La ciencia y las aplicaciones de la imagenología médica

Los órganos internos y los huesos de nuestro cuerpo están cubiertos por piel y otras barreras de tejido, y por lo tanto no son visibles a simple vista. El término "imagenología médica" se utiliza para referirse a técnicas que nos permiten ver el interior del cuerpo. Este artículo le ayudará a entender qué es la imagenología médica y cómo juega un papel importante en la gestión del paciente hoy en día.

¿Qué es la imagenología médica de diagnóstico?

El diagnóstico es el proceso de identificar una enfermedad o dolencia específica basándose en un examen exhaustivo del paciente. Desafortunadamente, la mayoría de las enfermedades y afecciones afectan áreas del cuerpo que normalmente no son visibles a simple vista. La imagenología médica de diagnóstico puede ayudar en el diagnóstico al permitirnos visualizar cualquier anomalía que pueda existir dentro del cuerpo. Por ejemplo, en un paciente que ha sufrido un traumatismo, la imagenología médica puede decirnos si algún hueso está roto o dislocado.

¿Cómo funciona la imagenología médica?

La imagenología médica de diagnóstico se basa en el uso de ondas "invisibles", como la radiación electromagnética, los campos magnéticos o las ondas sonoras. Aprender sobre estos diferentes tipos de ondas nos ayuda a entender en qué consiste la ciencia de la imagenología médica. Las ondas normalmente se originan en una fuente colocada en un lado del cuerpo, viajan a través del cuerpo (y a través de la región de interés) y golpean un detector que se coloca en el otro lado del cuerpo. Las ondas son absorbidas en diversos grados por diferentes tejidos corporales. De esta manera, el detector desarrolla una imagen compuesta de "sombras" de varios tejidos corporales. Las formas anteriores de imagenología médica, como las radiografías, utilizaban una placa fotodetectora, que requería procesamiento de película antes de la visualización. La imagenología médica avanzada de hoy en día permite capturar imágenes directamente a través de una cámara detectora y las imágenes se pueden ver digitalmente en un monitor.

¿Para qué se utiliza la imagenología médica?

Aunque una gran parte de la imagenología médica se realiza principalmente por razones de diagnóstico, también tiene varias otras aplicaciones. A continuación se describen algunas de las aplicaciones más comunes de la imagenología médica:

• Diagnóstico puntual: Como sugiere el nombre, esta es la aplicación más común de la imagenología médica de diagnóstico. Una imagen puede decirnos, de un vistazo, qué es exactamente lo que está mal con el paciente. Las radiografías simples y las TC ayudan a detectar fracturas, quistes, tumores y anomalías del hueso.

• Monitoreo de la progresión de la enfermedad: La imagenología médica de diagnóstico se utiliza a menudo para determinar la etapa y la progresión de la enfermedad. En un paciente con cáncer, se puede utilizar una TC con contraste o una RM para determinar la etapa exacta de la enfermedad, mientras que las exploraciones PET pueden detectar cualquier metástasis. La SPECT, un tipo de gammagrafía ósea, ha demostrado ser útil para monitorear la progresión en la enfermedad de Parkinson.

• Planificación del tratamiento: La imagenología médica también ayuda en la planificación del tratamiento al permitir a los cirujanos determinar el tamaño de una lesión y, por lo tanto, la extensión de la cirugía de antemano. Los cirujanos pueden realizar cirugía virtual utilizando tecnología de imagenología médica, ya sea directamente en el software o después de importar y crear modelos estereolitográficos.

• Evaluación de la eficacia del tratamiento: Las exploraciones PET se utilizan a menudo en pacientes con cáncer sometidos a tratamiento para verificar si el régimen de tratamiento ha sido eficaz para disminuir el tamaño del tumor. Los cirujanos también utilizan la imagenología médica durante un procedimiento quirúrgico para verificar si los huesos se han alineado correctamente o si los implantes se han colocado en su posición adecuada. Se pueden realizar imágenes para evaluar la eficacia a largo plazo de los procedimientos de tratamiento. Por ejemplo, el análisis volumétrico del contenido orbital se realiza a menudo seis meses después del procedimiento para verificar si la reducción y fijación orbital después del trauma se realizó con precisión.

• Cálculos relacionados con la edad: La edad a menudo se puede determinar evaluando el crecimiento de las estructuras corporales internas. Por ejemplo, la edad fetal y la edad gestacional materna a menudo se determinan a través de un ultrasonido. Ciertas radiografías, como las radiografías de mano-muñeca y dentales, se utilizan ampliamente para calcular la edad de un paciente si es desconocida o necesaria para fines legales.

