Todo sobre Rayos X

Universidad Francisco MarroquínGuatemala

Rayos X

Jose Anibal Morales PaizPrimero de Odontología

Lic. Víctor CortezMate II

Agosto de 2014

Resumen

Los rayos X son ondas formadas como resultado de la desaceleración de electrones, tienen una magnitud de onda muypequeña, esta antecede a la luz infrarroja y precede a los rayos gamma, en orden creciente, lo cual hace que no este en el espectro de honda visible por nosotros. La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películasfotográficas. La historia de los rayos X comienza con los experimentos del científico británico William Crookes, que investigó en el siglo XIX los efectos de ciertos gases al aplicarles descargas de energía. La historia de los rayos X comienza con los experimentos del científico británico William Crookes, que investigó en el siglo XIX los efectos deciertos gases al aplicarles descargas de energía.

Rayos X

La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas. Los actualessistemas digitales permiten la obtención y visualización de la imagen radiográfica directamente en una computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla. La longitud de onda está entre 10 a 0,01 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 30000 P (de 50 a 5000 veces la frecuencia de la luz visible). En la imagen las partes delcuerpo aparecen claras u oscuras debido a las distintas tasasde velocidad a las que los tejidos absorben los rayos X. El calcio de los huesos lo hace al máximo, por lo que los huesos

se ven blancos en la radiografía. La grasa y otros tejidos blandos absorben menos y se ven grises. El aire absorbe menos, por lo que los pulmones se ven negros. Los estudios con rayos X no duelen, son rápidos y fáciles. La cantidad de exposición a la radiación que recibe durante un estudio con rayos X es pequeña. Para trabajar con máquinas de rayos X exclusivas a la odontología hay que cumplir con una serie de requisitos bastante específicos.

Existen varios tipos de rayos X, algunos de ellos son:

Rayos X internos: Para los rayos X internos, como enemas de bario, se inserta un tubo en el cuerpo. El tubo está conectado a una bolsa que contiene sulfato de bario, que es un líquido que se usa para hacer un contraste más claro de los órganos internos, produciendo una imagen más clara. Un pequeño balón en la punta del tubo de enema también se puede utilizar para mantener el bario dentro del colon.

Rayos X dental: Hay dos tipos principales de rayos X dental; intraoral y extraoral; la única diferencia entre los dos es la ubicación de la película de rayos X. Para las radiografíasintraorales, la película está dentro de la boca y para los rayos X extraorales, la película está fuera de la boca. El equipo para los dos procedimientos incluyen "alas de mordida"Y se utilizan máquinas de rayos X panorámicos. Las "alas de mordida" son dispositivos en forma de ala que tienen la película en su sitio entre los dientes durante la radiografía. Las panorámicas se toman con una máquina que utiliza un tubo, que rodea toda la cabeza y produce un rayo Xcon tu dentición completa.

CAT o tomografía computarizada: Esta utiliza rayos X de imagen y computadoras para producir múltiples imágenes transversales del interior del cuerpo y son más claras que los rayos X tradicionales. Un escáner CT es bastante grande yrequiere que el paciente se acueste en una mesa de examen quese desliza dentro de este. Los tubos de rayos X y los detectores de rayos X están en el interior del escáner mientras el equipo que procesa las imágenes se encuentra en

otra habitación.

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Origen

La historia de los rayos X comienza con los experimentos del 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 Xen 1895, mientras experimentaba con los tubos de Hittorff-Crookes y la bobina de Ruhmkorff para investigar la fluorescencia violeta que producían los rayos catódicos. Trascubrir 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

1 Imagen obtenida de http://www.muyinteresante.es/tecnologia/articulo/innovadoras-aplicaciones-de-los-rayos-x

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, soloque 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 sellaman 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 Alemania le 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 premioNobel de Física en 1901.

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Generación

Los rayos X se pueden observar cuando un haz de electrones muy energéticos (del orden de 1 keV) se desaceleran al chocarcon un blanco metálico. Según la mecánica clásica, una carga acelerada emite radiación electromagnética, de este modo, el 2 Imagen obtenida de http://www.seuhistory.com/noticias/los-transformers-y-el-enemigo-de-terminator-se-hacen-realidad

choque produce un espectro continuo de rayos X a partir de cierta longitud de onda mínima dependiente de la energía de los electrones. Este tipo de radiación se denomina Bremsstrahlung, o ‘radiación de frenado’. Además, los átomos del material metálico emiten también rayos X monocromáticos, lo que se conoce como línea de emisión característica del material. Otra fuente de rayos X es la radiación sincrotrón emitida en aceleradores de partículas.Para la producción de rayos X en laboratorios, hospitales, etc. se usan los tubos de rayos X, que pueden 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 de tungsteno y el ánodo es un bloque de metalcon una línea característica de emisión de la energía deseada. Los electrones generados en el cátodo son enfocados hacia un punto en el blanco (que por lo general posee una inclinación de 45°) y los rayos X son generados como productode la colisión. El total de la radiación que se consigue equivale al 1% de la energía emitida; el resto son electronesy energía térmica, por lo cual el ánodo debe estar refrigerado para evitar el sobrecalentamiento de la estructura. A veces, el ánodo se monta sobre un motor rotatorio; al girar continuamente el calentamiento se repartepor toda la superficie del ánodo y se puede operar a mayor potencia. En este caso el dispositivo se conoce como «ánodo rotatorio». Finalmente, el tubo de rayos X posee una ventana transparente a los rayos X, elaborada en berilio, aluminio o mica.

