, usando la mano de su mujer. Los llamó "rayos incógnita", o "rayos X" porque no sabía qué eran, solo que eran generados por los rayos catódicos al chocar contra ciertos materiales. Pese a los descubrimientos posteriores sobre la naturaleza del fenómeno, se decidió que conservaran ese nombre. En Europa Central y Europa del Este, los rayos se llaman rayos Röntgen (en alemán: Röntgenstrahlen).

La noticia del descubrimiento de los rayos X se divulgó con mucha rapidez en el mundo. Röntgen fue objeto de múltiples reconocimientos: el emperador Guillermo II de Alemaniale concedió la Orden de la Corona y fue premiado con la medalla Rumford de la Real Sociedad de Londres en 1896, con la medalla Barnard de la Universidad de Columbia y con el premio Nobel de Física en 1901.

Primeras aplicaciones de los rayos x en la odontología

o Detección de caries

o Diagnostico

o Archivar en imagen, los diagnósticos de pacientes

o Observar la anatomía del conducto radicular, obturación, endodoncia, espacio del ligamento periodontal, detalles del hueso peri apical.

Radiología

Rama de la medicina que se encarga de la aplicación de los rayos x, de sustancias radiactivas y de cualquier forma de radiación para ayudar a dar un Dx y un Tx de alguna enfermedad.

Historia de los Rayos x

Wilhem Conrad Roentgen

1785-Morgan

1838-Geinsser

1865-Plucker

1887-Niikolas Tesla

1895-Hilterf

8 de Noviembre de 1895 Roentgen

1895-1er Rx DentalWakof

1896-1er Rx en cráneoMorton

1896-1er Rx Dental en paciente vivo Kells

1901-Texto peligro Rx Rollings

1904-Tecnica de BisectrizPrice

1913-Pelicula Dental envueltaKodak

1923-1er aparato de rayos Víctor X-ray

1947-Tecnica de aleta de mordida Raper

Teorías Atómicas

DaltonÁtomo invisible e indestructible

Bohr

Cambio de electrones

Ionizaciónion positivo (+)

Estimulación ion negativo (-)

Tensión

Es la fuerza de oposición o rechazo entre los electrones.

Campo Eléctrico

Es la distancia que alcanza la tensión.

Corriente Eléctrica

Es cuando los electrones se desplazan de un lugar negativo a un positivo.

Polos

(+)AniónEntran rayos

(-)CatiónCatódicaSalen rayos

Conductores

Son los transmisores de corriente eléctrico (bueno y malo).

Fuerza electromotriz (VOLTAJE)Voltios

Es la velocidad (fuerza) con la que pasan los electrones.

Intensidad AmperesAmperes Ω (amperaje)

Numero de electrones que pasan de un lugar a otro.

Resistencia

Es la oposición que un conductor pone para el paso de electrones.

Ley de Ohm (Ohms)

La intensidad es directamente proporcional a la fuerza, electromotriz inversamente proporcional a la resistencia.

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Reproducción de los rayos X

La producción de rayos X se da en un tubo de rayos X que puede variar dependiendo de la fuente de electrones y puede ser de dos clases: tubos con filamento o tubos con gas.

El tubo con filamento es un tubo de vidrio al vacío en el cual se encuentran dos electrodos en sus extremos. El cátodo es un filamento caliente de tungsteno y el ánodo es un bloque de cobre en el cual está inmerso el blanco. El ánodo es refrigerado continuamente mediante la circulación de agua, pues la energía de los electrones al ser golpeados con el blanco, es transformada en energía térmica en un gran porcentaje. Los electrones generados en el cátodo son enfocados hacia un punto en el blanco (que por lo general posee una inclinación de 45°) y producto de la colisión los rayos X son generados. Finalmente el tubo de rayos X posee una ventana la cual es transparente a este tipo de radiación elaborada en berilio, aluminio o mica.

