Rayos X

Rayos X Definición

Los rayos X son un tipo de radiación electromagnética. Sus frecuencias oscilan entre$3\times {10}^{16}\mathrm{Hz}$a$3\times {10}^{19}\mathrm{Hz}$. Tienen la segunda frecuencia y energía más altas de todo el espectro electromagnético, sólo superadas por los rayos gamma. Los rayos X son tan energéticos que se consideran un tipo de radiación ionizante, lo que significa que tienen energía para añadir o eliminar electrones de los átomos o moléculas con los que interactúan, produciendo iones cargados. Los rayos X también pueden atravesar materiales opacos a la luz visible. Los rayos X de mayor energía tienen más poder de penetración que los de menor energía, lo que significa que pueden penetrar más en un objeto antes de ser absorbidos.

Ejemplos de rayos X

Los objetos calientes del espacio emiten rayos X de forma natural, ¡como los púlsares, los restos de supernovas o incluso el disco de acreción que se forma alrededor de un agujero negro! Como los rayos X son una forma de radiación electromagnética, viajan a la velocidad de la luz en el vacío y, al cabo de muchos años, pueden llegar a la Tierra. Afortunadamente, nuestra atmósfera bloquea prácticamente todos estos rayos nocivos, por lo que no pueden dañarnos en la superficie terrestre.

Sin embargo, también hay fuentes naturales de radiación de rayos X en la Tierra. Se pueden encontrar niveles bajos de material radiactivo en el suelo y en las profundidades del subsuelo. Algunos ejemplos de material radiactivo son el gas radón, el uranio y el torio. Estas fuentes de rayos X contribuyen a la radiación de fondo.

Remanente de supernova de Tycho, brillante en radiación de rayos X.

Una forma de producir artificialmente ondas de rayos X consiste en acelerar electrones a través de un alto voltaje hacia un blanco metálico. Cuando los electrones que fluyen impactan contra el metal se ralentizan y liberan su energía cinética perdida en forma de rayos X. Se trata esencialmente de una recreación del experimento original de Wilhelm Roentgen. La mayoría de las máquinas de rayos X médicas e industriales utilizan esta técnica para generar rayos X, y luego los aplican en una gran variedad de aplicaciones diferentes.

Usos de los rayos X en medicina

Rayos X: Imágenes internas

Roentgen descubrió rápidamente el potencial de los rayos X para usos médicos. Los órganos con tejidos blandos, como los pulmones, el corazón, la vejiga o la piel, absorberían parcialmente los rayos X a diferentes velocidades en función de su densidad, mientras que los huesos absorberían casi por completo toda la radiación de rayos X entrante. Los huesos contienen calcio, que tiene un número atómico superior al de los átomos de otros tejidos del cuerpo, como el hidrógeno, el oxígeno o el carbono, lo que contribuye en gran medida a la densidad radiológica.

Procedimiento de rayos X

Se coloca a un paciente entre un generador de rayos X y una placa fotográfica. El radiógrafo que maneja la máquina se coloca detrás de una gruesa placa de plomo para protegerle, ya que de lo contrario estaría expuesto a los dañinos rayos X varias veces al día. El paciente debe permanecer completamente inmóvil, ya que el movimiento puede causar imágenes borrosas. La placa fotográfica se oscurecerá al absorber los rayos X del generador, mientras que aparecerán sombras blancas donde los huesos absorben los rayos X antes de que puedan llegar a la placa. Este alto contraste generará una radiografía (imagen de rayos X).

Imagen directa de un hueso mediante rayos X, adaptada de una imagen de Wikimedia Commons

Riesgos de los rayos X

El mayor poder de penetración de los rayos X nos permite realizar exploraciones internas detalladas del cuerpo humano o de otros objetos. Sin embargo, la radiación ionizante de una radiografía puede causar daños catastróficos en nuestro ADN. Las moléculas que componen nuestros genes pueden mutar, ¡lo que a la larga podría provocar cáncer! Antes de que se descubrieran los efectos nocivos de los rayos X, se hacían radiografías a las mujeres embarazadas para comprobar la salud y el desarrollo del feto. Algunas zapaterías incluso ofrecían una radiografía gratuita del pie con la compra de un par de zapatos. Hoy en día, los profesionales sanitarios siempre juzgan si una lesión merece el riesgo para la salud de una radiografía.

