UNIDAD 3
ANÁLISIS DEL SISTEMA NERVIOSO
El Sistema Nervioso es uno de los sistemas más complejos e
increíbles. Cada pensamiento, cada emoción, cada acción, es el resultado de la
actividad de este sistema. Por medio de sus diversas estructuras, éste sistema
capta la información tanto de medio externo como del medio interno y procesa
dicha información para decidir la forma en cómo va a actuar el organismo ante
cualquier estímulo, como se había mencionado, que puede ser un estímulo del
medio externo o del medio interno. Según sea el estímulo y los factores que
tienen que tienen que ver con este, como es la intensidad del estímulo, la
duración, etc. el sistema nervioso es el que controla todos los movimientos del
cuerpo, ya sean movimientos voluntarios, como movimientos involuntarios:
movimientos voluntarios como por ejemplo, la flexión del antebrazo sobre el
brazo, o algo más complejo como escalar una montaña empinada: y movimientos
involuntarios como los movimientos peristálticos del esófago o del estómago,
etc. (Calderon K. , 2016)
El sistema nervioso, junto con el sistema endocrino integra
y controla las numerosas funciones que permiten que el animal regule su
ambiente interno y reaccione a su ambiente externo o lo encare. La unidad
funcional del sistema nervioso es la "neurona", que consiste en un
cuerpo celular que contiene el núcleo, la maquinaria metabólica, en dendritas
para recibir estímulos, y en un axón que retransmite estímulos a otras células.
(F, 2015)
Es un conjunto de estructuras que permiten a nuestro cuerpo
percibir las condiciones del medio externo, conocer el estado de los órganos
internos, coordinar los movimientos; sean voluntarios o no, y crear el
pensamiento.
Principalmente lo podemos dividir en 3 tipos de sistemas:
• Sistema
nervioso central.
• Sistema
nervioso periférico.
• Sistema
neurovegetativo.
El sistema nervioso central está regido por encéfalo, tronco
cerebral y médula espinal, el sistema nervioso periférico está regido por los
nervios craneales y los 31 nervios raquídeos, y por último el sistema nervioso
neurovegetativo está dado por la cadena simpática y para simpática, y también
por el cerebelo.
La función comunicativa del Sistema Nervioso depende de las
propiedades físicas, químicas y morfológicas de las neuronas; además, de
ciertas moléculas que se liberan en las terminales axonales, que pueden ser:
§
Neurotransmisores
§
Neuromoduladores
§
Neurohormonas
Sistema nervioso central comprende:
o
Encéfalo.
o
Médula Espinal.
Sistema nervioso periférico comprende:
ü
Nervios craneales.
ü
Nervios raquídeos. (Central,
2010)
Tiene como función recibir y transmitir los impulsos
sensitivos hacia el sistema nervioso central, ya sea a la medula espinal por
medio de los nervios raquídeos, o hacia el cerebro por medio de los nervios
craneales. Estos impulsos sensitivos provienen del medio externo, como puede
ser un hincón en la superficie de la piel de cualquier región parte del cuerpo
y hacia los órganos efectores los impulsos motores.
Sistema nervioso vegetativo: Comprende
Ø
Tronco simpático: formado por cordones nerviosos
que se extienden longitudinalmente a lo largo del cuello, tórax y abdomen a
cada lado de la columna vertebral.
Ø
Ganglios periféricos. (Los ganglios son grupos
de cuerpos celulares)
Sistema Bio-eléctrico
El Sistema cuántico Bio-Eléctrico es una herramienta que
analiza este fenómeno. La baja frecuencia magnética y la energía del cuerpo
humano se pueden captar al sostener el sensor, y a continuación el equipo las
amplifica y las analiza mediante un microprocesador que está incorporado en
este equipo. Estos datos son comparados con el espectro cuántico de resonancia
magnética estándar de enfermedades y de nutrición, así como con otros
indicadores incorporados en el equipo para diagnosticar si las formas de las
ondas presentan irregularidades a través del uso de la aproximación de Fourier.
Mediante esto se puede realizar el diagnóstico y análisis del estado de salud del
paciente y obtener los principales problemas del paciente, también como
distintas propuestas estándares de curación o prevención, basándose en el
resultado del análisis de la forma de la onda. Este es un
emergente método de
detección espectral, rápido,
preciso y no
invasivo, lo que
lo hace especialmente apropiado
para la comparación
de los efectos
de curación de diferentes medicinas
y productos médicos,
y para la comprobación de posibles estados anormales de salud. (bioeléctrico,
2015)
ELECTRODIAGNOSITCO Y ELECTROTERAPIA
ELECTRODIAGNÓSTICO
El electrodiagnóstico es una rama de la medicina que aporta
datos clínicos útiles para el diagnóstico de diversos padecimientos que afectan
tanto al sistema nervioso central como al sistema nervioso periférico. (electrodiagnóstico, 2015)
El electrodiagnóstico incluye:
·
Electroencefalografía
Este es un examen usado para medir la
energía eléctrica del cerebro. Las células del cerebro se comunican entre sí
produciendo pequeñas señales eléctricas, llamadas impulsos. Un EEG
(electroencefalograma) mide esta actividad. Este examen es realizado por un
técnico especialista en electroencefalografías, puede ser en un consultorio
médico, en un hospital o en un laboratorio.
El examen se hace de la siguiente manera:
-
El paciente de estar acostado boca arriba sobre
una cama o en una silla reclinable.
-
Al paciente se le colocan unos discos metálicos
planos, llamados electrodos, en todo el cuero cabelludo, los cuales se
sostienen en su lugar con una pasta adhesiva. Los electrodos van conectados por
medio de cables a una grabadora. La máquina convierte las señales eléctricas en
patrones que se pueden observar en un monitor o dibujar en papel. Estos
patrones lucen como líneas ondeadas.
-
Es necesario que usted permanezca inmóvil y con
los ojos cerrados durante el examen, debido a que el movimiento puede cambiar
los resultados. Le pueden solicitar que haga ciertas cosas durante el examen,
como respirar profunda y rápidamente durante algunos minutos o mirar hacia una
luz muy brillante y centellante.
-
A veces suele pedirle al paciente que se duerma
durante este examen.
-
Si el médico necesita monitorear la actividad
cerebral durante un período largo, se ordenará un electroencefalograma (EEG)
ambulatorio. Además de los electrodos, usted usará o portará una grabadora
especial por hasta tres días. Usted podrá ocuparse de su rutina normal a medida
que se esté registrando el EEG. (electroencefalograma, 2016)
-
·
Electromiografía:
El electromiograma es una prueba que se usa
para estudiar el funcionamiento del sistema nervioso periférico y los músculos
que inerva. Gracias a él se pueden diagnosticar con precisión enfermedades
neuromusculares congénitas o adquiridas, y permite clasificarlas según su
intensidad y origen. La prueba consiste esencialmente en registrar mediante
electrodos especiales las corrientes eléctricas que se forman en los nervios y
músculos al producirse contracciones. Con esta prueba se puede identificar si
las alteraciones neuromusculares se deben al músculo o a las fibras nerviosas.
Para ello analiza básicamente:
Ø
La amplitud de las corrientes eléctricas.
Ø
El número de fibras musculares que se contraen.
Ø
El tiempo que tardan en contraerse.
Ø
El tiempo que se mantienen contraídas. (Corralo,
2016)
·
Electroretinograma.
Registro gráfico de la electrorretinografía.
