Historia y evolución TC 40

Centro de Resonancia Magnética y Postgrado de Física Medica, Universidad Central de Venezuela
Temas de la Física del Siglo XX. Imagenología y Medicina.
Imagenología y Medicina
Prof. Dr. Miguel Martín Landrove
Centro de Resonancia Magnética y Postgrado de Física Médica,
Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela.

• 1895 - Primera imagen de Rayos X de una mano humana.
• 1914 - Primera fluoroscopía realizada en forma práctica.
• 1924 - Blumgart y de Hevesy realizan los primeros estudios
clínicos con trazadores radioactivos.
• 1948 - Desarrollo de tubo intensificador para fluoroscopía.
• 1952 - Will y Reed desarrollan la imagen eco-
ultrasonográfica
• 1957 - Anger inventa la gamma cámara.
• 1972 - Hounsfield desarrolla la Tomografía Computarizada
con Rayos X.
• 1973 - Lauterbur inicia los estudios conducentes al
desarrollo de resonancia magnética por imágenes.
Línea de Tiempo de las imágenes en medicina.

Rayos X.

Rayos X. Historia
Wilhelm Conrad Röetgen
• Profesor de física experimental en la
Universidad de Würzburg, Alemania.
• Descubridor de los Rayos X el 8 de
Noviembre de 1895.
• Ganador del primer Premio Nobel de
Física en 1901.

Radiación de frenado
(Bremsstrahlung)
Radiación Característica
Rayos X. Generación.

ESPECTRO DE RAYOS-X

• La fuente produce un haz de
Rayos X colimado.
• Los Rayos X son absorbidos,
dispersados o transmitidos a
través del paciente.
• Si llegan hasta el receptor,
los Rayos X dispersados
reducen el contraste
deteriorando la calidad de la
imagen. La rejilla reduce el
número de Rayos X
dispersados.
• El receptor captura una
imagen producida por los
Rayos X transmitidos.
Aspectos básicos de las imágenes por Rayos X.

Rayos X. Equipos.

1. Soporte de techo y columna
telescópica.
2. Tubo generador de Rayos X.
3. Mesa.
4. Colimadores.
5. Cónsola de operación.
6. Cableado.
Rayos X. Equipos.

Rayos X. Radiografía.

Rayos X. Radiografía. Contrastes.
Iodo Bario

Rayos X. Fluoroscopía.

Rayos X. Fluoroscopía. Equipos.

Historia de La Tomografía Computarizada
• En 1971 es desarrollada por el Dr. Godfrey
Newbold Hounsfield.
• En 1979, Hounsfield recibe el Premio Nobel
de Medicina junto con Allan McLeod
Cormack.
Tomografía Computarizada.

Historia de La Tomografía Computarizada
• 1967: Primeros prototipos, varias horas
para la adquisición de datos y varios días
para la reconstrucción de la imágen.
• 1971: Imágenes de cerebro solamente, 5
min. para la adquisición de datos y 20 min.
para la reconstrucción de la imagen.
• 1974/1975: Primeras instalaciones
clínicas.
• 1976: Equipos de cuerpo entero.
Tomógrafo clínico para cerebro 1974

Tomografía Computarizada. Imágenes Primitivas.
Imagen tomada de la Conferencia Nobel de Godfrey N. Hounsfield, 1979

Tomografía Computarizada. Prototipo Experimental.
Imagen tomada de la Conferencia Nobel
de Godfrey N. Hounsfield, 1979

Tomografía Computarizada. Prototipo Clínico.
Imagen tomada de la Conferencia Nobel
de Godfrey N. Hounsfield, 1979

Tomografía Computarizada. Evolución.

Sinograma

750 ms 500 ms

Detectores de gas

Tomografía Computarizada. Helicoidal

Tomografía Computarizada. Multicorte.

Tomografía Computarizada. Helicoidal Multicorte.

Tomografía Computarizada. 3D y Visualización.

Tomografía Computarizada. 3D y Visualización. Cine.

Tomografía Computarizada. 3D y Visualización. Realidad Virtual.
COLONOSCOPIA VIRTUAL

Tomografía Computarizada. Medidas de Perfusión.

Algo de Historia de la Resonancia
Magnética por Imágenes
• Felix Bloch y Edward Purcell reciben el Premio Nobel en 1952 por el
descubrimiento de la resonancia magnética nuclear en 1946.
• En 1971 Raymond Damadian demuestra que los tiempos de relajación
nucleares para tejidos tumorales difieren de los de tejidos sanos
• En 1973 se inventa la tomografía axial computarizada (TAC) por Hounsfield.
• La resonancia magnética por imágenes fue demostrada por primera vez en
pequeños tubos de ensayo por Paul Lauterbur también en 1973, usando la
misma técnica de reconstrucción de la imagen de la TAC.
• En 1975, Richard Ernst (Premio Nobel de Química, 1991), propone la
resonancia magnética por imágenes, usando codificación de fase y frecuencia
y la Transformada de Fourier.
Resonancia Magnética.

Resonancia Magnética. Historia.
Felix Bloch Edward Purcell

• En 1977, Raymond Damadian completa la construcción del primer escáner
de resonancia magnética, el “Indomitable”

• En 1977, Peter Mansfield, desarrolla la técnica de imágenes ecoplanares
(EPI).
• En 1980, Edelstein y colaboradores demuestran la producción de imágenes
de cuerpo con resonancia magnética utilizando las técnicas propuestas por
Ernst.
• En 1987, EPI fue utilizada para producir películas en tiempo real de un ciclo
cardíaco y durante ese mismo año Charles Dumoulin perfeccionó la
angiografía por resonancia magnética.
• En 1992 se desarrolla la resonancia magnética funcional (fMRI)

• En el año 2003 se otorga el Premio Nobel en Medicina a Paul C. Lauterbur
de la Universidad de Illinois y a Sir Peter Mansfield de la Universidad de
Nottingham por sus descubrimientos en relación con la generación de
imágenes mediante resonancia magnética.