Rayos X: Dosis de radiación

Podemos medir de forma cuantificable a cuánta radiación ha estado expuesto un organismo vivo utilizando la unidad estándar, el sievert (Sv). Sin embargo, el milisievert se utiliza más a menudo, ya que los seres humanos en el Reino Unido sólo suelen estar expuestos a unos 2,7 milisieverts al año, por lo que es una medida mucho más cómoda.

$1000\mathrm{mSv}=1\mathrm{Sv}$

Tipos de radiografías

Para controlar la salud de un paciente se necesitan muchos tipos distintos de radiografías por diferentes motivos. A veces es necesario hacer varias radiografías para obtener una imagen transversal que pueda combinarse posteriormente en una imagen tridimensional, lo que se conoce como tomografía computarizada(TC).

Algunosejemplos habituales de radiografías utilizadas en la radiografía convencional son:

• Las radiografías abdominales producen imágenes de los órganos y estructuras del abdomen, que incluyen el bazo, los intestinos grueso y delgado y el estómago.
• Las radiografías detórax se utilizan para inspeccionar el corazón, las arterias, el diafragma, los pulmones y las costillas.
• Las radiografías dentales forman una imagen de los dientes y la boca para comprobar la salud bucodental. Estructuras como los empastes aparecerán blancas en la radiografía, mientras que los dientes, los tejidos y los fluidos aparecerán en varios tonos de gris.
• Las radiografías de los senos paranasales pueden crear una imagen de los senos paranasales, que son los espacios situados delante del cráneo que están llenos de aire. Esta radiografía puede detectar cualquier obstrucción en tus senos paranasales, como una inflamación o una acumulación de líquido.
• Las radiografías del esqueleto se utilizan para detectar huesos rotos o fracturados del cuerpo. Sólo se exploran los huesos concretos que están dañados: es raro y normalmente innecesario radiografiar todo un esqueleto a la vez.

Otras técnicas radiográficas utilizadas en medicina son

• La angiografía nos permite analizar las arterias, las venas y el sistema circulatorio en general para detectar y tratar problemas relacionados con el flujo sanguíneo.
• Lafluoroscopia es un proceso en el que obtenemos imágenes en movimiento en tiempo real del interior del cuerpo, que se utiliza habitualmente para controlar el latido del corazón o el flujo sanguíneo a los músculos del corazón.
• Lamamografía es un tipo especial de radiografía que se utiliza para controlar la mama con el fin de diagnosticar cánceres o detectar otras enfermedades relacionadas con la mama.

Rayos X: Radioterapia para tratar el cáncer

Quizá te preguntes cómo pueden utilizarse los rayos X y otros tipos de radiación de alta energía en el tratamiento del cáncer, dado que acabamos de hablar de cómo la radiación puede provocar cáncer. La radiación de alta energía se utiliza para destruir las células cancerosas dañando su ADN, igual que nuestras células sanas. Las dosis de radiación utilizadas en los tratamientos contra el cáncer son magnitudes superiores a las que se emplean para la obtención de imágenes, por lo que pueden ser perjudiciales y a veces tener efectos secundarios graves, como la caída del cabello, la fatiga y la diarrea, entre otros.

Sin embargo, hay un par de métodos inteligentes para atacar las células cancerosas minimizando el daño a otras células del cuerpo. Con la radioterapia externa, empleamos una máquina que dirige la radiación de rayos X a tu cáncer mediante un haz estrecho desde el exterior, que se dirige sólo a una parte pequeña y específica del cuerpo. Alternativamente, podemos utilizar la radioterapia interna, en la que se coloca una fuente de radiación dentro del cuerpo, cerca de las células cancerosas o el tumor. Esto puede hacerse por ingestión, inyección en el torrente sanguíneo o incluso mediante colocación quirúrgica.

Un niño sometido a radioterapia externa temprana.