Representa el biopotencial de acción obtenido por estimulación retiniana breve
de intensidad suficiente, que corresponde a la absorción de fotones por
moléculas de los pigmentos contenidos en los fotorreceptores, lo cual se
traduce en una onda negativa (onda a). Esta hiperpolarización crearía
modificación de la polarización de las células bipolares y horizontales,
responsables de la depolarización de las células de Müller, que se expresa por
una onda positiva (onda b). Así pues, las respuestas eléctricas de las células
bipolares y horizontales no son registradas directamente, sino por intermedio
de las consecuencias de su actividad a nivel de las células gliales. En el
individuo normal, el electrorretinograma se manifiesta como un “fenómeno
global” donde la participación de cada elemento de la estructura retiniana es
difícil diferenciar. Así, para que el ERG pueda traducir una lesión retiniana
es preciso que sea lo suficientemente amplia, excediendo como mínimotres
diámetros papilares. (Perea, 2013)
El electrorretinograma puede reflejar:
§
La actividad de los conos (alteración del
sistema fotópico).
§
La actividad de los bastones (alteración del
sistema escotópico).
§
Actividad mixta (de conos y bastones).
§
Alteración aislada de la capa externa (porción
neuroepitelial correspondiente a los fotorreceptores.
§
Alteración aislada de la capa interna (células
bipolares). (Perea, 2013)
ELECTROTERAPIA
La electroterapia es la parte de la fisioterapia que,
mediante una serie de estímulos físicos producidos por una corriente eléctrica,
consigue desencadenar una respuesta fisiológica, la cual se va a traducir en un
efecto terapéutico. Se engloba dentro de este término todas aquellas
actuaciones en las cuales, de una forma u otra, se utiliza una corriente
eléctrica en el cuerpo humano con fines terapéuticos.
TIPOS DE CORRIENTE
Corriente continua
La corriente continua la producen las baterías, las pilas y
las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera
una tensión constante que no varía con el tiempo, por ejemplo si la pila es de
12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12
voltios (a no ser que la pila este gastada y tenga menos tensión). Si no tienes
claro las magnitudes de tensión e intensidad, te recomendamos que vayas primero
al enlace de la parte de abajo sobre las magnitudes eléctricas antes de seguir.
Corriente alterna
Este tipo de corriente es producida por los alternadores y
es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las
viviendas es corriente alterna (enchufes). En este tipo de corriente la
intensidad varia con el tiempo (número de electrones), además cambia de sentido
de circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz). Según esto
también la tensión generada entre los dos bornes (polos) varía con el tiempo en
forma de onda senoidal (ver gráfica), no es constante. Veamos cómo es la
gráfica de la tensión en corriente alterna.
Las células nerviosas tienen una capacidad para: recibir y
transportar a través de sus estructuras los impulsos nerviosos. Cuando una
neurona recibe un impulso nervioso, esta se despolariza y se originan unos
cambios eléctricos en su membrana que la recorren a lo largo de esta y que se
transmiten desde las dendritas hacia el axón. El impulso nervioso es una onda
eléctrica que recorre toda la neurona y que se origina como consecuencia de un
cambio transitorio de la permeabilidad en la membrana plasmática, luego de un
estímulo. El impulso nervioso es un mensaje electroquímico que son transmitidos
por los nervios. Estos estímulos nerviosos originan en el sistema nervioso
central o en los órganos de los sentidos (olfato, gusto, tacto, visto, oído). Los
receptores sensitivos transforman los estímulos en impulsos nerviosos, que a
través de las fibras sensoriales llegan al cerebro. (Biology,
2012)
BAJA FRECUENCIA
Se sustituye estímulos fisiológicos naturales por un estímulo
artificial que se consigue a partir de un equipo generador.
MEDIA FRECUENCIA
Se consigue una baja sensación de corriente, una gran
dosifcación y es aplicable a todo tipo de lesiones ya que se consigue un efecto
excito-motor.
ALTA FRECUENCIA
Va a tener un efecto relajante, analgésico, estimula la
circulación sanguínea, antiflamatorio, Favorece la cicatrización de las
heridas. (Biology, 2012)
EFECTO DE LA
ELECTRICIDAD EN LOS SERES VIVOS
Son radiaciones ionizantes las capaces de romper los enlaces
moleculares y separar a electrones de las órbitas de sus átomos.
La capacidad del cuerpo humano para absorber la energía
electromagnética depende de los siguientes factores:
-
Frecuencia y potencia del campo electromagnético
-
Las dimensiones
-
Configuración geométrica
-
Composición de los tejidos.
Factores que
intervienen:
-
Intensidad
de corriente: Es uno de los factores que más inciden en los efectos
ocasionados por el accidente eléctrico. Los valores de intensidad se establecen
como valores estadísticos debido a que sus valores netos dependen de cada
persona y del tipo de corriente. A continuación se muestra un cuadro
explicativo:
-
Duración
del contacto eléctrico: junto al factor anterior es el que más influye
sobre los efectos del accidente ya que condiciona la gravedad del paso de la
corriente por el organismo.
-
Forma de
la corriente: tanto la corriente continua como alterna siguen los
principios de la ley de Ohm, siendo la corriente alterna aprox. 3-4 veces menos
peligrosa que la continua.
-
Tensión
aplicada: La peligrosidad en el paso de la tensión depende directamente de
la resistencia eléctrica del organismo.
-
Frecuencia:
a mayor frecuencia menos peligrosidad, siendo los valores superiores a
100.000Hz prácticamente inofensivos. Para valores de 10.000Hz la peligrosidad
es similar a la corriente continua.
-
La
resistencia eléctrica del cuerpo humano: Entre los factores determinantes
tenemos la edad, el sexo, las tasas de alcohol en sangre, el estado de la
superficie de contacto (humedad, suciedad, etc.), la presión de contacto, etc. (humanos,
s.f.)
EFECTOS DE LOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS
Un efecto biológico ocurre cuando
la exposición a un campo electromagnético causa algún efecto fisiológico
detectable en un sistema vivo. Este efecto puede o no llevar a un efecto
nocivo. Los efectos sobre la salud son frecuentemente resultado de efectos
biológicos que se acumulan sobre un cierto espacio temporal y que además
dependen de la dosis recibida. Por lo tanto el conocimiento de los efectos
biológicos es importante para entender los riesgos generados para la salud. (Gonzalez, 2014)
¿Qué ocurre cuando nos exponemos a campos electromagnéticos?
La exposición a campos
electromagnéticos no es un fenómeno nuevo. Sin embargo, en el siglo XX la
exposición ambiental ha aumentado de forma continua conforme la creciente
demanda de electricidad, el constante avance de las tecnologías y los cambios
en los hábitos sociales han generado más y más fuentes artificiales de campos
electromagnéticos. Todos estamos expuestos a una combinación compleja de campos
eléctricos y magnéticos débiles, tanto en el hogar como en el trabajo, desde
los que producen la generación y transmisión de electricidad, los
electrodomésticos y los equipos industriales, a los producidos por las
telecomunicaciones y la difusión de radio y televisión. (Hernandez, 2014)
En el organismo se producen
corrientes eléctricas minúsculas debidas a las reacciones químicas de las
funciones corporales normales, incluso en ausencia de campos eléctricos
externos. Por ejemplo, los nervios emiten señales mediante la transmisión de
impulsos eléctricos. En la mayoría de las reacciones bioquímicas, desde la
digestión a las actividades cerebrales, se produce una reorganización de
partículas cargadas. Incluso el corazón presenta actividad eléctrica, que los
médicos pueden detectar mediante los electrocardiogramas. Los campos eléctricos
de frecuencia baja influyen en el organismo, como en cualquier otro material
formado por partículas cargadas. Cuando los campos eléctricos actúan sobre
materiales conductores, afectan a la distribución de las cargas eléctricas en
la superficie. Provocan una corriente que atraviesa el organismo hasta el
suelo. (Hernandez, 2014).