Resonancia Magnética. Principios Básicos.
El Átomo y el Núcleo Atómico
Protones
Neutrones
Número de electrones = Número de protones = Z
Número de protones + Número de neutrones = A

Z = Número Atómico

A ~ Peso Atómico
Z = Número Atómico

Tabla Periódica

Neutrones
Protones

Espín o Momento
Angular Intrínseco
Momento Magnético
I

||

0BM
dt
Md 


00 B

Un Espín Muchos Espines
Alta Energía
Baja Energía





 



Tk
E
exp
N
N
B
0BE 

Resonancia Magnética. Imágenes.

Resonancia Magnética. Información Anatómica.

Resonancia Magnética. Cerebro.

Resonancia Magnética. Cardiovascular.

Resonancia Magnética. Cardiovascular. Estudios Dinámicos.

Resonancia Magnética. Cuerpo entero.

Resonancia Magnética. Información Funcional.

Resonancia Magnética. Cerebro. Perfusión.

Resonancia Magnética. Tensor de Difusión.

Resonancia Magnética. Tensor de Difusión. Tractografía.

Resonancia Magnética. Espectroscopía in vivo.

Distribución
de
espectros
Distribución de
intensidades de
pico
Distribución de
intensidades de
pico (Esquema
de colores)
Distribución de
cocientes de
áreas y
esquema de
colores
combinado
Resonancia Magnética. Espectroscopía in vivo.

Resonancia Magnética. Funcionalidad en Cerebro.

Medicina Nuclear.

Medicina Nuclear. Radionucleídos más utilizados.

Medicina Nuclear. Principios básicos.

Medicina Nuclear. Cámara planar.

Medicina Nuclear. Fotomultiplicador.
1. Emisión fotoeléctrica.
2. Cascada de electrones secundarios en las primeras
etapas del fotomultiplicador.

Medicina Nuclear. Centelleador.

Medicina Nuclear. Tomografía de Emisión de Fotón Simple (SPECT)

Medicina Nuclear. Tomografía de Emisión de Positrón (PET).

• 1952. Primer equipo de imágenes de emisión de positrón. Gordon
Brownell y William Sweet.
• 1962. Primer equipo multidetector de imágenes de emisión de
positrón.
• 1968-1971. Desarrollo de PC-I. primer equipo de imágenes
tomográficas de emisión de positrón. Detectores dispuestos en planos.
• 1971-1976. Desarrollo de PC-II. Detectores dispuestos en planos.
• 1973-1975. James Robertson y Z.H. Cho proponen el uso de detectores
en anillos.
• 1985 PCR-I con detectores en anillo.
• 1988 PCR-II con detectores dispuestos en cilindro.
Medicina Nuclear. Historia de la Tomografía de Emisión de Positrón (PET).

Medicina Nuclear. Tomografía de Emisión de Positrón (PET). 1953

Medicina Nuclear. Tomografía de Emisión de Positrón (PET). 1968-1976

Medicina Nuclear. Tomografía de Emisión de Positrón (PET). 1985
PCR-I

A. Corrección de atenuación.
B. Septos para reducir la
dispersión de la radiación.
C. Bloques de detectores
consistentes de cristales.
D. Tubos fotomultiplicadores.
E. Blindajes.

Normal Alzheimer

Medicina Nuclear. PET. Funcionalidad de Cerebro.

Medicina Nuclear. Tomografía de Emisión de Positrón (PET/CT).

Ultrasonido. Historia.
Equipo de
ultrasonido diseñado
por D. Howrey a
mitad de los años 50.
El cilindro lleno de
agua es una torreta
de artilleria de un
bombardero B29 de
la II Guerra Mundial.

Ultrasonido. Historia.
La primera persona en publicar un uso médico para la
ultrasonografía fué el Dr. Karl Dussik, psiquiatra, que trabajaba en el
hospital de Bad Ischl, Austria. Su estudio publicado en 1942 se
titulaba Hyperphonography of the Brain. Se intentaba la localización
de tumores en cerebro mediante la transmisión de ultrasonido a
través del cerebro.

Ultrasonido. Principios básicos.

Ultrasonido. Color.

Coregistro de Imágenes Médicas

Coregistro de Imágenes Médicas. Marcadores Externos o Fiduciarios.

Coregistro de Imágenes Médicas.

Coregistro de Imágenes Médicas. Multimodalidad.

Coregistro de Imágenes Médicas. RM y PET.

Coregistro de Imágenes Médicas. PET y Perfusión CT.

Imágenes Médicas. Intervencionismo. Biopsia guiada por tomografía.
Aguja de biopsia
Nódulo canceroso
El emisor de Rayos X se
apaga para aquellos ángulos
que incluyen la mano del
médico y la aguja de biopsia.

Imágenes Médicas. Intervencionismo. Biopsia guiada por mamografía.

Imágenes Médicas. Intervencionismo. Biopsia guiada por resonancia
magnética.

Imágenes Médicas. Intervencionismo. Biopsia guiada por ultrasonido.

Terapia guiada por imágenes. Tomografía.

Terapia guiada por imágenes. Resonancia Magnética.

Terapia guiada por imágenes. Resonancia Magnética. Planificación de
tratamiento para neurocirugía.

Terapia guiada por imágenes. Tomografía y Fluoroscopía.
Cateterismo.

Terapia guiada por imágenes. Ultrasonido.

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