Fecha: Febrero 23 de 2021 Categoría: Integración ciencias básicas y clínicas

Autor Principal:

Camila Trillos-Almanza, Grupo de investigación en fisiología y bioquímica PHYSIS. Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad de Antioquia.

Evolución de los equipos imagenológicos: necesidades y perspectivas

Evolution of imaging equipment: needs and perspectives

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Palabras Claves

Resumen:

Los equipos imagenológicos contribuyen al diagnóstico médico, y su evolución determina su demanda en el mercado. La presente revisión comprende datos sobre la historia y evolución del ecógrafo, el equipo de rayos X, el tomógrafo y el resonador magnético, así como sus principios de funcionamiento, y se adicionan entrevistas con radiólogos en Medellín, Colombia, con el fin de dar pautas a diseñadores de estos equipos sobre las necesidades y perspectivas identificadas por la literatura y los expertos para el planteamiento de posibles soluciones.

 

Introducción

 

Los equipos imagenológicos contribuyen a diagnosticar el estado de salud de las personas, procurando no afectar la comodidad y seguridad del paciente o del operador. El médico que opera el equipo y/o analiza las imágenes suele ser quien convence al administrador acerca de qué dispositivo comprar. Por lo dicho, los avances científicos y tecnológicos en imagenología deben dirigirse a satisfacer las necesidades del paciente, el operador y el médico.

 

El presente artículo pretende aclarar las necesidades de dichos usuarios de los equipos imagenológicos, con el objetivo de dar pautas a los diseñadores de este tipo de dispositivos, con base en la literatura, complementada con entrevistas hechas en Medellín, Colombia, durante febrero de 2018, a los radiólogos Natalia Yepes del Centro de Diagnóstico Médico CEDIMED y Germán Castrillón del Grupo de Gastrohepatología Clínica de la Universidad de Antioquia y el Hospital Pablo Tobón Uribe. Presentaremos la evolución de los equipos imagenológicos más utilizados: ecógrafo, equipo de rayos X, tomógrafo y resonador magnético, junto con los conceptos de los expertos acerca de necesidades pendientes con estos equipos.

 

Ecógrafo

El funcionamiento y las utilidades del ecógrafo moderno necesitaron de dos sucesos importantes en la historia. El primero, cuando circa 1780 el fisiólogo Lazzaro Spallanzani describió la ecolocalización mediante el ultrasonido en los murciélagos; el segundo, en la primera mitad del siglo XIX cuando el matemático Christian Doppler formuló las propiedades de la luz en movimiento, que han sido llamadas “efecto Doppler” [1]. A comienzos del siglo XX estos principios fueron usados por el físico Paul Langevin para crear el sonar, y después por Floyd Firestone [2], quien en 1942 patentó el “reflectoscopio supersónico” hoy conocido como ecógrafo. Esta técnica fue aceptada para diagnóstico médico en 1950, y el primer trabajo en publicarse fue en 1958, describiendo el uso de la ecografía en patologías abdominales [3]. Para ese entonces, el ecógrafo era un equipo de gran tamaño, con lenta adquisición de imágenes, y los pacientes debían permanecer inmóviles, sumergidos en un estanque lleno de agua porque aún no existía gel conductor [1, 4]. 

 

Actualmente el ecógrafo permite hacer adquisición de imágenes en tiempo real, es seguro, portátil, no invasivo, costo-efectivo y brinda información más allá de la obtenida con la evaluación clínica del paciente [5, 6]. El ecógrafo utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para generar secuencias de imágenes de tejidos reflectivos; permite observar órganos en movimiento sin generar radiaciones ionizantes. Su tamaño actual permite utilizarlo en espacios reducidos o donde haya limitación en el transporte del paciente a un servicio de imagenología médica. “En la tecnología médica, mientras un equipo sea más pequeño se considera mejor, es más portable, ocupa menos espacio, se requiere menor cantidad de materiales para su elaboración y por ende habrá tendencia hacia la reducción de costos, es más fácil de utilizar y movilizar; siempre los tamaños van a ser muy grandes para nuestras necesidades” Germán Castrillón.

