APLICACIONES A LAS CIENCIAS DE LA SALUD



La medicina y en general las ciencias de la salud son las áreas que mas se han beneficiado con las propiedades de la radiación y la radiactividad. La física atómica y nuclear dentro del campo de la medicina se aplica en los procesos y técnicas de diagnostico y tratamiento de enfermedades en los cuales se usa la radiación.
En este caso hablaremos específicamente de las siguientes aplicaciones:


  • Radiografías y Rayos X.
  • Tomografía Axial Computarizada (TAC)
  • Radioterapia 
  • Medicina Nuclear
RADIOGRAFÍAS Y RAYOS X: 

El uso mas general de la radiación en la medicina son las Radiografías, es decir, el uso de rayos X para exámenes de diagnostico (Conocido como radiodiagnostico). Los rayos X son producidos en un tubo de vidrio al vacío que se encuentra en el interior del aparato metálico frente al cual se ubica al paciente. Después de que se produce la radiación, se transmite en linea recta y a la velocidad de la luz, penetra el cuerpo del paciente, lo atraviesa, sale por el otro lado y se encuentra con una placa radiográfica (similar a una película fotográfica) donde quedara grabada una imagen anatómica del interior del cuerpo. 
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https://fisicaradiologica.wikispaces.com/HAZ+DE+RAYOS+X+Y+FORMACION+DE+LA+IMAGEN?responseToken=ac86777e38633bbcfcc6219c99773d5a

>¿Como se forma la imagen del interior?: Los rayos X al atravesar el cuerpo del paciente, son mas absorbidos por los huesos que por el tejido blando, de manera que al salir aquellos rayos que en su camino encontraron huesos, estos rayos se han debilitado o atenuado mas que aquellos que atravesaron el tejido blando. Esa atenuación queda registrada en la placa radiográfica con diferentes niveles de iluminación y sombra, consiguiéndose una imagen del interior.


Según el tono en el que aparecen las imágenes en la placa radiográfica indica si la estructura es compacta o si es blanda. Por eso, los huesos se ven de un tono blanco o gris, eso dependerá de densidad que tenga la estructura que es travesada por los rayos X, y los tejidos blandos aparecerán en tono negro, por eso, no se pueden visualizar en la placa órganos que estén alrededor del hueso.

TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA
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http://kidshealth.org/es/parents/test-mri-spine-esp.html

La tomografía axial computarizada o TAC es una prueba que se utiliza para el diagnostico en la cual se utilizan también rayos X, donde se obtienen imágenes radiográficas de solo un plano del cuerpo, ya sea transversal o longitudinal. La imagen en el TAC se puede obtener en un plano transversal, e incluso, las imágenes se pueden dar de manera tridimensional, según el caso clínico lo requiera. 

La técnica de tomografía axial computarizada se da a partir de la obtención de una imagen de un plano transversal, es decir, perpendicular al eje vertical del cuerpo, y su análisis se realiza con una computadora, de allí el nombre que recibe esta prueba. 
Para conseguir estas imágenes se utiliza un tubo de rayos X giratorio que da una vuelta alrededor del paciente, en el plano que se necesite, emitiendo radiación que atraviesa el cuerpo desde diversos ángulos. La absorcion del haz para cada angulo, se mide con detectores electrónicos que giran al otro lado del cuerpo, al unisono con el tubo emisor. Hace mas de diez años, un examen de Tac se tardaba unos minutos, actualmente este examen se realiza en segundos. 

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http://www.elsevier.es/es-revista-revista-espanola-medicina-nuclear-e-125-articulo-introduccion-tomografia-computarizada-13088421

Con el TAC es posible lograr imágenes de planos delgados del cuerpo, distinguiendo en ellas estructuras pequeñas. Este invento ha representado un gran avance en el diagnostico medico, pues permite estudiar a profundidad la anatomía de una región, así como las alteraciones que se puedan presentar allí, tales como tumores, infecciones, lesiones, traumatismos, hemorragias, cáncer y diversas patologías. 

