PRINCIPIO FISICO INSTRUMENTOS MEDICOS Nestor Fabian Delgado Poveda Cod 20081005002
ECOGRAFO
La técnica de ecografía está basada en la emisión y recepción de ondas de ultrasonido, y la imagen es obtenida a partir del procesamiento electrónico de los haces ultrasónicos reflejados por las estructuras corporales. DE esta forma es pertinente definir inicialmente el fenómeno de ultrasonido, el cual se establece como una seria de ondas mecánicas, generalmente de tipo longitudinal, originadas por la vibración de un cristal piezoeléctrico y propagadas por un medio material, en este caso los tejidos corporales, la frecuencia de estos sonidos se establece alrededor de los 20KHz, viajando por los tejidos blandos a una veloc idad de 1540 m/sec. Una vez la energía acústica llega a los tejidos, las moléculas tisulares son estimuladas y la energía se transmite de una molécula a otra adyacente. LA energía acústica se mueve entonces a través de los tejidos mediante ondas longitudinales y las moléculas del medio de transmisión oscilan en la misma dirección. De esta forma cuando la onda de ultrasonido atraviesa un tejido suceden una serie de hechos; entre ellos, la reflexión o rebote de los haces ultrasónicos hacia el transductor la cual recibe el nombre de “eco”. Esta reflexión ocurre gracias a la impedancia acústica propiedad
que define que un material es diferente a otro y se establece como el producto de la densidad densidad y la velocidad de propagación. ESCANER
EL objetivo del análisis mediante escáner es medir la transmisión de Rayos X a través del paciente en un gran número de proyecciones obtenidas mediante la acción combinada del tubo de rayos X rotando alrededor del paciente y de sistemas detectores que cuentan con cientos de elementos a lo largo del arco detector (entre 800 a 1000 elementos), con cientos de filas contiguas de detectores alineadas a lo largo del ej e de rotación. DE esta forma, los valores e intensidades del pixel que se asignan asignan en las imágenes dependen de la atenuación en el tejido correspondiente, en otras palabras con el coeficiente de atenuación lineal μ. Es así que mediante la ley de Beer-Lambert establece la relación entre la intensidad del haz
inicial de rayos X, , el coeficiente de atenuación lineal μ, el espesor del material x , y la intensidad del haz atenuado de rayos X, , relacionadas a partir de la siguiente expresión:
( ) Si se tiene en cuenta el espesor del paciente atravesado por el haz (d ), ), la ecuación de atenuación puede expresarse como:
()
∑
RAYOS X
Los rayos X se tratan de una radiación electromagnética penetrante, con una longitud de onda menor que la luz visible, producida bombardeando un blanco especifico. Estas radiaciones poseen una longitud de onda que va desde los 10 nm hasta 0.001nm. La energía de los rayos depende de que tan menor sea su longitud de onda de igual forma en este estado mayor será su capacidad de penetración. Los rayos X se producen siempre que se bombardea un objeto material con electrones de alta velocidad. Gran parte de la energía de los electrones se pierde en forma de calor ; el resto produce rayos X al provocar cambios en los átomos del blanco como resultado del impacto. Los rayos X emitidos no pueden tener una energía mayor que la energía cinética de los electrones que los producen. RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR
La información que se obtiene en la RMN proviene de las propiedades magnéticas naturales de los átomos. LA base física de este fenómeno está dada por la existencia de dos tipos de movimientos de los núcleos atómicos:
El movimiento giratorio o SPIN.
El movimiento de precesión.
Estos movimientos generan un campo magnético alrededor de cada núcleo, especialmente los átomos que poseen un número impar de protones y neutrones, donde predominan las cargas positivas y por o tanto adquieren mayor actividad magnética. En condiciones normales los vectores de los protones adoptan direcciones aleatorias y se anulan entre sí
Una vez se introduce un cuerpo en un campo magnético este se magnetiza temporalmente; por lo cual sus núcleos se alinean con el campo magnético creando un vector llamado “vector magnetización neta”, el cual es la resultante de la suma de os vectores de cada uno de los átomos. Al aplicar un pulso de radiofrecuencia, el objetivo es “voltear” la magnetiz ación hasta el plano transverso y crear la llamada “magnetización transversa” la cual inducirá señales eléctricas en el
cable de la bobina determinando así la señal de un te jido. PET
En esta técnica se presentan dos fenómenos principales: Emisión de positrones por parte de los trazadores que se inyectan a los pacientes y con ello la aniquilación de estos positrones generando fotones gamma, y por otra parte la detección de dichos rayos gamma. Al emitir un positrón, el núcleo cae a un estado más cercano a la línea de estabilidad. La energía de emisión no toma un valor fijo, debido a que junto a la emisión del positrón se emite un neutrino, repartiéndose la energía entra ambos de forma aleatoria. El positrón al ser emitido recorre una distancia dependiente de su ener gía hasta ser aniquilado con un electrón del medio material. La masa de ambas partículas se convierte en energía emitiéndose os fotones de energía de 511 keV en la misma dirección y sentidos opuestos. Cuando el momento lineal en el instante de la aniquilación es distinto de cero la dirección de los fotones deja de ser colineal debido al principio de conservación del momento. La radiación resultante de la aniquilación del positrón con un electrón del medio puede interaccionar con la materia mediante dispersión elástica o inelástica. Para la emisión o detección de la radiación existen numerosos factores que influirán en la calidad de la imagen obtenida dentro de los que pueden influir el rango del positrón, el cual establece la distancia entre el punto de emisión del positrón y la aniquilación con un electrón del medio, de igual manera la no colinearidad influirá significativamente en la obtención de la imagen.