Los campos magnéticos de
frecuencia baja inducen corrientes circulantes en el organismo. La intensidad
de estas corrientes depende de la intensidad del campo magnético exterior. Si
es suficientemente intenso, las corrientes podrían estimular los nervios y
músculos o afectar a otros procesos biológicos. Tanto los campos eléctricos
como los magnéticos inducen tensiones eléctricas y corrientes en el organismo,
pero incluso justo debajo de una línea de transmisión de electricidad de alta
tensión las corrientes inducidas son muy pequeñas comparadas con los umbrales
para la producción de sacudidas eléctricas u otros efectos eléctricos
(Hernandez, 2014).
El principal efecto biológico de
los campos electromagnéticos de radiofrecuencia es el calentamiento. Este
fenómeno se utiliza en los hornos de microondas para calentar alimentos. Los
niveles de campos de radiofrecuencia a los que normalmente están expuestas las
personas son mucho menores que los necesarios para producir un calentamiento
significativo. Las directrices actuales se basan en el efecto calefactor de las
ondas de radio. Los científicos están investigando también la posibilidad de
que existan efectos debidos a la exposición a largo plazo a niveles inferiores
al umbral para el calentamiento del organismo. Hasta la fecha, no se han
confirmado efectos adversos para la salud debidos a la exposición a largo plazo
a campos de baja intensidad de frecuencia de radio o de frecuencia de red, pero
los científicos continúan investigando activamente en este terreno. (Hernandez,
2014)
¿Efectos biológicos o efectos sobre la salud? ¿Qué es un peligro para
la salud?
Los efectos biológicos son
respuestas mensurables a un estímulo o cambio en el medio. Estos cambios no son
necesariamente perjudiciales para la salud. Por ejemplo, escuchar música, leer
un libro, comer una manzana o jugar al tenis son actividades que producen
diversos efectos biológicos. No obstante, no esperamos que ninguna de estas
actividades produzca efectos sobre la salud. El organismo dispone de mecanismos
complejos que le permiten ajustarse a las numerosas y variadas influencias del
medio en el que vivimos. El cambio continuo es forma parte de nuestra vida
normal, pero, desde luego, el organismo no posee mecanismos adecuados para
compensar todos los efectos biológicos. Los cambios irreversibles y que fuerzan
el sistema durante períodos largos pueden suponer un peligro para la salud.
(Luciano, 2011).
Un efecto perjudicial para la
salud es el que ocasiona una disfunción detectable de la salud de las personas
expuestas o de sus descendientes; por el contrario, un efecto biológico puede o
no producir un efecto perjudicial para la salud. No se pone en cuestión que por
encima de determinados umbrales los campos electromagnéticos puedan
desencadenar efectos biológicos. Según experimentos realizados con voluntarios
sanos, la exposición a corto plazo a los niveles presentes en el medio ambiente
o en el hogar no produce ningún efecto perjudicial manifiesto. La exposición a
niveles más altos, que podrían ser perjudiciales, está limitada por directrices
nacionales e internacionales. La controversia que se plantea actualmente se
centra en si bajos niveles de exposición a largo plazo pueden o no provocar
respuestas biológicas e influir en el bienestar de las personas. (Luciano,
2011)
Efectos sobre el embarazo
La OMS y otros organismos han
evaluado numerosas fuentes y exposiciones diferentes a campos electromagnéticos
en el entorno cotidiano y de trabajo, como las pantallas de computadora,
colchones de agua y mantas eléctricas, equipos de soldadura por corrientes de
radiofrecuencia, equipos de diatermia, y radares. El conjunto de los resultados
demuestra que la exposición a los niveles típicos de los campos del medio no
aumenta el riesgo de desenlaces adversos como abortos espontáneos,
malformaciones, peso reducido al nacer y enfermedades congénitas. Se han
publicado informes esporádicos de asociaciones entre problemas sanitarios y la
presunta exposición a campos electromagnéticos, como informes sobre partos
prematuros y con peso reducido de trabajadoras de la industria electrónica,
pero la comunidad científica no ha considerado que estos efectos estén
necesariamente ocasionados por la exposición a campos electromagnéticos (frente
a la influencia de factores como la exposición a disolventes). (Luciano, 2011)
Efectos de campos electromagnéticos sobre órganos y sistemas
Efecto analgésico
·
Efecto de relajación generalizada
Trastornos de la osificación
o osteoporosis
Traumatología, medicina laboral, medicina deportiva
§ contusiones,
distorsiones, luxaciones
§ contracturas
musculares
Medicina interna
v asma
bronquial
v ulcera
gástrica crónica
v insuficiencia
hepática cardiaca
v estimulo
trófico
IONES EN REPOLARIZACIÓN DE LA MEMBRANA
Despolarización
La despolarización es una
disminución del valor absoluto del potencial de membrana en una neurona. El
potencial de membrana de una neurona en reposo es normalmente negativo en la zona
intracelular (-70 mV). Este potencial negativo se genera por la presencia en la
membrana de bombas sodio/potasio (que extraen de forma activa 3 iones Na+
(sodio) desde el interior hacia el exterior celular e introducen 2 iones K+
(potasio), consumiendo 1 molécula de ATP), canales para el potasio (que
permiten el intercambio libre de los iones K+) y bombas para Cl- (que extraen
cloruro de forma activa).
Repolarización
Esta etapa se caracteriza por una
mayor carga positiva dentro de la célula. Como resultado, las puertas de los K+
se abren a los iones de K+ cargados positivamente, de manera que el K+ se
desplaza hacia el exterior de la célula, que es más negativa. Como
consecuencia, regresa el estado donde el exterior de la célula desarrolla una
carga más positiva que el interior.
http://med.se-todo.com/himiya/25456/index.html
La imagen de arriba nos indica que, normalmente, la membrana
plasmática de las células animales está polarizada, porque existe una diferencia de carga
electroquímica en la parte interna y parte externa de esta membrana. La
diferencia de cargas se presenta básicamente entre las superficies de ambos
lados de la membrana, excepto en el citoplasma y el medio extracelular ya que son
electroneutros. Dicha condición determina la existencia de una diferencia de
potencial eléctrico entre el interior y el exterior celular, a la cual se le
denomina, potencial de membrana. Para medir esta diferencia se lo puede hacer
colocando un electrodo dentro de la célula y otro electrodo extracelularmente. Se
denomina potencial de membrana en reposo cuando la célula no está siendo
estimulada. Este potencial de membrana en reposo tiene un valor negativo, que es entre -40 y
-90mV (-70mV en la figura de arriba) en células distintas.
UTILIDAD DE LA BOMBA
DE Na Y K
La bomba de sodio y potasio es una proteína presente en
todas las membranas plasmáticas de las células, cuyo objetivo es eliminar sodio
de la célula e introducir potasio en el citoplasma. Ese intercambio permite
mantener, a través de la membrana, las diferentes concentraciones entre ambos
cationes. La proteína transmembrana “bombea” tres cationes de sodio
expulsándolos fuera de la célula y lo propio hace con dos cationes de potasio
al interior de ella. De esa forma se genera un potencial eléctrico negativo
intracelular.La bomba de sodio y potasio cumple un rol muy importante en la
producción y transmisión de los impulsos nerviosos y en la contracción de las
fibras musculares. (Diniz, 2015)
En base no es más que la transmisión del mensaje (que es un impulso
nervioso de carácter eléctrico) que es conducido a través del cuerpo celular a
lo largo del axón hasta el botón sináptico para liberar alguna sustancia
transmisora. La neurona tiene un medio
interno y un medio externo, tanto fuera como dentro tiene iones positivos y
negativos, aunque cada medio suele tener una mayor concentración de iones, así
el medio interno tiende a ser negativo y el medio externo a positivo. De tal
forma que el medio externo de la neurona lo constituyen fundamentalmente Sodio
(Na+) y Cloro (cl-) y en el medio interno potasio (K+) y Aniones (A-). (Diniz,
2015).