La dosis absorbida durante un examen tomográfico puede llegar a ser de algunos rads (mas que toda la radiación natural recibida en cinco años), por lo que su uso debe limitarse y se debe realizar solo en aquellos casos en los que el diagnostico fue imposible de realizar con otra técnica de menor riesgo. 

>Radiología Armada: Esta técnica permite introducir, bajo el control radiológico, distintos equipos al cuerpo del paciente. Estos aparatos permiten realizar acciones terapéuticas o de diagnostico sin necesidad de operar. Es posible, por ejemplo, dilatar los vasos sanguíneos y obtener biopsias de tejidos profundos. 

RADIOTERAPIA
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https://grupo2rbrp.wordpress.com/2012/03/30/radioterapia/

La radioterapia es un tratamiento radiofarmacológico, el cual, mediante altas dosis de radiación se destruyen los tumores o las células cancerígenas que esté afectando al paciente. Las células cancerosas son mas fácilmente destruidas a través de esta radiación, las células sanas son mas resistentes a la radiación, es por eso que el tratamiento con radioterapia es uno de los mas utilizados en la actualidad para combatir el cáncer.

La radioterapia intenta maximizar la absorción de la radiación dentro del cuerpo, de modo que la energía originalmente transportada por los rayos, se deposite en una zona del cuerpo ocupada por un tumor y  ocasionar daño local, estos con el fin de hacer "desparecer" el tumor.

Ocurrirá daño letal si la ionización ocurre en el núcleo celular, lo cual ocasiona el rompimiento de los cromosomas. Debido a que el daño letal ocurre durante los procesos de mitosis y los tumores malignos presentan mas numero de mitosis que los tejidos normales o sanos, es decir, que crecen mas rápido, el daño mayor ocurrirá en los tejidos enfermos.


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Resultado de imagen para radioterapia destruccion del tumor 
https://mychart.geisinger.org/staywel/html/Inpatient/3,41352.html

Según el tumor se deben usar dosis limitadas de radiación, esto con el fin de minimizar los daños causados en células sanas. Aunque es un procedimiento controlado, la radioterapia presenta algunos efectos secundarios. La radioterapia busca entonces el optimo equilibrio entre una máxima irradiación al tumor y una mínima irradiación al tejido sano. 

Ahora es posible conocer con precisión el sitio, tamaño y la extensión de la enfermedad a irradiar. La radiación mas utilizada en radioterapia es la que proviene del elemento Cobalto-60, pues su núcleo es inestable y al decaer se emite la radiación electromagnética (rayos gamma) de alta energía. Son estos rayos los que se orientan hacia el tumor durante el tratamiento.  La vida media de estos núcleos es de algunos años, lo que quiere decir que su actividad disminuye con el transcurso de los años. 

Los principales centros de radioterapia cuentan hoy en día con aceleradores de electrones (llamados linacs) que producen haces de esas partículas y también rayos X de alta energía. Los electrones penetran débilmente el cuerpo humano, por lo que su uso es ideal para el tratamiento de tumores superficiales. Los rayos X emitidos por el linac son mas intensos, y por lo tanto, acortan el tiempo del tratamiento. pues poseen una alta energía que se deposita a profundidad en una dosis mayor y ademas permite proteger mejor las células sanas que están alrededor del tumor. 


http://www.elhospital.com/temas/Aceleradores-lineales%3B-unidades-de-radioterapia-por-cobalto+8052345

>BRAQUITERAPIA: La braquiterapia es una técnica alterna a la radioterapia. Consiste en introducir la sustancia radiactiva contenida dentro de semillas o agujas selladas, al interior de una cavidad del paciente donde se encuentra el tumor y dejarla durante un tiempo. El efecto que se aprovecha es la corta distancia entre la fuente radiactiva y el volumen a irradiar. lo que proporciona dosis altas en la zona con tumor y dosis bajas en regiones alejadas. Su uso es particularmente indicado en cavidades donde el tumor sea superficial o sea una zona accesible. 