 

La comodidad para el experto y el paciente es considerable; todos los programas utilizados con los distintos ecógrafos son muy similares, según lo expresó Yepes, su operación es intuitiva y relativamente sencilla. También afirmó que no afectan la comodidad del paciente ya que los equipos son pequeños, no generan radiación ionizante y clínicamente tienen mucha validez (siempre que quien lo realice sea una persona muy capacitada) es decir, su aporte al diagnóstico es muy relevante. 

Según Castrillón y Yepes, la principal desventaja de este equipo es que su utilización genera un examen dependiente de quien lo realice y puede haber diferencias en su interpretación. Por otra parte, resulta desventajoso no poder evaluar todos los tipos de tejidos con el ecógrafo, por lo que debe acudirse a otros métodos imagenológicos de diagnóstico cuando se requieren imágenes de, por ejemplo, hueso o pulmón, debido a que su capacidad de reflejar las ondas ecográficas escapa al rango que puede “ver” el equipo.

 

Castrillón también afirmó que los precios dependen del tipo de ecógrafo, pero siguen siendo muy altos para nuestro medio, pues, aunque la ecografía es un método que se utiliza con frecuencia, los precios que paga el sistema de salud o los pacientes por examen no compensan el valor original del equipo, haciendo menos interesante esa inversión. Complementó el experto diciendo que parte del alto costo se explica porque los equipos de mejor calidad provienen de empresas extranjeras; el consumidor siente que las empresas locales no están al día en innovación, calidad y servicio posventa.

 

“Es indispensable el continuo perfeccionamiento del equipo y de la calidad de la imagen, pues después de la radiografía de tórax, la ecografía abdominal es el examen que más se solicita en nuestro medio” añadió Germán Castrillón.

 

Equipo de rayos x

En 1895 el físico Wilhem Röntgen descubrió los rayos X, una nueva radiación invisible con la facultad de atravesar cuerpos opacos [7]. Este descubrimiento le daría en 1901 el premio Nobel de física a Röntgen "en reconocimiento de los servicios extraordinarios que ha prestado por el descubrimiento de los rayos notables nombrados después de él… Y no hay duda de que se obtendrá mucho éxito en la ciencia física cuando esta extraña forma de energía se investigue de manera suficiente y se explore exhaustivamente su amplio campo" [8]. Inicialmente la técnica fue aceptada y utilizada sin restricciones, pero se reportaron incidentes cutáneos y víctimas de la alta tensión del equipo desde el comienzo de su utilización [9]. En sus inicios, la revelación de las imágenes debía realizarse en cuartos oscuros y tardaba varias horas, además de que los generadores de rayos X eran de muy baja potencia; este último problema se solucionó con la aparición de los ánodos rotatorios [10].

 

El equipo de rayos X moderno, fijo o portátil, genera fotones de rayos X mediante la colisión de electrones con los ánodos. Es una ayuda diagnóstica económica, no invasiva, rápida y que no presenta contraindicaciones en pacientes que posean objetos metálicos ni electrónicos, como ocurre con la resonancia magnética. Si el equipo es portátil se facilita su utilización en pacientes que se encuentran hospitalizados o con movilidad limitada, contrario a lo que ocurre con los grandes equipos de tomografía axial computarizada, según Castrillón y Yepes. También afirmaron que “Aún sigue siendo el examen en radiología más utilizado, no sólo por su costo, sino por el tiempo que tarda su realización y la utilidad clínica” afirmó Germán Castrillón.

 

La mayor desventaja de esta técnica es la radiación ionizante que genera a la persona expuesta, por lo que se encuentra contraindicada en mujeres gestantes y su uso repetitivo es cuestionable debido a que la radiación es sumativa. Por otra parte, la radiografía brinda una representación bidimensional y estática de un cuerpo que posee tres dimensiones y por ende presenta superposición de estructuras en las imágenes, haciendo necesaria la toma de distintas proyecciones para identificar la ubicación de tales estructuras [11]. Por último, esta técnica no permite evaluar los tejidos blandos del cuerpo de manera confiable, y su uso se limita casi en su totalidad para tejido óseo.