FISIOLOGÍA DE LA MEMBRANA
La membrana celular tiene diversas
funciones entre ellas encontramos: la de proteger el interior de la célula
frente al líquido extracelular que tiene una composición diferente, además
tiene la función de permitir la entrada de nutrientes, iones u otros materiales
específicos. La membrana presenta una capa de fosfolípidos y esto es lo que le
permite que esta sea semipermeable, debido a la configuración de los
fosfolípidos. La membrana también puede intercomunicarse con otras células a
través de las hormonas, neurotransmisores, enzimas, anticuerpos, etc. (membrana,
2016)
Gradiente electroquímico
El gradiente electroquímico es debido a que el número de
iones (partículas cargadas) del líquido extracelular es muy diferente del
citosol. En el líquido extracelular los iones más importantes son el Na+ y el
Cl-, mientras que en el interior de la célula predomina el K+ y fosfatos
orgánicos aniónicos. Como resultado de esto, existe una diferencia de potencial
eléctrico a través de la membrana (potencial de membrana) que se mide en
voltios. El voltaje en las células vivas es de -20 a -200 mV (milivoltios),
representando el signo negativo que el interior es más negativo que el
exterior. En algunas condiciones especiales, algunas células pueden tener un
potencial de membrana positivo. (F, 2015)
El gradiente electroquímico es debido a que el número de
iones (partículas cargadas) del líquido extracelular es muy diferente del
citosol. El gradiente electroquímico es resultante de dos fuerzas:
1.
Gradiente de concentración
2.
Potencial de membrana
Permeabilidad
selectiva
La permeabilidad selectiva de la
membrana plasmática regula la entrada y salida de materiales, permitiendo la
entrada de unos y restringiendo el paso de otros. A esta propiedad se llama
permeabilidad selectiva. La membrana es permeable cuando permite el paso más o
menos fácil de una sustancia, ya que está compuesta por una capa de
fosfolípidos. Los fosfolípidos contienen un extremo hidrofóbico y un extremo
hidrosoluble. (membrana, 2016) .
-
Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que
se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con
facilidad en la membrana dado que esta está compuesta en su mayor parte por
fosfolípidos.
-
Tamaño: la mayor parte de las moléculas de gran
tamaño no pasan a través de la membrana. Sólo un pequeño número de moleculas no
polares de pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos
-
Carga: Las moleculas cargadas y los iones no
pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana. Sin embargo,
algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteícos o con la
ayuda de una proteína transportadora. (membrana, 2016)
SONIDO, AUDICIÓN Y ONDAS SONORAS
Sonido
El sonido no es un objeto que se mueve por el aire, sino una
sensación creada por el cerebro al percibir ligeras vibraciones en el aire. Una
sensación, en el órgano del oído, producida por el movimiento ondulatorio en un
medio elástico (normalmente el aire), debido a rapidísimos cambios de presión,
generados por el movimiento vibratorio de un cuerpo sonoro. Desde un punto de
vista físico, el sonido es una vibración que se propaga en un medio elástico
(sólido, líquido o gaseoso), cuando nos referimos al sonido audible por el oído
humano, lo definimos como una sensación percibida en el órgano del oído,
producida por la vibración que se propaga en un medio elástico en forma de
ondas. El sonido audible para los seres humanos está formado por las
variaciones que se producen en la presión del aire, que el oído convierte en
ondas mecánicas para que el cerebro pueda percibirlas y procesarlas. (sonido, 2016)
Para que se produzca un sonido es necesaria la existencia
de:
1.
Un emisor o cuerpo vibrante.
2.
Un medio elástico transmisor de esas
vibraciones.
3.
Un receptor que capte dichas vibraciones.
El sonido tiene orígenes y características muy diferentes:
-
Fenómenos
de la naturaleza: Una gota que cae sobre una superficie, las hojas de los
árboles movidas por el viento, las olas del mar, etc.
-
Muchos
animales tienen la capacidad de producir sonido: el ladrido de un perro, el
canto de un pájaro, etc.
-
La voz
humana: una de las formas más complejas de comunicación en la que se basa
el lenguaje verbal.
-
Dispositivos creados por el hombre también
pueden producir sonido: el motor de un coche, una explosión, etc.
-
Algunos dispositivos han sido creados
expresamente para la producción de un tipo de sonido: el sonido de los
instrumentos musicales. (Ordelis, 2015)
Aplicaciones del
sonido en la medicina
El sonido con frecuencia es utilizado para un uso meramente
de entretenimiento, pero más allá de eso, se ha descubierto que puede usarse
para fines terapéuticos y hoy día también en diversos campos de la medicina,
por ello se verá cómo se usan los ultrasonidos así como la terapia musical. (casteuah,
casteuah, 2011)
Ultrasonido:
Esta es una técnica que ha sido desarrollada para el
diagnóstico. Se basa en emitir un sonido con una frecuencia entre 1 y 5 MHz,
que se dirige al interior del cuerpo, y a través de la reflexión producida en
los órganos o estructuras nos da información sobre la distancia a la que se
encuentran los obstáculos que producen la reflexión, con ello podemos saber la
distancia a la que se encuentran diferentes organos, ya que cada tipo de tejido
tiene propiedades acústicas diferentes. La producción del ultrasonido puede ser
producirse por dos medios:
-
Magneto Constricción: Se introduce una varilla
en un campo magnético y se hace que vibre haciendo que los extremos emitirán
ondas. En la actualidad no es un método muy usado debido a que las propiedades
físicas de la varilla limitan la frecuencia.
-
Efecto Piezoeléctrico: Se somete un cristal a la
acción de corrientes eléctricas oscilantes dirigidas al eje eléctrico del
cristal, este vibra generando un sonido cuya frecuencia es igual a la de la
corriente eléctrica como consecuencia de las compresiones y dilataciones
periódicas sufridas. (casteuah, casteuah, 2011)
A través del campo eléctrico detectado se genera un voltaje
el cual se conecta a un osciloscopio, con el cual se puede observar la
variación de tensión producida. Con los ultrasonidos se pueden diagnosticar,
por ejemplo, diversas enfermedades en los ojos, ver el estado de fetos,
detección de tumores cerebrales o en otras partes del cuerpo. En la siguiente
foto podemos ver como se ve un feto aplicando ultrasonidos:
Terapia Musical:
La música es el arte de combinar los sonidos y el tiempo:
La música tiene una serie de efectos fisiológicos. Hay
estudios que afirman que la música influye sobre el ritmo respiratorio, la
presión arterial, las contracciones estomacales y los niveles hormonales. Los
ritmos cardiacos se aceleran o se vuelven más lentos de forma que se
sincronizan con los ritmos musicales. También se sabe que la música puede
alterar los ritmos eléctricos de nuestro cerebro. Los terapeutas musicales
utilizan el sonido para ayudar con una amplia variedad de problemas médicos,
que van desde la enfermedad de Alzheimer hasta el dolor de muelas. Los doctores
la usan para mejorar la memoria o reducir el estrés de dos formas:
-
La música tiene algún efecto positivo sobre
nuestro sistema nervioso como es la mejora de la capacidad intelectual. En
principio este efecto es pasajero. Sin embargo hay investigadores que sospechan
que la música, cuando se introduce a edades sumamente tempranas, puede tener
efectos favorables permanentes sobre el sistema nervioso.
