1. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA MAQUINA
DE TOMOGRAFÍA
Johan Mauricio Ramírez
Cristian Oliveros
Harold Gallego
Arley Ruiz
2. QUE ES UNA TOMOGRAFIA
COMPUTARIZADA?
Es un procedimiento de
imágenes por rayos X en
el que se proyecta un
haz angosto de rayos X a
un paciente y se gira
rápidamente alrededor
del cuerpo, produciendo
señales que son
procesadas por la
computadora de la
máquina para generar
imágenes
transversales—o
“cortes”—del cuerpo.
Luis Alejo Hernandez Medina (12 de noviembre de 2017)[
imagen] recuperada de
https://www.slideshare.net/AlejandroHernandez17/tomografia
-axial-computarizada-tac-tomografia-computarizada-
helicoidal-cuadro-hematico
3. HISTORIA DE LOS RAYOS X
En 1895, Wilhelm Conrad Roentgen, su
descubridor, comprendió que el origen de los
extraños fenómenos que empezaban a
suceder al calor de sus experimentos con
un tubo de rayos catódicos, se debía a la
extraña acción a distancia que aparecía
cuando él ponía en marcha sus experiencias,
no tuvo más remedio que aceptar la evidencia
y pensar que la luminiscencia que se revelaba
en las placas de platino cianuro de Bario al
hacer funcionar su tubo de rayos catódicos,
era debida a unos curiosos rayos que
denominó rayos X.
Estos rayos no sólo hacían emitir luz a las
mencionadas láminas, sino que se descubrió
que podían impresionar las películas
fotográficas e incluso que tenían la
sorprendente capacidad de atravesar
la materia. Impresionado por su
descubrimiento, poco tiempo después
comunicó sus hallazgos al mundo científico.
En aquella época nació una nueva era para la
física con el descubrimiento de
la radioactividad del radio, y los posteriores
éxitos de la nueva teoría cuántica.
¡Un resultado inesperado! Descubrimiento
de los rayos X en 1895.
(Ilustración de Alejandro Martínez de Andrés,
CSIC 2014) tomada de:
http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_
02.html
4. RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Es el movimiento de la energía a través del espacio
como una combinación de campos eléctricos y
magnéticos entre los que constituyen la radiación
electromagnética son; los rayos gamma, los rayos
X, los rayos ultravioleta, la luz visible, la emisión
infrarroja, la televisión, el radar, las microondas y
las onda de radio. Los rayos gammas son fotones
originados en el núcleo de átomo radioactivos y los
rayos X de los electrones, los tipos de radiación
pueden ser ionizantes o no dependiendo de su
energía.
5. CARACTERÍSTICAS DE LA RADIACIÓN
ELECTROMAGNÉTICA
Se requiere de dos teorías; la teoría ondulatoria y
la teoría cuántica. La teoría ondulatoria; Es aquella
que se propaga en ondas formada por energía
eléctrica y magnética se mueven de forma similar a
una ola sobre la superficie del agua, estos viajan a
la velocidad de la luz. La teoría cuántica; es aquella
que ocurre mediante cuantos o fotones es decir
paquetes finos de energía, cada uno de estos
fotones viajan a la velocidad de la luz y contienen
una cantidad específica de energía.
6. INTERACCIÓN DE LOS RAYOS X CON LA
MATERIA
Como se ha dicho, el haz de rayos X emergente del
tubo, esencialmente uniforme en un plano perpendicular
a su eje, interacciona con los tejidos del paciente al
atravesarlo y, debido a esa interacción, emerge al otro
lado del paciente con información sobre las estructuras
atravesadas, información que se traducirá en una
imagen al incidir sobre la película o sobre otro receptor
alternativo. Aunque la radiación electromagnética
interacciona de modos muy diversos con la materia, los
procesos relevantes desde el punto de vista de la
formación de la imagen a la energía de los rayos X que
se emplean en radiodiagnóstico pueden reducirse a
sólo dos fundamentales: el efecto fotoeléctrico y la
dispersión Compton.
7. EFECTO FOTOELÉCTRICO
Cuando un fotón interacciona con un
átomo transfiriendo toda su energía a
un electrón de las capas internas, K o
L por ejemplo, este electrón sale con
una energía que es la diferencia
entre la del fotón incidente y su
energía de enlace. La consecuencia
es que el fotón desaparece
completamente y se trata de un
proceso de absorción pura. Aunque
la vacante producida dará lugar a su
relleno con un electrón de una capa
superior, con emisión de un fotón de
energía característica, este fotón
tendrá una dirección aleatoria y, en la
inmensa mayoría de los casos,
distinta de la del fotón incidente. En
definitiva, cuando se produce una
interacción por efecto fotoeléctrico, el
haz pierde un fotón que ya no llegará
al sistema de imagen.
8. . DISPERSIÓN COMPTON
La dispersión Compton, o
dispersión inelástica, tiene
lugar de manera
predominante cuando la
energía del fotón incidente
es muy superior a la
energía de enlace del
electrón afectado. Cuando
se produce (véase figura 2),
el fotón no es absorbido
sino dispersado con un
cambio de dirección y una
pérdida de energía que es
pequeña para ángulos de
dispersión también
pequeños y mayor para
dispersiones más
importantes.
9. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LOS RAYOS X
El principio de dualidad
La dualidad onda-corpúsculo,
también llamada dualidad onda-
partícula, postula que todas
las partículas presentan tanto
propiedades de onda como de
partícula. Este principio fue
introducido por el físico
francés Louis-Victor de Broglie,
en 1924, al proponer que toda
partícula tenía una onda
asociada a ella, al igual que era
conocido que la radiación
electromagnética tenía una
partícula asociada, el fotón.