Imagenología médica: Diversas tecnologías y aplicaciones

Existen varios tipos de imagenología médica de diagnóstico, dependiendo de la naturaleza física de las ondas empleadas y el método de captura de imagen. No hay una sola tecnología de imagenología que sea superior al resto, ya que cada una tiene sus propias ventajas y desventajas. Basándose en estas limitaciones, los radiólogos de hoy han encontrado un "nicho" específico más adecuado para cada modalidad de imagen:

Ultrasonido

Como indica su nombre, el ultrasonido utiliza ondas sonoras para adquirir imágenes médicas. Dado que no implica radiación electromagnética, es probablemente la forma más segura de imagenología médica de diagnóstico. Las ondas sonoras viajan desde la sonda de ultrasonido a través de un gel conductor hacia el cuerpo. Las ondas luego golpean varias estructuras anatómicas dentro del cuerpo y rebotan. Se capturan y transforman en imágenes que se pueden ver en un monitor. Una forma especializada de ultrasonido, llamada Doppler, nos permite visualizar el movimiento de la sangre dentro de los vasos sanguíneos.

Radiografías

Las radiografías son la forma más temprana de imagenología médica de diagnóstico. Normalmente se utilizan para visualizar huesos y han sido reemplazadas en gran medida por sistemas de imagenología médica más avanzados. Sin embargo, la radiografía tradicional sigue siendo útil en ciertas situaciones clínicas:

• Mamografía: Esta es una radiografía de la mama. Se utiliza como herramienta de detección en mujeres para detectar cáncer de mama.

• Fluoroscopia: Esta técnica utiliza radiografías en combinación con un agente de contraste que se inyecta o se ingiere. El camino del agente de contraste se sigue a través de radiografías para determinar obstrucciones, úlceras y otros procesos patológicos.

Tomografía computarizada (TC)

En esta técnica, el paciente yace dentro de una cámara de TC, que contiene tanto el detector como la fuente. La fuente y el detector se encuentran uno frente al otro y viajan en un arco alrededor del paciente, obteniendo imágenes en serie. Las imágenes se toman en cortes de unos pocos milímetros cada uno y en tres ejes diferentes, produciendo secciones coronales, axiales y sagitales. Estas secciones pueden luego reconstruirse para formar una imagen tridimensional. Las imágenes de TC poseen mucho mayor detalle en comparación con las radiografías tradicionales. Sin embargo, la exploración por TC entrega una dosis sustancialmente mayor de radiación al cuerpo.

Resonancia Magnética (RM)

Esta tecnología de imagenología médica de diagnóstico hace uso de ondas de radio dentro de un campo magnético. El cuerpo humano está compuesto en gran parte por agua. Cuando se coloca en el escáner de RM, los iones de hidrógeno dentro de las moléculas de agua se alinean según el campo. Cuando se aplican ondas de radiofrecuencia, esta alineación cambia y después de eso los iones regresan a su posición original. Estos cambios en la alineación se registran y procesan para crear una imagen. La RM es útil para visualizar estructuras de tejido blando como músculos, tendones y espacios articulares. Aunque no hay peligro de radiación, la RM puede ser peligrosa para personas que tienen implantes metálicos debido al uso de un fuerte campo magnético. Esto incluye pacientes que tienen articulaciones artificiales, marcapasos u otros tipos de implantes.

Imagenología de Medicina Nuclear

Esta técnica implica el uso de moléculas radioactivas que se llaman "trazadores". Los trazadores se ingieren o se inyectan en el torrente sanguíneo. Una vez dentro del cuerpo, los trazadores son captados por tejidos específicos. Los rayos gamma emitidos por estos trazadores se capturan en una cámara gamma y se convierten en imágenes digitalizadas. Los trazadores pueden elegirse en función de la región de interés. Por ejemplo, la imagenología de la glándula tiroides requiere yodo radioactivo, ya que este compuesto es captado preferentemente por las células tiroideas. El escaneo óseo para enfermedades infecciosas utiliza tecnecio, galio o indio. Las áreas que captan el material emitirán más radiación y aparecerán como "puntos calientes" en las imágenes adquiridas.

Un tipo especial de imagenología nuclear es la tomografía por emisión de positrones (PET). Puede utilizar una forma radioactiva de glucosa. La glucosa es captada preferentemente por células que tienen una alta tasa de metabolismo, como las células cancerosas. Por lo tanto, esta técnica avanzada de imagenología de diagnóstico puede ayudar a identificar metástasis distantes en pacientes con cáncer.

¿Qué nos depara el futuro de la imagenología médica?