-
Otra posibilidad es que la música actúa como una
distracción, ya que puede despertar sentimientos y estados de ánimo que pueden
ser de gran ayuda para controlar no sólo el dolor, sino el temor o la ansiedad. (casteuah,
casteuah, 2011)
La audición
La audición es uno de los cinco sentidos propios de los
animales, con características particulares y diferenciadas en cada especie.
Este sentido supone procesos fisiológicos y psicológicos y se relaciona con el
equilibrio. Nos permite interpretar sonidos, y nos ayuda a comunicarnos; el
órgano receptor de este sentido es el oído. La audición es uno de los cinco
sentidos del ser humano (el tacto, el olfato, el gusto, la vista y la
audición). Una reducción en la habilidad de oír se denomina pérdida auditiva o
pérdida de audición. Nuestra audición percibe los sonidos que nos rodean
durante las 24 horas del día. Por ello, la audición es un sentido que siempre
está en funcionamiento. La audición funciona a varios niveles: cuando oímos los
sonidos de fondo, como por ejemplo el tráfico, o cuando oímos alarmas, como por
ejemplo el despertador. Sin embargo, la función más importante de nuestra
audición es la de oír el habla, es decir, el comunicar con otras personas. (Llisteri,
2016)
La audición es uno de los cinco sentidos del ser humano. La
función de la audición es transformar ondas sonoras en impulsos nerviosos
perceptibles para el cerebro, el cual los transforma a lo que entendemos por
sonido. Para poder hacerse una idea de qué es una pérdida auditiva, es
necesario conocer la función de la audición y del oído. Los sonidos que se
transportan por el aire podrían describirse como variaciones en la presión o
como oscilaciones en las moléculas del aire. Estas variaciones en la presión
forman ondas sonoras que pueden ser percibidas por el oído humano.
El oído es la parte principal del sentido de la audición. El
oído recoge las ondas sonoras y las transforma en impulsos nerviosos que pueden
ser interpretados por el cerebro. (Llisteri, 2016)
Funcionamiento de la
audición
El sonido se canaliza en el conducto auditivo y provoca el
movimiento del tímpano, luego el tímpano vibra con el sonido. Las vibraciones
del sonido se desplazan por la cadena de huesecillos hasta la cóclea. Las
vibraciones del sonido hacen que el fluido de la cóclea se mueva. El movimiento
de este fluido hace que las células ciliadas se inclinen. Las células ciliadas
producen señales neurales que son captadas por el nervio auditivo. Las células
ciliadas de un extremo de la cóclea envían información de los sonidos graves, y
las células ciliadas del otro extremo envían información de los sonidos agudos.
El nervio auditivo envía las señales al cerebro, donde se interpretan como
sonidos. (Audición, 2015)
Ondas sonoras
Las ondas sonoras: son ondas mecánicas longitudinales:
mecánicas porque necesitan un medio material para su propagación y
longitudinales porque las partículas del medio actúan en la misma dirección en
la que se propaga la onda. Ej: Si hacemos el vacío en una campana de vidrio en
la que hay un despertador sonando, a medida que va saliendo el aire el sonido
se va apagando hasta que desaparece del todo. Pueden propagarse en medios
sólidos, líquidos y gaseosos. La propagación de una onda sonora consiste en
sucesivas compresiones y dilataciones del medio de propagación, producidas por
un foco en movimiento vibratorio. Al paso de la onda el medio experimenta
variaciones periódicas de presión. (Bautista, 2012)
Las ondas sonoras: son ondas mecánicas longitudinales: son
mecánicas porque para su propagación necesitan un medio para hacerlo y son
ondas longitudinales porque todas las partículas, tanto de la onda como del
medio se mueven en la misma dirección. Por ejemplo, cuando una persona grita
dentro de algún lugar o una habitación cerrada por completo, aquel grito no se
escuchara fuera de la habitación cerrada, esto sucede porque las ondas del
grito necesitan al aire para que actúe como medio y para que así pueda viajar
estas ondas, pero si la persona grita en un lugar abierto, entonces si se podrá
escuchar el grito, aunque depende, si la persona grita duro o fuerte. Las ondas
pueden propagarse en medios sólidos, líquidos y gaseosos. Esta propagación de
la onda sonora consiste en sucesivas compresiones y dilataciones del medio de
propagación, producidas por un foco en movimiento vibratorio. Al paso de la
onda el medio experimenta variaciones periódicas de presión. (Bautista,
2012)
Como el sonido se propaga en forma de ondas, tenemos que
saber qué características tiene la onda sonora para ver cómo se comporta.
v
Una onda
mecánica: Las ondas mecánicas no pueden desplazarse en el vacío, necesitan
hacerlo a través de un medio material (aire, agua, cuerpo sólido). Además dicho
medio debe ser elástico y no rígido para permitir la transmisión del sonido.
v
Una onda
longitudinal: En las ondas longitudinales el movimiento de las partículas
se desplaza en la misma dirección que la onda.
v
Una onda
tridimensional: Son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas
tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de
ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación
expandiéndose en todas direcciones. (Bautista, 2012)
Diremos que una onda mecánica longitudinal es sonora cuando
la percibimos como sonido a través de los oídos. Esto ocurre cuando la
frecuencia de oscilación está entre 16 y 20.000 Hz (muchas personas comienzan a
no oír a partir de 15.000 Hz). Las frecuencias más bajas que las audibles se
llaman infrasonidos, y a las ondas que las producen ondas infra sónicas. Las
frecuencias más altas que las audibles se llaman ultrasonidos y las ondas que
las producen ondas ultrasónicas. (Bautista, 2012)
VELOCIDAD Y ENERGÍAS
DEL SONIDO
Velocidad de
propagación del sonido
La velocidad en la que el sonido se propagan no depende de
su intensidad o cualidades, sino únicamente de las propiedades del medio. El
sonido se propaga con mayor velocidad en los medios líquidos, por lo que la
velocidad de propagación es mayor en los líquidos que en los sólidos y gases.
La velocidad de las ondas sonoras es independiente de la fuente sonora, pero
depende de la naturaleza del medio de propagación. La mayor velocidad se da en
los líquidos, ya que el módulo de compresibilidad de los líquidos es menor que
en los gases. Mientras que la menor velocidad se da en los sólidos, debido a
que su módulo de compresibilidad es menor que el de los gases. La velocidad
aproximada del sonido en el aire a 20ºC es de 340 m/s y en el agua es de 1500
m/s. (sonido O. y., 2009)
ENERGÍA SONORA
La energía acústica o energía sonora es la energía que
transmiten o transportan las ondas sonoras. Procede de la energía vibracional
del foco sonoro y se propaga a las partículas del medio que atraviesan en forma
de energía cinética (movimiento de las partículas), y de energía potencial
(cambios de presión producidos en dicho medio o presión sonora). Al irse
propagando el sonido a través del medio, la energía se transmite a la velocidad
de la onda, pero una parte de la energía sonora se disipa en forma de energía
térmica. La energía acústica puede calcularse a partir de otras magnitudes como
la intensidad sonora, también se pueden calcular otras magnitudes relacionadas como
la densidad o el flujo de energía acústica. (sonora, 2012)
ELEMENTOS DE UNA ONDA
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Cresta: es la parte más elevado de
una onda.
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Valle: es la parte más baja de una
onda.
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Elongación: es el desplazamiento
entre la posición de equilibrio y la posición en un instante determinado.
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Amplitud: es la máxima elongación,
es decir, el desplazamiento desde el punto de equilibrio hasta la cresta o el
valle.
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Longitud de onda (l): es la
distancia comprendida entre dos crestas o dos valles.
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Onda completa: cuando ha pasado
por todas las elongaciones positivas y negativas.
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Período (T): el tiempo
transcurrido para que se realice una onda completa.
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Frecuencia (f): Es el número de
ondas que se suceden en la unidad de tiempo.