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http://www.webconsultas.com/noticias/salud-al-dia/cancer-de-mama/la-braquiterapia-reduce-la-duracion-del-tratamiento-del-cancer


En la braquiterapia se utilizan isotopos de elementos como el yodo-131, que con una vida media de 7 días es ampliamente utilizado en los problemas de la glándula tiroides. El fósforo-32 tiene una vida media de dos semanas y se utiliza en el tratamiento de problemas hematológicos, en las cavidades abdominal y pleural, cáncer de próstata, etc. 


MEDICINA NUCLEAR
 
http://atusaludenlinea.com/medicina-nuclear-y-medicina-fotonica-01/


La especialidad medica que se dedica fundamentalmente al diagnostico y que hace uso de la radiación es la medicina nuclear, que comprende técnicas para obtener imágenes de órganos internos y del esqueleto. Estas imágenes no representan solamente la estructura anatómica del órgano visualizado, sino también aporta datos muy importantes sobre su estado de funcionamiento. 
Para lograr estas imágenes se utilizan elementos radiactivos que se producen generalmente en reactores nucleares. Se introducen al paciente pequeñas cantidades de estas sustancias (en microgramos), para no afectar el funcionamiento fisiológico normal del cuerpo, son introducidas ya sea por vía oral, intravenosa o intramuscular. Se prefieren los radionuclidos emisores de radiación gamma, ya que debido a su penetrabilidad, pueden detectarse desde fuera del cuerpo. Los núcleos de estos radioisotopos, emiten radiaciones desde el interior de los tejidos y salen al exterior, donde puede ser detectada por instrumentos especiales. Las imágenes se graban en película fotográfica pero no de manera directa como en las radiografías, sino a través de detectores electrónicos complejos. La información obtenida permite conocer la cantidad de radioisotopo que se deposito en el organismo, la capacidad funcional del órgano estudiado, identificar tumores, zonas irregulares como quistes, etc. 


  
http://laboratorioazteca.com.mx/medicina-nuclear/

Diversos radioisotopos de elementos son utilizados para este tipo de diagnostico, por ejemplo, P-32 se usa en el diagnostico de tumores en el ojo, porque algunas de sus partículas beta tienen suficiente energía para salir de este órgano. 

Existen instrumentos llamados gamma-cámaras que cuentan con detectores que están controlados por un sistema computarizado que permite registrar procesos como por ejemplo el funcionamiento del riñón y su capacidad de eliminación de orina, su paso a la vejiga, etc. Otro estudio similar con este instrumento es la observación del paso de una sustancia radiactiva por las cavidades del corazón, con lo que se puede medir su volumen y eficacia para impulsar la sangre. Igualmente se puede medir la cantidad de sangre que circula por minuto en el cerebro. Este proceso permite entregar un diagnostico mas preciso sobre padecimientos vasculares, cardíacos, respiratorios o cerebrales. 



También en terapéutica se utiliza la radiactividad. Para cáncer de tiroides o para tiroides hiperactiva, se suministra I-131 por via oral. Para cicatrices queloides la radiación con Co-66 evita el crecimiento de la cicatriz y en casos de sobreproduccion de glóbulos rojos se suministra P-32. 

>RADIOINMUNOANÁLISIS: Es una rama de la medicina nuclear la cual consiste en la aplicación de técnicas de laboratorio de análisis clínico en el que no se le administran al paciente radioisotopos, sino a sus muestras de sangre u orina. Estas técnicas utilizan la radiación para analizar estas muestras dependiendo de sus propiedades inmunológicas. 


http://quimbiol2012.blogspot.com.co/2012/11/tecnicas-de-radioinmunoanalisis.html

Las sustancias radiactivas son incorporadas a un anticuerpo especifico para la sustancia que se desea analizar, que puede ser una hormona, una, vitamina, medicamento, enzima, e incluso un virus. Cuando estos anticuerpos marcados se agregan a la muestra de sangre o de orina, el anticuerpo se dirige hacia la hormona, droga o enzima y la detección de la radiación emitida permite medir las cantidades de sustancia de interés.



REFERENCIAS:
Piña Barba, M. La Física en la Medicina. Mexico D.F; 2001.

Brandan, M.  Díaz, R. Ostrsky, P. La Radiación al Servicio de la Vida. México D.F: Fondo de cultura económica; 1998.

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