El tubo con gas se encuentra a una presión de aproximadamente0.01 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 cátodoy ánodo. Los iones positivos son atraídos hacia el cátodo e inyectan electrones a este. Posteriormente los electrones sonacelerados 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.

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Aplicación en odontología

Hoy en día está establecido de manera universal el uso de la radiología mental con propósitos de diagnostico y seguimientode los tratamientos realizados en Odontología.Antes de la aparición de la radiología, dar un diagnostico depadecimientos desconocidos representaba un problema y los dentistas en su afán de curar una enfermedad incluso podían producir un daño mayor.

El odontólogo usa los rayos X para grabar las imágenes de lostejidos bucales en una película. El doctor Edmund Kells, tomola primera radiografía intraoral; fue el primer dentista que utilizó la radiografía para procedimientos odontológicos. Losrayos X básicamente tienen el mismo efecto en la emulsión de la película que los rayos de luz ordinarios. Las imágenes de los dientes y del hueso de soporte son proyectados en la película por los rayos, y forman una imagen latente que se revela cuando ésta se procesa. A éstas se les puede llamar como películas de rayos X, roentgenografías, roentgenogramas o radiografías. El paciente está sujeto tanto a la radiación primaria como a la dispersa. La radiación primaria es emitidapor el tubo de rayos X.El paciente recibe principalmente la radiación primaria, debido a que se usa para exponer la película, pero los rayos X no se reflejan a partir de un objeto como los rayos de luz visible. Un fotón primario de un3 Imagen obtenida de http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=133194

rayo X puede transferir toda su energía por medio de absorción fotoeléctrica al átomo con el cual interactúa, o este mismo fotón puede ser desviado, cediendo una porción de su energía (atenuación). Esta transferencia parcial de la energía del fotón a las partículas atómicas se conoce como dispersión Compton. Los fotones que son modificados en dirección y energía como resultado del efecto Compton se conocen como radiación dispersa, debido a que se diseminan hacia todas direcciones y también se le conoce como radiaciónsecundaria. En esencia los pacientes están expuestos tanto a la radiación primaria como a la dispersa o secundaria cuando son radiados. Los tejidos blandos de la cara del paciente proporcionan la fuente principal de radiación secundaria en el consultorio dental. Cuando se expone sólo una pequeña áreade los tejidos bucales a la emisión primaria, como cuando se toman radiografías de la boca, se usa el término radiación del área específica. Sin embargo, también ocurre la radiaciónde cuerpo entero, debido a que todo el cuerpo se expone a la radiación dispersa.

Seguridad en la aplicación de rayos X

Debido a que la radiación de cualquier tipo (rayos X, gamma, ionizante) puede generar inconvenientes para la salud debido a los tiempos de exposición a la misma por parte de los operarios de las maquinas de radiación, por los auxiliares deodontología y en especial por los pacientes; se deben tener presente ciertas indicaciones expuestas por la A.D.A (Asociación Dental Americana) tanto para pacientes como para operadores. Entre dichas indicaciones están:

• Juicio profesional.• Filtración.• Colimación.• Chaleco plomado.• Sostenimiento de la película y cabezal.

Con respecto a las indicaciones de protección de la radiaciónpara los operarios se encuentran: ubicarse a una distancia

adecuada (cuando no se tiene barreras de protección), barreras protectoras, dosimetría y control de calidad. Por último se debe garantizar que las personas que se encuentran en las salas de espera no se vean afectados por las radiaciones que se presentan en estos sitios.

Las tres reglas fundamentales de protección contra toda fuente de radiación son:Distancia: Alejarse de la fuente de radiación, puesto que su intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia;Blindaje: Poner pantallas protectoras (blindaje biológico) entre la fuente radiactiva y las personas. Por ejemplo, en las industrias nucleares, pantallas múltiples protegen a los trabajadores. Las pantallas utilizadas habitualmente son muros de hormigón, láminas de plomo o acero y cristales especiales enriquecidos con plomo;Tiempo: Disminuir la duración de la exposición a las radiaciones.