El tubo con gas se encuentra a una presión de aproximadamente 0.01 mmHg y es controlada mediante una válvula; posee un cátodo de aluminio cóncavo, el cual permite enfocar los electrones y un ánodo. Las partículas ionizadas de nitrógeno y oxígeno, presentes en el tubo, son atraídas hacia el cátodo y ánodo. Los iones positivos son atraídos hacia el cátodo e inyectan electrones a este. Posteriormente los electrones son acelerados hacia el ánodo (que contiene al blanco) a altas energías para luego producir rayos X. El mecanismo de refrigeración y la ventana son los mismos que se encuentran en el tubo con filamento.

Partes del tubo de RX

Un tubo de rayos x consiste en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío, y tiene dos electrodos, que son las dos partes principales, el ánodo y el cátodo. Carcasa protectora: el tubo de rayos X, siempre está montado en una carcasa protectora, formada de plomo, y diseñada para controlar los serios peligros que afectaron a la radiología en sus principios, (exposición excesiva a la radiación, descarga eléctrica). La carcasa protectora proporciona también un soporte mecánico al tubo de rayos X, y lo protege frente al posible daño producido por la manipulación descuidada. Cuando se producen, los rayos X son emitidos con la misma intensidad en todas las direcciones, pero nosotros solo empleamos los emitidos a través de una sección especial del tubo de rayos X, llamada ventana. Los rayos X emitidos a través de la ventana se conocen como haz útil, los restantes que se escapan a través de la carcasa protectora son, la radiación de fuga. La carcasa protectora, alrededor de algunos tubos de rayos X, contiene aceite que actúa como aislante técnico y refrigerador. Envoltura de cristal: el de rayos X, es un tipo especial de tubo de vacío, los componentes del tubo se encuentran dentro de una envoltura de cristal. Esta envoltura, que debe de ser fabricada de un vidrio que pueda soportar el tremendo calor generado, mantiene el vacío, lo cual hace posible una producción más eficaz de rayos X, y prolonga la vida del tubo. Si estuviera lleno de gas, disminuiría el flujo de electrones que van del cátodo al ánodo, se producirían menos rayos X y se crearía más calor. La ventana del tubo es de un cristal más fino que deja filtrar los rayos X. Es un segmento que permite una máxima emisión de rayos X con absorción mínima por la envoltura de cristal.

Función de un tubo de RX

Reproducción de rayos catódicos o electrones por la emisión desde el cátodo incandescente, acelerarlos hasta el anticátodo (efecto de forest) donde se frenaran finalmente siguiendo la emisión de rayos x.

Aparato de Rx

Consta de 3 areas

1) Partes del componente

2) Tubo de Rx

3) Dispositivo que genera Rx.

Partes del componente

 Módulo de control

 Brazos de extensión

 Cabeza del tubo

Módulo de control

 Contiene un botón de encendido con luz indicadora.

 Un botón de exposición con luz indicadora.

 Dispositivo de control (selectores de tiempo, kilo voltaje, multi amperaje) para regular Rx.

 El módulo de control se conecta a un enchufe eléctrico.

Brazo de extensión

> Suspende la cabeza del tubo de Rx.

> Contiene los alambres eléctricos.

> Permite los movimientos.

> Coloca en posición la cabeza del tubo.

Cabeza del tubo

Es una cabeza de metal pesado.

Contiene el tubo que produce los Rx.

Caja de metal

Aceite aislante

Filtro o sello de la cabeza

Discos de aluminio

Colimador de plomo

Cono

Transformadores

Tubo de producción de Rx

Caja de metal

Cuerpo metálico que rodea al tubo de Rx y transformadores y está llena de aceite.

Protege al tubo y conecta a tierra los componentes de alto voltaje.

Aceite aislante

Evita el sobrecalentamiento del tubo de Rx.

Filtro

Cubierta de aluminio o de vidrio plomado de la cabeza del tubo que permite en este sitio la salida de rayos x y actúa como filtro del haz de Rx.

Discos de aluminio

Hojas de aluminio de 0.05 mm de grosor colocados en la vía del haz de Rx.

