Imagenología médica: breve introducción

Autor: Héctor Mario León Chávez

Los equipos médicos dedicados a la captura de imágenes médicas son de gran importancia para la medicina hoy en día, ya que permiten observar internamente tanto la morfología como la fisiología interna de un ser humano sin la necesidad de realizar algún procedimiento invasivo en el paciente a menos que sea necesario. Desde los rayos X hasta las resonancias magnéticas, son métodos de captura de imágenes para el diagnóstico oportuno. En el presente escrito, se hablará brevemente cómo es que las imágenes son capturadas, algunos conceptos básicos para ello y los principales tipos de equipos de imagenología médica.

¿Cómo funciona un equipo de imagenología?

Para esto, se tomará como ejemplo el ojo: ¿qué hace el ser humano para ver algún objeto? En pocas palabras (y para no confundir), los ojos reciben la luz que rebota de los objetos como tal. Con esto en mente, podemos deducir algunas cosas: se necesita una fuente de luz que pueda rebotar en los objetos que deseamos ver, identificar el objeto que se quiere observar, un receptor que identifique la luz rebotada y un procesador para interpretar y procesar la información. Lo mencionado anteriormente resume drásticamente los componentes básicos de un equipo de imagenología. La diferencia radica en que los equipos no usan la luz como tal, sino que exponen al cuerpo humano a una fuente de energía controlada (como rayos x o ultrasonido) y el equipo es capaz de capturar como esa fuente interactúa con el cuerpo humano. (The Essential Physics of Medical, 2012)

¿Por qué Las imágenes de imagenología son en escala de grises y no a color?

La respuesta es sencilla: es más fácil de procesar. Para entender lo anterior, es importante explicar cómo es que el receptor de luz de un sistema de imagen funciona. Para ello, utilizaré de ejemplo una foto de un oso de peluche expuesto al sol. Como se puede observar, se pueden ver sombras mucho más claras en zonas del oso que tienen una mayor exposición a la luz y hay zonas más oscuras en las que la luz no llega tan bien como en las anteriores. Lo anterior se debe a que la luz no rebota igual en todas las zonas de un objeto determinado, por lo que la energía de la luz resultante es dependiente de la zona de rebote. El receptor o detector es capaz de identificar la luz que rebota y la relaciona con una escala de grises. Si recibe luz con más energía, es un color más blanco, mientras que, si recibe menos luz, el color tiende más al negro. Todo el proceso es muy complicado y el hecho de usar solo la escala de grises facilita el procesamiento. En el caso de las imágenes a color, se utilizan tres señales: roja, verde y azul, cuya combinación resulta en los demás colores. Añadir colores al ya de por si complicado procesamiento resulta tal vez no tan beneficioso. (The Essential Physics of Medical, 2012)

Si bien es cierto que gran porcentaje de las imágenes obtenidas por dispositivos médicos son a blanco y negro, es importante mencionar que, gracias al avance de la tecnología, las imágenes pueden adquirir color al agregar su edición a la hora del respectivo procesamiento, sin embargo, aumenta los recursos drásticamente. (The Essential Physics of Medical, 2012)

Resolución temporal y espacial

La resolución temporal es el tiempo entre la captura de una imagen y otra. Comúnmente se le conoce como fps (frames per second, en inglés) y es cuando un dispositivo es capaz de adquirir video. En cuanto a la resolución espacial, se refiere a cuál es el mínimo tamaño de un objeto que el sistema puede identificar en una imagen. Estos dos conceptos son importantes para verificar la calidad de los dispositivos médicos y es importante tenerlos en cuenta. (The Essential Physics of Medical, 2012)

Tipos de imagenología

No todos los métodos de imagenología sirven para lo mismo, es por ello a que se dividen básicamente en 3: (The Essential Physics of Medical, 2012)

Estructura

Como su nombre lo indica, la primera es para ver la estructura de los diferentes órganos, huesos, etc. En este ámbito se encuentran los rayos x, el ultrasonido, la tomografía computarizada (CT, por sus siglas en inglés) y la resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés). (The Essential Physics of Medical, 2012)

Funcional

Cuando es imagenología funcional, se observa el funcionamiento de un órgano en específico. En este ámbito se encuentra la electroencefalografía, y un tipo específico de MRI (funcional). (The Essential Physics of Medical, 2012)

Metabolismo

Finalmente, cuando es imagenología de metabolismo, es aquella que marca una proteína, encima o molécula en general con un componente radiactivo tolerable para el cuerpo humano con la intención de ver la ruta metabólica que dicha molécula pueda tener. En este ámbito se encuentra la tomografía por emisión de positrones (PET, por sus siglas en inglés). (The Essential Physics of Medical, 2012)

Tipos de dispositivos médicos de imagenología:

A continuación, se resumen los métodos de imagenología y algunas de sus características:

Rayos X

Es el método más común. Utiliza un emisor de dicha radiación que, al llegar al cuerpo humano, esta se atenúa dependiendo de la densidad de los órganos, huesos, aire, agua, etc. El aire por ejemplo no atenúa la radiación, todo lo contrario, con los huesos (es por ello que éstos se ven más y el aire se ve negro). Solo se pueden hacer imágenes 2D. (The Essential Physics of Medical, 2012)

CT o Tomografía Computarizada

Es el mismo principio que los rayos x, sin embargo, el emisor y el respectivo detector giran alrededor del paciente, permitiendo imágenes 3D. (The Essential Physics of Medical, 2012)

Medicina nuclear

Se inyecta un componente radioactivo que se une a una molécula en específico, marcándola. Al hacerlo emite energía (rayos gamma comúnmente).

Ultrasonido

Recupera los ecos de las frecuencias de sonido emitidas al cuerpo. Es el menos invasivo y utiliza transductores electroacústicos. Son imágenes 2D, sin embargo, el retorno de los ecos también permite distinguir profundidades. (The Essential Physics of Medical, 2012)

Resonancia Magnética

Utiliza un campo magnético que produce que los protones del cuerpo humano se alineen a este. Cuando los protones se regresan a su estado natural, liberan energía en forma de radio frecuencias que son medidos por antenas. Permite imágenes 3D. (The Essential Physics of Medical, 2012)

Para concluir, quisiera recalcar que los equipos aquí presentados tienen diferentes subtipos, sin embargo, el presente es solo para una breve introducción a los equipos de imagenología. En general, este tipo de equipos buscan ser lo menos invasivos posibles para dar un diagnóstico oportuno.

Referencias

Bushberg, J., Seibert, J., Leidholdt Jr, E. and Boone, J., 2012. The Essential Physics of Medical Imaging. 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins, p.Chapter