La génesis del uso de las radiaciones en la medicina

«En la ciencia, en el campo de la observación, la casualidad sólo favorece a la mente preparada.» Louis Pasteur 

• El contexto de las radiaciones
• El descubrimiento de los rayos X
• La protección radiológica
• La biofísica de las radiaciones
• Bibliografía

RESUMEN: En un breve recorrido histórico se rememoran los 100 años del nacimiento al mundo científico, de lo que hoy se conoce como «imagenología» y los usos de las radiaciones en provecho de la humanidad. Se recuerdan los orígenes y procesos de descubrimiento de las radiaciones ionizantes y sus precursores importantes, así como el empleo creciente y diversificado de las formas energéticas, atómicas y nucleares. Se insinúan algunas ideas acerca de los principios masivos de la protección radiológica.

Palabras claves: Radiología. Rayos X. Imagenología. Radiación ionizante. Historia.

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A finales del siglo XIX las expectativas en el progreso médico se centraron en dos áreas de reciente aparición: la microbiología y la bioquímica y nada hacía prever nuevos avances en el campo de la física aplicada.

Constituía una gran incógnita lo que pasaba en el interior del cuerpo de pacientes vivos con alguna lesión o enfermedad, así como la localización y tamaño de una fractura ósea o la presencia de un cálculo renal.

Pero pocos meses antes de terminar 1895 nacería el reino de la imagen. Casi simultáneamente con la introducción de la cinematografía en Francia por los hermanos Lumiere, se logra el descubrimiento de una radiación extraña que se llamó rayos X.

Este descubrimiento marcará el principio de la segunda revolución científica, el nacimiento de la física moderna. Será el hallazgo de la física que mayor impacto directo tendrá en la medicina. Con él nacerán la radiología, la medicina nuclear y el comienzo de una tradición científica: los estudios de los físicos sobre la estructura de la materia, que ofrecen, consecuentemente, importantes y novedosas herramientas para el diagnóstico y tratamiento de algunas enfermedades.

¡Por supuesto, el radiólogo no es el que arregla aparatos de radio! Desde que Röntgen descubrió hace más de 100 años los rayos X, la radiología es el término utilizado para designar las aplicaciones médicas de las radiaciones y radiólogo el que designa al médico que se especializa en ciencias radiológicas.

Hoy la imagenología tiene un brillante provenir, gracias a las posibilidades que ofrece la informática para obtener, conservar y transmitir imágenes y para planificar la radioterapia. La telemática abre una vía al teleprocesamiento de imágenes y a la telemedicina.

El empleo de las radiaciones, en las artes curativas, ha proporcionado grandes avances en la salud de la comunidad.

El diagnóstico y tratamiento de la enfermedad e investigación de la causa, historia y curación de aquélla mediante el empleo de la radiación, ha aumentado enormemente nuestra esperanza de vida, salud y bienestar. Sin embargo, en todas las ocasiones en que se haga uso de la radiación se deben pesar los beneficios esperados y los daños que se pueden ocasionar.

Las aplicaciones de diagnóstico de las radiaciones son innumerables, pues cada vez se encuentran más técnicas adecuadas que visualizan no sólo los huesos, dientes y cavidades corporales sino que hacen cortes de tejidos e imágenes que permiten precisar desarrollos aún incipientes de cualquier enfermedad, por ejemplo, evaluar el estado de las paredes arteriales y reconocer en una fase precoz los ateromas en vías de formación.

La exposición clínica (aun la dental) a los rayos X, constituye a la fecha la mayor fuente artificial de exposición externa a las radiaciones. Como ejemplo, se sabe que niveles de dosis en ciertos procedimientos de diagnóstico con rayos X son generalmente del mismo orden de magnitud que los niveles de exposición de emergencias aceptadas en el campo de la energía nuclear. Así, el problema principal de los efectos de la radiación en trabajos de diagnóstico radiológico se encuentra en el campo de los efectos a largo plazo (carcinogénesis, acortamiento de la esperanza de vida y cambios genéticos).

Actualmente suscitan grandes esperanzas la biología molecular, la biotecnología, la informática y la física y el mundo aguarda con impaciencia los frutos de la investigación multidisciplinaria realizada por radiobiólogos, físicos, especialistas en dosimetría, ingenieros y expertos en informática.

Pero a pesar de las considerables y crecientes inversiones en todo el mundo para mejorar las técnicas de diagnóstico por imagen, dos terceras partes de la población de los países en desarrollo no tienen acceso ni siquiera a la radiología básica.

En esta era espacial de la tecnología de vanguardia, los pacientes confían más en las nuevas metodologías asistenciales, que parecen ofrecerles mayor garantía.

Como dato curioso, dos meses después del descubrimiento de Röntgen, un eminente físico húngaro, Endre Högyes, publicó un trabajo en una revista médica de su país en el que sugería que la nueva técnica podría ser aplicable en el campo de la medicina. Su trabajo, titulado "Fotografía del esqueleto a través del cuerpo por el método de Röntgen" se ilustró con una serie de notables radiografías, entre ellas una de un esqueleto de rana.