Filtran los rayos no penetrantes y de longitud larga.

Colimadores de plomo

Lamina de plomo que restringe el tamaño del has de Rx.

Cono

Cubierto de plomo con un extremo abierto que se extiende desde la cobertura del condensador metálico de la cabeza del tubo, ayuda y da forma al haz de Rx. Puede ser corto de extremo abierto o largo de extremo abierto.

Tubo de Rx

Es un tubo de vidrio al vacio, mide varios cm de largo por 2.5 cm de diámetro.

Sus partes componentes son:

Contenedor de vidrio plomado.

Cátodo (-)

Ánodo (+)

Evita que los rayos x salgan en todas las direcciones. En el área central tiene una ventana que permite que el haz de luz de Rx salga del tubo.

Cátodo

Su propósito es proporcionar electrones necesarios para generar los Rx.

El cátodo incluye:

Filamento de tungsteno Produce electrones cuando se calienta

Copa de molugdeno Enfoca los electrones en un haz estrecho y dirige el rayo a través del tubo hacia el blanco de tungsteno del ánodo.

Ánodo

Su propósito es convertirlos electrones en fotones Rx, se compone de:

Blanco de tungsteno  sirve como fondo focal y convierte los electrones bombardeados en fotones de Rx.

Tallo de cobre Funciona para disipar (esparcir) el calor del blando de tungsteno.

Dispositivos que generan Rx

Corriente eléctrica

Amperaje

Voltaje

Circuitos

Es la vía por la cual va a pasar la corriente eléctrica.

Circuito de voltaje bajo o de filamento Utiliza 3-5 V.

Circuito de voltaje alto Utiliza 65,000 a 100,000 V.

Transformadores

Es un aparato que se utiliza aumentar o disminuir el voltaje en un circuito eléctrico.

En la producción de Rx se utilizan 3 transformadores.

1) Transformador reductor

2) Transformador amplificador

3) Auto transformador

La producción de Rx comienza al conectar el enchufe a la corriente eléctrica, de ahí pasa al módulo de control donde se puede controlar la capacidad, después pasa por los cables que se encuentran en el tubo extensor para de ahí pasar a la cabeza. Después de ahí pasa a lo que es el transformador reductor, para transformar 110-120 V a 3-5 V, para después pasar al cátodo, copa de tungsteno y forma una nube de electrones que dispara la corriente al blanco de molugdeno donde ahí creara Rx y los dispersa, pasa por la ventana, pasa al filtro donde separa los rayos útiles y los no útiles, después pasa a los discos donde separa los rayos largos y los rayos “cortos” estos se utilizaran y al colimador enfoca los rayos cortos y pasa en dirección al cono.

Radiación

Es la emisión de propagación y transferencia de la energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas.

Es una forma de transporte de energía, hay 2 tipos:

1) No ionizante: no tiene la suficiente energía como para romper los enlaces que unen los átomos del medio que irradian. (Microondas, Radio, Teléfonos celulares)

2) Ionizante: Son aquellos capaces de producir ionización de los átomos o moléculas de la materia los que inciden alterando el equilibrio de su estructura. (Energía eléctrica)

Radiactividad

Es la liberación de energía mediante la ionización (Radiaciones ionizantes), que tienen la propiedad de impresionar, placas fotográficas y producir fluorescencia.

Rayos x

Son de naturaleza electromagnética de origen artificial y provienen de la desintegración de átomos. LOC.

Radiación Alfa “α”

Proceden de la desintegración del núcleo de un átomo que liberan una partícula cargada (+) Y se compone de 2e- y 2n.

Radiación Beta “β”Proceden del desprendimiento de un (e-) de un átomo su capacidad de penetración es mayor que la alfa, pueden ser paradas por una hoja de aluminio.

Radiación Gamma

Son de naturaleza electrón y se producen de la des-excitación del núcleo de átomos provenientes de una desintegración.

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Espectro electromagnético

Es el grupo de longitudes de onda de todas las radiaciones electromagnéticas.