 

Finalmente, los expertos manifestaron que, aunque los avances de los equipos de rayos X y tomografía han disminuido la radiación ionizante para el paciente, aumentado la protección contra dicha radiación, sigue siendo necesario evaluar la relación riesgo-beneficio para el paciente.

 

Tomógrafo

A principios del siglo XX, la utilización de los rayos X ya se constituía como un examen de rutina en la práctica médica y existía la necesidad de separar las sombras superpuestas que se registraban en él para determinar si un objeto se encontraba por encima o debajo del plano analizado [12]. De este problema surgieron las ideas de realizar proyecciones múltiples, fluoroscopia, cambios en la densidad utilizando material de contraste opaco y la estereoscopia [12]. El método que finalmente se instauró fue el del ingeniero electrónico Godfrey Hounsfield [13], quien creó el primer escáner cerebral en 1967; por este invento le fue otorgado el Premio Nobel en Fisiología y Medicina en 1979 "por el desarrollo de la tomografía asistida por computadora… y abrir esta nueva tendencia en el diagnóstico médico" [14]. En ese equipo se obtenían imágenes del cuerpo en forma de una sección aislada mediante detectores de radiación que giraban alrededor del paciente [15] y permitía distinguir los tejidos blandos del cerebro sin necesidad de una intervención quirúrgica [12]. Si bien el equipo adquiría las imágenes en cinco minutos, la preparación de la imagen en el computador tardaba toda una noche [15]. 

 

El tomógrafo moderno realiza proyecciones de un haz angosto de rayos X que gira rápidamente para producir imágenes en cortes axiales sobre el cuerpo y permite la visualización de tejidos con alta o baja densidad. Es otro equipo de diagnóstico médico indispensable en nuestro medio, de hecho “un hospital no funciona sin un tomógrafo, un hospital sin tomógrafo es apenas un centro de salud” expresó German Castrillón. 

 

Según expresó Germán Castrillón, hay programas mejores que otros para la tomografía axial computarizada. El experto considera que “los mejores equipos son aquellos que tienen plataforma Windows, pues es más sencilla de manejar; las demás plataformas requieren más pasos para realizar una misma acción que en la plataforma Windows se haría fácilmente”. Afirmó que esta podría ser una razón para que un radiólogo escoja un equipo y no otro.

 

Una desventaja del tomógrafo sigue siendo su tamaño, aunque los expertos manifestaron que ha ido disminuyendo, y el hacerlos más pequeños mejora la comodidad para el paciente y además la calidad del servicio de salud brindado, pues aumenta la portabilidad del equipo y el aprovechamiento de espacios para él. 

 

Otra desventaja de esta técnica, según Castrillón y Yepes, es el precio elevado de un tomógrafo, pues aseguran que lo pagado por las aseguradoras y los pacientes por este estudio es relativamente poco, al punto que resulta similar el costo de realizar el examen en un equipo bueno que en uno de menor calidad: “de cualquier forma, el valor que se paga por cada estudio es el mismo. Si les pagan lo mismo por hacer el examen en un equipo de hace 20 años que en uno de última tecnología, las empresas realizarán poca inversión en la adquisición de equipos nuevos” explicó Natalia Yepes. 

 

Resonador magnético

El resonador magnético actual es producto de una serie de aportes en la física, química, matemática, ingeniería y medicina [16, 17], que iniciaron en 1801 con los trabajos de Fourier sobre la propagación del calor y continúan evolucionando [18]. Los científicos Gorter y Rabí propusieron la espectroscopía por radiofrecuencia, una técnica que exploraba el paso de partículas a través de un campo estático pobremente definido, irradiando la transición del dipolo magnético; luego de la Segunda Guerra Mundial, el físico Félix Bloch diseñó un experimento en el que la detección de señales se realizan por medio de una fuerza electromotriz inducida por una bobina receptora, idea que el físico Erwin Hahn mejoró mediante la producción de una corta excitación mediante un pulso de radiofrecuencia, induciendo la señal Free Induction Decay –FID- [18, 19, 20]. 