A medida que la imagenología médica continúa evolucionando, los investigadores están encontrando formas de mejorar el diagnóstico y la planificación del tratamiento. Una de las áreas más emocionantes actualmente bajo investigación es la aplicación de la inteligencia artificial (IA) a la imagenología médica. La inteligencia artificial es la capacidad del software o las máquinas para replicar el pensamiento cognitivo exhibido por los humanos. Por lo tanto, pueden ayudar en tareas de resolución de problemas. La IA en la imagenología médica puede abrir nuevas fronteras con respecto tanto al diagnóstico de enfermedades como a la planificación y el monitoreo de la eficacia del tratamiento. A continuación se presentan algunas aplicaciones de la IA en la imagenología médica:

• Identificación de cortes de interés: Una sola exploración de TC o RM de un paciente puede generar literalmente cientos de imágenes, ya que cada corte tiene solo unos pocos milímetros de longitud. Para el radiólogo, revisar cada corte individual para detectar anomalías puede ser un proceso que consume mucho tiempo. La IA se puede utilizar para examinar todos los cortes y seleccionar solo aquellos cortes que son de interés para el radiólogo.

• Detección de anomalías más sutiles: Diferencias muy menores en color o contraste pueden no ser visibles a simple vista. Sin embargo, estas diferencias pueden indicar el inicio temprano de una enfermedad invasiva. La IA se puede utilizar para captar incluso diferencias minúsculas, ayudando así en la precisión diagnóstica que no se puede lograr por medios manuales.

• Recuperación de registros antiguos: La IA puede revisar bases de datos para recuperar imágenes antiguas de los registros de salud de los pacientes. Estas imágenes se pueden utilizar para comparar con cualquier imagen actual tomada. Esto se puede utilizar para evaluar la progresión de la enfermedad o la evaluación de la eficacia del tratamiento.

• Cribado a gran escala: Una aplicación novedosa de la IA en la imagenología médica es el cribado médico a gran escala. Se desarrolló una aplicación reciente basada en inteligencia artificial para examinar imágenes médicas a través de múltiples bases de datos hospitalarias. La IA fue entrenada para detectar la obstrucción de grandes vasos, un signo temprano de accidente cerebrovascular. Si esto funciona, la aplicación puede alertar al paciente y al especialista en accidentes cerebrovasculares de manera prioritaria. Reducirá el tiempo hasta el tratamiento, lo que puede mejorar significativamente los resultados del paciente.

• Preparación de informes de diagnóstico: La IA podría traducir anomalías en color y contraste en hallazgos de diagnóstico reales. Esto podría hacerse alimentando información basada en registros de casos anteriores. Utilizando información de diagnóstico, la IA también se puede utilizar para generar informes de imagenología.

DICOM y PACS: el núcleo de la comunicación de imágenes médicas

Las imágenes médicas son, después de todo, solo imágenes. Cuanto mejor sea la calidad de una imagen, más información puede proporcionar. Teniendo esto en cuenta, la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) lanzó un formato estándar de alta calidad para ver y almacenar imágenes médicas. DICOM, que significa Digital Imaging and Communications in Medicine (Imagenología Digital y Comunicaciones en Medicina), es aceptado mundialmente. No puede ser accedido por programas informáticos ordinarios. Se necesitan aplicaciones de software especiales, llamadas visores DICOM, para ver y editar imágenes médicas modernas.

Dado que las imágenes basadas en DICOM son de alta calidad y múltiples imágenes de una sola exploración de paciente requieren mucho espacio de almacenamiento, se deben hacer arreglos especiales para almacenar y recuperar imágenes en el formato DICOM. El sistema de base de datos y servidor que almacena imágenes DICOM se conoce como PACS (Picture Archiving and Communication System o Sistema de Archivo y Comunicación de Imágenes). En general, cada hospital tiene su propio servidor PACS interno, y las imágenes adquiridas de pacientes en ese hospital solo se almacenan allí. La desventaja de esto es que los pacientes que cambian de hospital por diversas razones pueden no poder acceder a imágenes pasadas.

La introducción de PACS basado en la nube ha hecho que ver y acceder a archivos DICOM sea mucho más fácil. La tecnología en la nube permite que los archivos DICOM se almacenen y procesen a través de Internet. Se puede acceder a estos archivos desde cualquier lugar, utilizando cualquier dispositivo que tenga los permisos y el software necesarios. Simplifica el acceso a los registros médicos de un paciente desde diferentes ubicaciones geográficas.

PostDICOM: Aprovechando al máximo la imagenología médica avanzada

PostDICOM es una aplicación de software emocionante y de vanguardia que cumple con las demandas de la última tecnología de imagenología médica. Es un visor DICOM inteligente que no solo le ayuda a ver imágenes médicas, sino que también ofrece herramientas avanzadas para que pueda extraer la máxima información de cada imagen. Estas herramientas incluyen imágenes reconstruidas tridimensionales y multiplanares, proyecciones de intensidad máxima y mínima, y fusión de imágenes de dos o más modalidades de imagen. PostDICOM es la única aplicación DICOM que permite la visualización de imágenes basada en la nube. Es compatible con todos los sistemas operativos, incluidos Windows, iOS, Linux y Android.

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