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Fuente:
http://microrespuestas.com/como-se-llaman-las-partes-de-la-onda/
CUALIDADES DEL SONIDO
1. La altura
Es la afinación de un sonido; está determinada por la
frecuencia fundamental de las ondas sonoras (es lo que permite distinguir entre
sonidos graves, agudos o medios) medida en ciclos por segundo o hercios
(Hz).Para que los humanos podamos percibir un sonido, éste debe estar
comprendido entre el rango de audición de 20 y 20.000 Hz.
2. La duración
Es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido, está
determinada por la longitud, que indica el tamaño de una onda, que es la
distancia entre el principio y el final de una onda completa (ciclo); según
esto podemos decir que por duración los sonidos pueden ser largos o cortos. Los
únicos instrumentos acústicos que pueden mantener los sonidos el tiempo que
quieran, son los de cuerda con arco, como el violín por ejemplo; los de viento
dependen de la capacidad pulmonar, y los de percusión, de los golpes.
3. La intensidad
Equivale a hablar de volumen: un sonido puede ser fuerte o
débil. Es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido. La intensidad
viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la
amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil. (sonora, 2012)
LA VOZ HUMANA
Para que el sonido exista es necesario que intervengan tres
elementos que son: un cuerpo que vibre, un soporte físico y una caja de
resonancia. Ahora, la voz humana cumple con estas tres condiciones, analizando
estos diferentes elementos que se necesitan, vemos que en el cuerpo humano el
cuerpo que vibra vienen a ser las cuerdas vocales verdaderas; el otro elemento
que se necesita para que exista el sonido es un soporte físico o un medio, que
en este caso es el aire, el último elemento que es necesario es una caja de
resonancia, que en el cuerpo humano esta caja de resonancia está formada por:
parte de la faringe, por la boca y por las fosas nasales. Una característica
importante de la voz humana es que las cuerdas vocales modifican la voz en un
amplio espectro de frecuencias que van de graves a agudos en un rango
aproximado de 20Hz a 20kHz. Todo un abanico de sonidos. (Blogger,
Biofísica, 2015)
El aparato fonador
humano
El aparato fonador lo componen 3 grupos de órganos
diferenciados
1.
Órganos de respiración (Cavidades infraglóticas:
pulmones, bronquios y tráquea).
2.
Órganos de fonación (Cavidades glóticas:
laringe, cuerdas vocales y resonadoras -nasales, bucales y faríngeas-).
3.
Órganos de articulación (cavidad supraglóticas:
paladar, lengua, dientes, labios y glotis). Además, el correcto funcionamiento
del aparato fonador lo controla el sistema nervioso central, pues más allá de
la mera fonología, está el significante. (Blogger, Biofísica, 2015)
BIOFÍSICA DE LA AUDICIÓN
Para que cualquier sonido sea escuchado por una persona es
necesario que este provenga de una fuente que lo produzca y también depende de
la intensidad del sonido. Por ejemplo el sonido de una música que está sonando
en un parlante de computadora, este sonido primero debe ingresar al oído y para
eso, lo hace por medio del pabellón auricular. El pabellón auricular es el que
se encarga de captar el sonido, ese decir, el que recibe las ondas sonoras.
Luego de que ha sido captado el sonido gracias a esta estructura llamada
pabellón auricular, el sonido pasa por el conducto auditivo externo, y este lo
que va hacer es canalizar las ondas sonoras que han sido captadas, las va a
captar y a transportarlas hasta el oído medio, una vez llegado al odio medio
vendrán otras suceden otros comportamientos para que la onda sonora sea
interpretada. (oido, 2012)
Una vez que las ondas sonoras han llegado al odio medio,
estas van a golpear el tímpano, y así van a provocar su vibración. La vibración
del tímpano va a causar que los huesecillos del oído (martillo, yunque y
estribo) se muevan. Ahora el sonido será amplificado gracias a su efecto palanca
de estos huesecillos, a la diferencia de
áreas entre el tímpano y la base del estribo, y así evitarán la pérdida de
energía sonora que se transmite desde el medio aéreo al líquido (presente en el
oído interno). (oido, 2012)
En el momento en que el estribo golpea la ventana oval en la
cóclea, v a provocar la vibración de la
perilinfa dentro de ella, y esto a su vez va a hacer que la que la membrana
basilar y a las células ciliadas se muevan. Todos estos sucesos que acabo de
mencionar en este párrafo tienen acontecimiento en un lugar muy importante del
oído medio, ese lugar importante se llama Órgano de Corti. En la imagen que
está por debajo de este párrafo, se observan ciertas estructuras del odio
medio, entre ellas están la cóclea, que ya la habíamos mencionado en el párrafo
anterior, también está el órgano de Corti, que recientemente lo mencionamos que
es donde ocurren otros sucesos del recorrido del sonido. (oido, 2012)
Ahora, dependiendo la zona de máxima vibración de la
membrana basilar, el oído humano es capaz de identificar las frecuencias de las
ondas sonoras, de esta manera es que las frecuencias graves de encuentran en el
ápex de la cóclea, mientras que los agudos en su base. Por último, las células
ciliadas mandan a través de sus fibras nerviosas la información del estímulo
auditivo, el que recorrerá la vía auditiva hasta llegar al cerebro
específicamente a la corteza auditiva, y es en esta estructura y que gracias a
la misma, los seres humanos podemos reconocer el tipo de sonido que esta
sonando y de donde, de que fuente proviene tal sonido, y también podemos
identificar la intensidad del sonido. (oido, 2012)
AUDIÓMETRO
El audiómetro es un instrumento de tecnología digital y
diseño ultra compacto que permite realizar audiometrías tonales por vía aérea,
por vía ósea y logoaudiometrías con micrófono o grabador. Se utiliza para
realizar test audiométricos completos y específicos. Además este audiómetro permite
determinar el nivel auditivo de un paciente en cada uno de sus oídos, es decir,
permite detectar si el oído está en estado patológico, tiene alguna lesión, si
escucha bien o cualquier tipo de daño.
Hay varios test que se hacen en este
equipo:
o
Umbral de vía aérea
o
Test
de S.IS.I.
o
Test de Fowler
o
Test de la palabra
o
Deterioro tonal
o
Tinitumetría
LA LUZ
La luz es la parte de la radiación electromagnética que
puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un
sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como
espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala
específicamente la radiación en el espectro visible. La luz también se puede
definir como una forma de energía que puede alterar o provocar cambios en un
cuerpo, por ejemplo, cuando una persona se expone a la luz solar, los pigmentos
de la piel cambian de color, y si es una persona blanca, su piel cambiara a un
color rojizo, en una persona mestiza provocara otros cambios, como puede ser
que los pigmentos de la piel se hagan oscuras y la persona empiece a verse como
una persona afro. Aunque la luz también puede ser una fuente de energía para
las plantas. La luz puede ser captada por un órgano del sentido del ser humano
que es el ojo; esto ayuda a que cuando una persona está en un ambiente oscuro
gracias a la luz esta pueda ver, por medio del ojo, especialmente por los conos
y bastones que son encargados de llevar la luz, pero para esto es necesario que
entre solo cierta cantidad de luz al ojo, y para eso está la pupila, que se
dilata o se contrae para que ingrese solo cierta cantidad de luz.
Utilidad de la luz en
la medicina
- radiografías:
es la utilización de energía radiante (rayos X) en el campo de la medicina
más frecuente. Los rayos X se generan en un tubo de vidrio al vacío que se
encuentra en el interior del aparato metálico en el que frente a el se
ubica el paciente. Después de que se produce, se transmite en línea recta
y a la velocidad de la luz y penetra el cuerpo del paciente, lo atraviesa
(al atravesar el cuerpo, los huesos absorben más fuertemente los
rayos X que los tejidos blandos, de manera que los rayos que en su
"camino" se chocaron con los huesos son atenuados y esta
atenuación queda registrada en la película radiográfica con distintos
niveles de sombra e iluminación ), y del otro lado se encuentra con una
placa radiográfica que es parecida a la de fotografía donde quedará
grabada una imagen anatómica del interior del cuerpo.