 

Cada avance permitió que el resonador moderno realice estudios funcionales, de difusión, perfusión y espectroscopías [17, 20]. Este equipo de diagnóstico médico utiliza un campo electromagnético y pulsos de radiofrecuencia para la generación de imágenes en dos y tres dimensiones, con alta resolución y sin radiación ionizante, dando imágenes morfológicas o funcionales, e incluso permitiendo obtener espectros que informan del contenido del órgano u objeto analizado.

 

Una desventaja es el alto costo de estos equipos. “Resulta realmente necesario que en Colombia se avance en tecnología sobre este tipo de equipos; si en países como Estados Unidos se invierte equis cantidad de dinero en un resonador, se paga en dólares por examen y en cierta medida se logra recuperar la inversión. El innovar en tecnología en nuestro país posibilitaría la compra de nuevos equipos nacionales y esto reduciría costos en su adquisición” añadió Germán Castrillón, asegurando que el precio es una de las mayores dificultades con el equipo.

 

Otra desventaja es que el paciente debe permanecer inmóvil, incluso por varios minutos, para obtener una imagen adecuada, a veces llegando a requerir apoyo farmacológico para reducir la movilidad durante el examen. El problema de la inmovilidad requerida se ha atacado aumentando la velocidad de adquisición de imágenes: “Es necesario disminuir el tiempo de adquisición de la imagen sin afectar el resultado final de la misma y de esta manera el paciente se sentiría más cómodo y la cantidad de exámenes/día a realizar podrían ser mayores”, manifestó Germán Castrillón. Y dijo también que es “indispensable reducir el tamaño del equipo (pues) hay personas que requieren el examen y no toleran permanecer inmóviles mucho tiempo dentro de él”.

 

Castrillón agregó que la mayor molestia para el paciente y las personas que trabajan con estos equipos es el ruido acústico originado por las bobinas de gradiente “sería de gran utilidad lograr la disminución del ruido sin afectar la imagen final” manifestó. Por último, afirmó el experto que hay pacientes en quienes este examen está contraindicado, como aquellos que poseen objetos metálicos o electrónicos en su cuerpo como el marcapasos; “deberían buscarse alternativas para realizar resonancias en estos pacientes” declaró Castrillón.

 

Conclusión

Los equipos imagenológicos contribuyen decisivamente al diagnóstico médico, y son más apetecidos en el mercado en la medida en que mayor costo-efectividad, comodidad y seguridad brinden. A pesar de que han tenido una evolución notoria, aún quedan problemas por resolver en cada uno de los equipos, particularmente en la necesidad de reducir el tamaño y costo de adquisición y operación de los aparatos, reducir la emisión de radiaciones ionizantes, así como generar desarrollo, producción y/o adaptación de estos equipos en el país. El ingeniero colombiano tiene aquí un campo de acción amplio para generar soluciones, en asocio con el médico.

 

Agradecimientos

A los radiólogos Natalia Yepes y Germán Castrillón por atender a nuestra entrevista, y al profesor Juan Camilo Calderón por sus valiosos comentarios.

 

Referencias

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  2. Firestone F. The Supersonic Reflectoscope, an Instrument for Inspecting the Interior of Solid Parts by Means of Sound Waves. ‎J Acoust Soc Am [Internet]. 1945; 17(3). Available from https://asa.scitation.org/doi/10.1121/1.1916330
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Cómo citar este artículo


Trillos-Almanza C, Narvaez-Sanchez R. Evolución de los equipos imagenológicos: necesidades y perspectivas. [Internet]. Medellín: Perlas Clínicas, Facultad de Medicina, Universidad de Antioquia; 2021 [acceso enero 26 de 2023]. Disponible en: https://perlasclinicas.medicinaudea.co/integracion-ciencias-basicas-y-clinicas/evolucion-de-los-equipos-imagenologicos-necesidades-y-perspectivas


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