Cinco años después, en 1929,
De Broglie recibió el premio
Nobel en Física por su trabajo.
fqcolindres (Temas de fisica cuantica y
nuclear) Noviembre de 2017 [imagen] tomada
de https://es.slideshare.net/fqcolindres/fisica-
cuantica-nuclear
10. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LOS RAYOS X
Accion a distancia
Es una característica de las
descripciones prerrelativistas de
los campos de fuerzas de
partículas que interactúan entre
sí. Esta propiedad implica que
para cada instante de tiempo
las fuerzas sobre una partícula
concreta debida a otras
partículas depende de las
posiciones de esas otras
partículas en el mismo instante,
como si la fuerza "se
transmitiera instantáneamente"
o existiera una "acción a
distancia" por parte de las otras
partículas
Fuerza de accion a distancia (noviembre de 2012) [imagen]
tomada de http://gravitacionyelectrostatica.blogspot.com.co/
11. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LOS RAYOS X
Choques elásticos e
inelásticos
. No se puede pensar en el
concepto macroscópico de choque
y caer en el error de que
se produce un contacto físico. Una
vez comprendido eso, nos interesa
conocer qué tipos de choques
se dan en la naturaleza.
Hay magnitudes físicas que se
conservan invariantes con el paso
del tiempo. Por ejemplo,
cuando dos bolas de billar chocan,
antes y después del choque, la
suma de los momentos lineales o lo
que es lo mismo, la suma de los
productos de masa y velocidad de
cada bola, se mantiene constante.
12. LAS CUATRO INTERACCIONES
Hemos estado refiriéndonos a la interacción
electromagnética sin que hasta ahora hayamos
explicado que ésta forma parte de un grupo muy
reducido de fuerzas fundamentales a las que
se reducen todas las interacciones de la naturaleza.
Cualquier forma de interacción se reduce a una de las
cuatro fuerzas fundamentales; éstas son:
La fuerza fuerte: (responsable de las fuerzas nucleares)
La fuerza débil: (responsable de la creación de la
radiación P).
La fuerza electromagnética
La fuerza gravitatoria (responsable de la atracción entre
las masas)
13. PROPIEDADES DE LOS RAYOS X
Los rayos X tienen una serie de propiedades que son:
Poder penetrante: Atraviesan la materia. La capacidad
de penetración es tanto mayor cuanto mayor es el
kilovoltaje, cuanto más baja es la densidad de la
materia y cuanto menor es el número atómico medio de
dicha materia atravesada.
Efecto biológico: La radiación se atenúa al atravesar la
materia, lo que significa que parte de ella es absorbida,
produciendo lesiones en los organismos vivos.
Efecto luminiscente: Producen fluorescencia en ciertas
sustancias llamadas fósforos.
Efecto fotográfico: Impresionan y producen imágenes
sobre las películas fotográficas.
Efecto ionizante: Pueden ionizar los gases.
14. PRODUCCIÓN DE RAYOS X
La intensidad del haz de rayos X depende del número de electrones
emitidos desde el filamento y se controla a través de la tensión entre
los extremos del cátodo. Además de atenuarse la radiación por el
filtrado de los materiales interpuestos entre el paciente y el tubo de
rayos X, la intensidad de la radiación se atenúa con el cuadrado de
la distancia desde la fuente. Así, si medimos la intensidad de la
radiación, lo, en un punto O a una distancia del foco. aparente, la
intensidad de la radiación, I, en otro punto de la misma recta a una
distancia d será:
así la intensidad de la radiación a 2 m del foco aparente, será la cuarta
parte de la radiación a 1 m de distancia
15. CONCLUSIONES
Los rayos X tienen su origen cuando los electrones que se
encuentran en el "Tubo de Rayos X" son calentados y
acelerados, luego chocan a gran velocidad al cuerpo sólido y
así crean la imagen.
La Formación de la Imagen Se da gracias a la absorción y
reflejo de la luz en los diferentes tejidos y sustancias del
organismo, estos se presentan diferentes ya que absorben la
luz de forma e intensidad distintas.
la máquina de los rayos X revolucionó la ciencia porque ha
permitido a la medicina entender cómo ocurren las
enfermedades dentro del cuerpo humano
Los rayos X tienen una serie de propiedades que son:
Poder penetrante
Efecto biológico
Efecto luminiscente
Efecto fotográfico
Efecto ionizante
16. CONCLUSIONES
La tomografía computarizada utiliza El estudio y conocimiento
de la radiación electromagnética como principio de
funcionamiento. Los rayos X son una radiación
electromagnética con una longitud de onda corta.
En un principio se creía que electricidad y magnetismo eran
conceptos que no tenían nada que ver el uno con el otro y
hasta las primeras experiencias de científicos como Faraday
o Ampere, no se empezó considerar la electricidad y el
magnetismo como dos caras de una misma moneda.
Cualquier forma de interacción se reduce a una de las cuatro
fuerzas fundamentales; éstas son:
La fuerza fuerte: (responsable de las fuerzas nucleares)
La fuerza débil: (responsable de la creación de la radiación
b).
La fuerza electromagnética
La fuerza gravitatoria (responsable de la atracción entre las
masas)
![QUE ES UNA TOMOGRAFIA
COMPUTARIZADA?
Es un procedimiento de
imágenes por rayos X en
el que se proyecta un
haz angosto de rayos X a
un paciente y se gira
rápidamente alrededor
del cuerpo, produciendo
señales que son
procesadas por la
computadora de la
máquina para generar
imágenes
transversales—o
“cortes”—del cuerpo.
Luis Alejo Hernandez Medina (12 de noviembre de 2017)[
imagen] recuperada de
https://www.slideshare.net/AlejandroHernandez17/tomografia
-axial-computarizada-tac-tomografia-computarizada-
helicoidal-cuadro-hematico](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)