- Radio
terapia: la Radio terapia es un tipo de tratamiento oncológico que
utiliza las radiaciones (energía radiante) para eliminar las células
tumorales, en la parte del organismo donde se apliquen (tratamiento
local). La radio terapia actúa sobre el tumor, destruyendo las células
malignas y así impide que crezcan y se reproduzcan. Esta acción también
puede ejercerse sobre los tejidos normales; sin embargo, los tejidos
tumorales son más sensibles a la radiación y no pueden reparar el daño
producido de forma tan eficiente como lo hace el tejido normal, de manera
que son destruidos bloqueando el ciclo celular. Actúa haciendo mayor la
absorción de la radiación dentro del cuerpo.
- Medicina
nuclear: la medicina nuclear comprende técnicas para obtener
imágenes de los órganos internos del esqueleto, sirve para representar la
estructura atómica del órgano visualizado y además, brinda datos
relevantes sobre su funcionamiento.
Estas imágenes no representan solamente la estructura
atómica del órgano visualizado, sino que también aportan datos muy importantes
sobre su estado de funcionamiento. Para llevarse a cabo, la medicina
nuclear utiliza elementos radiactivos que se producen en reactores nucleares.
Estas sustancias son introducidas al paciente en ínfimas cantidades, ya sea por
vía oral, intramuscular o intravenosa, y dependiendo del elemento utilizado van
a depositarse en el órgano o tejido específico que se desea estudiar. Los
núcleos de estos radio isótopos emiten espontáneamente radiación desde el
interior de los tejidos, la cual atraviesa el cuerpo y sale al exterior, donde
puede ser detectada por instrumentos especiales. Las imágenes se graban en una
película fotográfica a través de detectores electrónicos muy complejos que
permiten observar cada uno de los rayos provenientes del paciente, amplificar
la señal y convertirla en luz que se registrará en la placa fotográfica. (radiante,
2011)
·
Ecografía:
La Ecografía, también denominada ecosonografía o ultrasonografía es una
técnica de diagnósticode imagen que permite ver órganos y estructuras blandas
del cuerpo, por medio de ondas sonoras que son emitidas a través de un
transductor el cual capta el eco de diferentes amplitudes que generan al
rebotar en los diversos órganos y estas señales procesadas por un computador
dan como resultado imágenes de los tejidos examinados. El eco es un fenómeno
acústico que se produce cuando un sonido choca contra una superficie que lo
refleja. (Moncayo, 2010)
Estas ondas permiten diferenciar claramente
la forma y tamaño de cada estructura, así como su contenido que puede ser
gaseoso, sólido, líquido o mixto. La
ecografía Doppler es una aplicación de la ecografía que permite examinar el
flujo sanguíneo de venas y arterias, para conocer su velocidad, dirección y
resistencia. Las ondas que emite el transductor son ondas sonoras de alta
frecuencia que no perjudican su salud, a diferencia de los rayos X que utilizan
radiaciones ionizantes, por lo que es un examen que no representa riesgo, ya
que no hay exposición a ningún tipo de radiación. Generalmente, la ecografía es
un examen no invasivo, por lo que no ocasiona dolor ni molestias; sin embargo,
se puede utilizar este método para realizar
ciertos procedimientos escasamente invasivos, como son las punciones de
órganos superficiales como por ejemplo ciertos tumores y quistes de mamas,
tiroides, etc., así como biopsias prostáticas. (Moncayo,
2010)
Entre las limitaciones de la ecografía podemos
mencionar que las ondas sonoras enviadas a través del transductor no penetran
los huesos, por lo tanto, solo podemos apreciar su superficie, por lo que no es
posible valorar patología de cráneo por ejemplo. Otra limitación es que es un método
operador-dependiente, lo que significa que la práctica y la experiencia del
profesional que maneja este método es muy importante para la obtención de
resultados confiables. (Moncayo, 2010)
Actualmente las indicaciones de de la ecografía son muy
amplias ya que permite estudiar muy bien los diversos tejidos del cuerpo como
son:
- Estudio
de flujo sanguíneo de arterias y venas para la detección de
arterioesclerosis y coágulos.
- Glándula
tiroides y estructuras blandas del cuello.
- Tendones,
ligamentos, músculos y estructuras de las articulaciones.
- Corazón
fetal y corazón de adultos.
- Glándulas
mamarias.
- Abdomen:
hígado, vesícula biliar, páncreas, bazo, riñones.
- Valoración
del flujo sanguíneo renal en casos de hipertensión.
- Estudio
Pélvico: vejiga, útero, ovarios.
- Próstata.
- Pene
y valoración del flujo sanguíneo en casos de disfunción eréctil.
- Estudio
ecosonográfico de testículos.
- El
feto durante el embarazo.
- Apéndice.
- Ecosonografía
Oftalmológica (ocular)
- Masas,
tumoraciones o colecciones (hematomas) en músculos.
- Biopsias
ecodirigidas.
- Amniocentesis
(obtención ecodirigida de líquido amniótico para estudio cromosómico
fetal).
- Histerosonografía.
(estudio especial de la cavidad uterina.
ESPECTRO
ELECTROMAGNETICO
El espectro electromagnético es la intensidad en la que se
distribuyen las ondas electromagnéticas
de la luz. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o
simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite, que es llamado
espectro de emisión o absorbe, que es llamado espectro de absorción, una
sustancia. Esta radiación es importante ya que sirve para identificar la
sustancia de una igual manera a una huella dactilar. Existe un aparato, llamado
espectroscopio, que sirve para poder observar el rango de un espectro. Estos
espectroscopios además de poder observar el espectro, también sirven para
realizar medidas sobre este mismo espectro, medidas como la longitud de una
onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
SISTEMA VISUAL HUMANO
Existe una sistema que es capaz de convertir las ondas
electromagnéticas, pero que sean de un espectro visible, que llegan a los ojos,
convertirlos en señales nervios que son interpretadas en el cerebro, es el
sistema visual humano. En este sistema interviene un órgano del sentido muy
importante, que es el ojo, y todas sus estructuras que ayudan a receptar las
ondas electromagnéticas de espectro visible. Hablando específicamente del ojo
humano, vemos que tienen una estructura en forma circular. Esta estructura del
cuerpo humano, como lo había mencionado, es la que permite receptar la luz, la
cual ingresa por un orificio llamado iris, y la que regula la entrada de luz
que debe ingresar se llama pupila. (Ruiz, 2014)
Funcionamiento del
ojo humano
El ser humano consta de cinco órganos de los sentidos. Uno
de ellos es el sentido de la vista, que es lo que al ser humano le permite ver
cualquier cosa, cabe recalcar, que solo puede observar cualquier cosa que este
en un rango de alcance para su ojo. Ahora, el sentido de la vista en las
personas tiene un funcionamiento muy complejo y se necesita de dos estructuras
básicas que son: el ojo y el cerebro. El ojo va a ser el encargado de captar el
estímulo visual y el cerebro va a ser el que va a interpretar dicho estímulo y
el mismo va a ser el que envié una señal o una respuesta para este estímulo. A
continuación se va a explicar cómo funciona el ojo humano y la función de sus
diferentes estructuras que lo conforman. (Fotonostra, 2013)
Como sabemos, la luz es el tercer elemento más destacado en
la visión. Sin la luz, nosotros los humanos somos incapaces de ver, es decir,
que los seres humanos somos incapaces de ver en la oscuridad, aun no constamos
con ciertas estructuras que tienen ciertos animales como los murciélagos para
poder observar en la oscuridad. La luz es la que penetra en nuestros ojos para
que el cerebro interprete la imagen que
estamos observando. Cuando la luz llega a la córnea, esta tiene que pasar por
la pupila la cual va a regular la intensidad de luz que debe ingresar, es
decir, cuando hay demasiada luz, la pupila será más pequeña porque va a estar
contraída. En habitaciones o lugares en penumbra aumentará de tamaño para dejar
entrar más cantidad de luz. (Fotonostra, 2013)
El ojo tiene una estructura llamada cristalino, el cual será
el encargado de proyectar las imágenes enfocadas en la retina. Puede aplanarse
o abombarse según lo cerca o lejos que esté el objeto que veamos. El cristalino
se deteriora con los años y pierde capacidad de acomodación. Esto da lugar a
conocidos problemas ópticos como la presbicia o vista cansada. Luego, existe
otra estructura llamada retina la cual va a recibir la imagen en sus paredes,
pero de forma invertida. La luz estimula los conos y los bastones quienes
transforman esa información en impulsos nerviosos. Esta electricidad se
trasladará al cerebro a través del nervio óptico y luego llega al cerebro, el
cual es quien realmente ve las imágenes. Endereza la imagen invertida de la
retina e interpreta la información de color, tamaño, posición, etc. de lo que
se esté observando. (Fotonostra, 2013)
ELEMENTOS BÁSICOS DE LA FÍSICA NUCLEAR
El inicio de la física nuclear se puede establecer en 1896
con el descubrimiento de la radiactividad por parte de Henri Becquerel.