Implementos de uso médico para la protección radiológica• Lentes plomados• Guantes plomados• Delantales plomados• Cuellos tiroideos• Biombos plomados• Vidrios plomados• Protectores de bismuto• Blindaje• Dosimetría personal

Tubo de rayos catódicos

El tubo de rayos catódicos (CRT, del inglés Cathode Ray Tube) esuna tecnología que permite visualizar imágenes mediante un haz de rayos catódicos constante dirigido contra una pantallade vidrio recubierta de fósforo y plomo. El fósforo permite reproducir la imagen proveniente del haz de rayos catódicos, mientras que el plomo bloquea los rayos X para proteger al

usuario de sus radiaciones. Fue desarrollado por William Crookes en 1875. Se emplea principalmente en monitores, televisores y osciloscopios, aunque en la actualidad se está sustituyendo paulatinamente por tecnologías como plasma, LCD,LED o DLP.

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Licencias para rayos X

Para trabajar con máquinas de rayos X exclusivas a la odontología, los requisitos que deben presentar para obtener la Licencia de Operador por primera vez:

1. Fotocopia de título de la preparación académica, sea este Licenciatura en Odontología, Curso de Asistente Dental o Técnico Dental, si no se tiene entonces se debepresentar el de Bachillerato y acompañado de una carta en la que el odontólogo contratante certifica que tiene los conocimientos necesarios para poder operar equipos de radiología dental.

2. Fotocopia de la cédula de identidad por ambos lados. 3. Título y original de asistencia y aprobación del Curso

Básico de 16 horas de protección Radiológica. 4. Certificado médico que especifique que se encuentra en

buen estado general de salud y que es apto para operar equipos de Radiología Dental.

4 Imagen obtenida de http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Campo-electrico/Electrico12.htm

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En la imagen anterior se muestra el formulario que hay que llenar para tramitar la primera licencia para poder tener unamáquina de rayos X en Guatemala.

5 Imagen obtenida de http://www.mem.gob.gt/wp-content/uploads/2014/04/FORMULARIO-DE-LICENCIA-DE-OPERACION-EN-INST.-R-X-DIAGNOSTICO-MEDICO.pdf

En la imagen anterior se muestra el formulario que se debe llenar para ser un operador de diagnóstico Dental.

6 Imagen obtenida de http://www.mem.gob.gt/wp-content/uploads/2012/05/FORMULARIO-DE-LICENCIA-DE-OPERADOR-RX-DIAG.-DENTAL.pdf

Riesgos para la salud

La manera en la que la radiación afecta a la salud depende del tamaño de la dosis de esta. La exposición a las dosis bajas de rayos X a las que el ser humano se expone diariamente no son perjudiciales. En cambio, sí se sabe que la exposición a cantidades masivas puede producir daños graves. Por lo tanto, es aconsejable no exponerse a más radiación ionizante que la necesaria.

La exposición a cantidades altas de rayos X puede producir efectos tales como quemaduras en la piel, caída del cabello, defectos de nacimiento, cáncer, retraso mental y la muerte. La dosis determina si un efecto se manifiesta y con qué severidad. La manifestación de efectos como quemaduras de la piel, caída del cabello, esterilidad, náuseas y cataratas, requiere que se exponga a una dosis mínima (la dosis umbral).Si se aumenta la dosis por encima de la dosis umbral el efecto es más grave. En grupos de personas expuestas a dosis bajas de radiación se ha observado un aumento de la presión psicológica. También se ha documentado alteración de las facultades mentales (síndrome del sistema nervioso central) en personas expuestas a miles de rads de radiación ionizante.

Comentario personal

Me parece interesante la aparición de los rayos X sobre como captan las imágenes mediante electrones que se desaceleran alchocar contra un blanco metálico, y como los huesos que poseen mucho calcio son capaces de reflejar luz blanca y tejidos adiposos con mucha más grasa se reflejan de un tono más grisáceo. Me llamo la atención la manera como Conrad Röntgen los descubrió cuando experimentaba 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, gracias a este descubrimiento

se le otorgaron una serie de premios entre ellos el premio Nobel. Me parece que los rayos X son una herramienta esencialpara la odontología ya que antes de este avance los dentistasno sabían dar un diagnostico de los padecimientos y en su afán de curar la enfermedad empeoraban la situación. Hay que tener muy en cuenta los cuidados en cuanto a la utilización los rayos X ya que la radiación en ciertas dosis puede afectar a la salud.

Bibliografía

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• http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/xrays.html

• http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X#Descubrimiento

• http://es.wikipedia.org/wiki/ Rayos_X#Producci.C3.B3n_de_rayos_X

• http://www.imbiomed.com/1/1/articulos.php? method=showDetail&id_articulo=86492&id_seccion=2368&id_ejemplar=8522&id_revista=144

• http://depositodental.tripod.com/historia-rx.html

• http://www.colegiodentistas.org/descargas/fiscalia/ Folleto_radio_Curso_b.pdf

• http://es.wikipedia.org/wiki/ Rayos_X#Riesgos_para_la_salud

• http://es.wikipedia.org/wiki/Protección_radiológica

• http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_rayos_catódicos