Cuadro comparativo

Radiación Radiactividad

*Consecuencia de muchos procesos.

*Onda viajando.

*Se divide en Ionizante y no Ionizante.

*Daño más duradero.

*Rompen enlaces moleculares.

*Espacio libre de propagación.

*Alimenta una antena. *Propiedad de un núcleo en particular.

*Reordena el núcleo del átomo.

*Solo Núcleos inestables.

*Sucede de forma natural y espontánea.

*Causada por un desajuste de protones y neutrones.

*¨Producto de la desintegración α y β.

*Se asocia con el rayo Gamma.

Tipos de ondas Electromagnéticas

Rayos Gamma

Su longitud de onda (lambda) < 0.1 Ao, donde 1 Ao(Armstrong) es igual a 10 -10m. Se originan en las desintegraciones nucleares que emiten radiación gamma. Son muy penetrantes y muy energéticas.

Rayos x

Se producen por oscilaciones de los electrones próximos a los núcleos.

0.1Ao < lambda < 30 Ao

Son muy energéticos y penetrantes, dañinos para los organismos vivos, pero se utilizan de forma controlada para los diagnósticos médicos.

Rayos UVA

Se producen por saltos electrónicos entre átomos y moléculas excitados.

30Ao < lambda < 4000 Ao

El Sol es emisor de rayos ultravioleta, que son los responsables del bronceado de la piel. Es absorbida por la capa de ozono, y si se recibe en dosis muy grandes puede ser peligrosa ya que impiden la división celular, destruyen microorganismos y producen quemaduras y pigmentación de la piel.

Luz Visible

Es la pequeña parte del espectro electromagnético a la que es sensible el ojo humano.

400 nm < lambda < 750 nm

Se producen por saltos electrónicos entre niveles atómicos y moleculares. Las longitudes de onda que corresponden a los colores básicos son:

ROJO De 6200 a 7500 Ao

NARANJA De 5900 a 6200 Ao

AMARILLO De 5700 a 5900 Ao

VERDE De 4900 a 5700 Ao

AZUL De 4300 a 4900 Ao

VIOLETA De 4000 a 4300 Ao

Radiación Infrarroja

Es emitida por cuerpos calientes y son debidas a vibraciones de los átomos.

10 -3m < lambda < 10-7m

La fotografía infrarroja tiene grandes aplicaciones,: en la industria textil se utiliza para identificar colorantes, en la detección de falsificaciones de obras de arte, en telemandos, estudios de aislantes térmicos, etc.

Radiación Microondas

Son producidas por vibraciones de moléculas

0.1 mm < lambda < 1 m

Se utilizan en radioastronomía y en hornos eléctricos. Esta última aplicación es la más conocida hoy en día y en muchos hogares se usan los "microondas". Estos hornos calientan los alimentos generando ondas microondas que en realidad calientan selectivamente el agua. La mayoría de los alimentos, incluso los "secos" contienen agua. Las microondas hacen que las moléculas de agua se muevan, vibran, este movimiento produce fricción y esta fricción el calentamiento. Así no sólo se calienta la comida, otras cosas, como los recipientes, pueden calentarse al estar en contacto con los alimentos.

Ondas de radio

Son ondas electromagnéticas producidas por el hombre con un circuito oscilante.

1 cm < lambda < 1 km

Se emplean en radidifusión, las ondas usadas en la televisión son las de longitud de onda menor y las de radio son las de longitud de onda mayor. Las radiondas más largas se reflejan en la ionosfera y se pueden detectar en antenas situadas a grandes distancias del foco emisor. Las ondas medias se reflejan menos en la ionosfera, debido a su gran longitud de onda pueden superar obstáculos, por lo que pueden recorrer grandes distancias. Para superar montañas necesitan repetidores. Las ondas cortas no se reflejan en la ionosfera, requieren repetidores más próximos. Se transmiten a cualquier distancia mediante los satélites artificiales. Este tipo de ondas son las que emiten la TV,teléfonos móviles y los radares.

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