Figura 1. Esqueleto de rana por Högyes. Figura 2. Röntgen y su primera radiografía.

Los descubrimientos en el campo de las radiaciones han dado lugar a varios premios Nobel como el concedido a Wilhem Konrad Röntgen, en física en 1901; en 1903 se otorgó conjuntamente a Henri Becquerel, Marie Curie y Pierre Curie, en física; en 1911 Marie Curie recibió el Nobel en química.

EL CONTEXTO DE LAS RADIACIONES

El empleo con fines de servicio de las radiaciones ionizantes y no ionizantes, tanto en la industria como en la medicina, ha servido de pilar al desarrollo de la humanidad y su bienestar. Además, la especie humana está siempre expuesta a las radiaciones ionizantes de origen cósmico, a radiaciones naturales del medio donde vive y a radiaciones internas en su cuerpo.

Esto se inicia, en el campo del conocimiento, a partir de 1895 con el descubrimiento de los rayos X por Röntgen. Al año siguiente Henri Becquerel descubre en París la radiactividad y en 1897, Joseph John Thomson descubre el electrón. En el curso de un decenio, Rutherford, Planck y Einstein sientan las bases de la física moderna y sus aplicaciones.

Si Copérnico, Galileo y Newton iniciaron la primera revolución científica, Röntgen con su descubrimiento marca el comienzo de la segunda revolución, el nacimiento de la física moderna, que lleva a reconocer la existencia de un universo microscópico en el interior de la materia, algo insospechado hasta entonces. En rápida sucesión, uno tras otro, los hallazgos y logros científicos, que siguen al descubrimiento de los rayos X, cambian el mundo científico: la radiactividad natural, el electrón, la teoría cuántica de Planck, el núcleo atómico, la radiactividad inducida, la rela-tividad, la mecánica cuántica, la comprensión del átomo, la electrónica, etc.

Del descubrimiento de Becquerel de la radiactividad natural, se derivan, entonces en 1898, el aislamiento del radio (Ra-226) por Pierre y Marie Curie y sus aplicaciones médicas, los progresos en el conocimiento de la estructura del átomo, la radioquímica, los isótopos radiactivos artificiales y por último la energía atómica.

El descubrimiento del electrón por JJ Thomson en 1897 dará lugar a la electrónica moderna y sus aplicaciones médicas.

En 1934 Irene y Fréderic Joliot Curie descubren la radiactividad artificial y se da impulso a sus aplicaciones médicas. Se aprende así a fabricar isótopos radiactivos de la mayor parte de los elementos naturales y, gracias a la radiación que emiten, se puede seguir en el interior del organismo humano su destino o el de las moléculas en los que se han introducido. Previamente Georg Von Heves inició el empleo de los marcadores, en 1913, con radioisótopos naturales. En 1922, Antoine Lacassagne descubre el principio de la autorradiografía. Con estos precursores se sientan las bases de la medicina nuclear que experimenta un rápido desarrollo entre 1935 y 1939 y sobre todo a partir de 1945 en adelante. Desde 1970, la escintigrafía y las cámaras de centelleo permiten una mejor exploración de numerosos tejidos y órganos. Luego surgen la cámara de positrones, la tomoescintigrafía y el diagnóstico funcional por imagen, que hacen de la medicina nuclear una de las ramas más actualizadas de la imagenología.

En los años siguientes al descubrimiento de Röntgen, la expresión diagnóstico por imagen no significaba más que radiografía, es decir, el empleo de los rayos X para obtener una placa radiográfica; pero en los últimos 50 años el nivel técnico alcanzado por la imagenología es grandioso, pero aún puede progresar más gracias a las posibilidades que ofrece la informática, la telemática (al abrir nuevas vías de teleprocesamiento de imágenes); la ultrasonografía intraoperaria (permite descubrir alteraciones patológicas y guiar al cirujano en el curso de una intervención); estudios de isotópos, tomografía computadorizada (TC) (acelera la exploración de órganos y proporciona imágenes detalladas); la tomografía potencial aplicada, el dopplerláser, la resonancia magnética, el biomagnetismo (técnica de diagnóstico clínico por imágenes, que en operaciones del cerebro evita los riesgos de lesiones de centros motores), la TC láser de infrarrojos, la tomografía por emisión de positrones, entre los cuales la ultrasonografía es la que más se utiliza en la actualidad en Colombia. La integración de las diversas modalidades de diagnóstico por imagen mediante programas informáticos se convertirá en una realidad clínica cotidiana, con el consiguiente mejoramiento de la visualización, la sensibilidad y la especificidad. Las radiografías se digitalizan (se prescinde de la película) y como su recuperación se hace instantáneamente en forma aleatoria, se pueden transferir sus imágenes a cualquier sitio. Por medio de la telerradiografía se podrá obtener asesoramiento de especialistas eminentes para interpretar una imagen difícil. Todas las modalidades mencionadas se tendrán que integrar y adaptar en el futuro a la genética médica. Aparecerán nuevas técnicas de demostración de imágenes para identificar los portadores de genes de enfermedades y supresores genéticos gracias a los estudios del genoma humano.