Becquerel estudiaba por entonces la luz emitida por algunas sustancias, llamada
fluorescencia. Una de estas sustancias fluorescentes es el sulfato de potasio y
uranilo: UO2KSO4. La fluorescencia es la propiedad de una sustancia para emitir
luz cuando es expuesta a radiaciones del tipo ultravioleta, rayos catódicos o
rayos X. Las radiaciones absorbidas (invisibles al ojo humano), son
transformadas en luz visible, o sea, de una longitud de onda mayor a la
incidente. Un día que estaba nublado no permitía a Becquerel exponer el sulfato
de potasio y uranilo a las radiaciones del Sol así que las guardó en un cajón
en el que también tenía unas placas fotográficas sin velar (protegidas con un
grueso papel negro para que no se velaran al darles la luz). Días más tarde
comprobó que la película fotográfica de estas placas estaba velada cuando “en
teoría” no había sido expuesta a ningún tipo de luz. Becquerel pensó que la sal
de uranilo emitía algún tipo de radiación invisible capaz de velar la placa
fotográfica. A partir de este descubrimiento casual comprobó que otros
compuestos de uranio también velaban las placas fotográficas, llamando a esa
radiación invisible radiactividad. (Blogger, Biofísica, 2015)
Dos años más tarde Pierre y Marie Curie descubrieron otros
dos elementos nuevos en la tabla periódica, el polonio y el radio, ambos
radiactivos.
La física nuclear estudia el comportamiento de los núcleos
atómicos.
1.- Composición del núcleo. Isótopos
El átomo es básicamente vacío tal como descubrió E.
Rutherford en 1911 a partir de su famosa experiencia (esquematizada en la
figura siguiente). (Blogger, Biofísica, 2015)
El polonio es una fuente radiactiva de partículas α
(partículas cargadas positivamente).El haz de partículas se hace incidir sobre
una fina lámina de oro de forma que se observa que la mayoría de ellas
atraviesa dicha lámina y son detectadas en una pantalla de sulfuro de zinc en
forma de un centelleo en el momento en que una partícula incide sobre dicha
pantalla. No obstante Rutherford observó que algunas partículas eran desviadas
y que incluso algunas salían rebotadas de la lámina de oro. A partir de esta
experiencia Rutherford estableció junto a sus colaboradores (Geiger y Mariden)
su conocido modelo atómico. Este modelo permitía explicar los resultados del
experimento tal como se muestra en la figura adjunta. Las flechas negras
indican la trayectoria de las partículas α: el primer caso se trataría del
modelo atómico anterior de Thomson, el segundo caso es el modelo de Rutherford. (Blogger,
Biofísica, 2015)
Actualmente sabemos que el núcleo atómico contiene dos tipos
de partículas, los protones (de carga positiva e igual en valor, cada uno a la
carga elemental del electrón) y los neutrones, sin carga y de masa
aproximadamente igual a la de los protones aunque un poco superior. Los
neutrones no fueron descubiertos realmente hasta 1932 aunque su existencia se
sospechaba con anterioridad. La masa del electrón es 1836 veces menor a la del
protón. En general se llaman nucleones a las partículas que hay en el núcleo
(protones o neutrones), y núclido a cada especie nuclear de un elemento
químico. El número atómico (Z) es el número de protones que hay en el núcleo,
coincide con el número de electrones de la periferia para el átomo neutro y es
el que define al elemento químico como tal. A la suma del número de protones
(Z) y del número de neutrones (N) de un núcleo se le llama número másico (A). (Blogger,
Biofísica, 2015)
Proporciones
isotópicas en la naturaleza
En una sustancia pura hay siempre varios isótopos (la mayoría
estables y, en algunos casos, alguno radiactivo). Por ejemplo, si tenemos un
kilogramo del elemento cloro sabemos que estará formado por átomos de dicho
elemento del que existen dos isótopos: el cloro-35 y el cloro-37. La proporción
de cada uno determina el peso atómico que aparece en la tabla periódica ya que
este es en realidad el peso atómico medio de los diferentes isótopos naturales
que lo forman. Si el 50% de todo el cloro fuera cloro-35 y el otro 50% fuera
cloro-37, el peso atómico del cloro sería 36 u.m.a., pero resulta que es en
realidad 35’45 u.m.a., es decir, hay una mayoría de cloro-35 frente a cloro-37. (Blogger,
Biofísica, 2015)
Unidad de masa
atómica
Se ha utilizado ya en estos apuntes la unidad de masa
atómica, u.m.a. o simplemente “u”, para designar la masa de un átomo. Dado que
la masa de los electrones es despreciable, la masa de un átomo es en realidad
la masa de su núcleo. Pero como esta masa en kilogramos es muy pequeña, se
utiliza la u.m.a. Actualmente (no siempre ha sido así) se ha consensuado que la
unidad e masa atómica sea la doceava parte de la masa del isótopo carbono-12.
En base a esta unidad decidida están expresados los pesos atómicos que aparecen
en la tabla periódica (mejor debería ser “masas atómicas” aunque en estos
apuntes se utilizarán los dos nombres indistintamente). (Blogger,
Biofísica, 2015)
ÁTOMOS Y MODELOS ATÓMICOS
La unidad básica de toda la materia se llama átomo, esta es
la estructura que define a todos los elementos y que tiene propiedades químicas
bien definidas. Cualquier elemento que encontremos en la tabla periódica va a
estar compuesto por átomos, sin excepción alguna. Y están compuestos por átomos
exactamente con la misma estructura. Los átomos están compuestos por tres tipos
de partículas que son: protones, que tienen carga positiva, los neutrones, que
tienen carga negativa, y los electrones, que tienen misma cantidad de carga
positiva como negativa. Todas las partes del cuerpo humano están compuestas por
átomos, el hígado, el riñon, el páncreas, esófago, pulmones, etc. mejor dicho
cualquier objeto que sea materia está compuesta por miles de átomos, que como
ya había mencionado, los átomos son la unidad básica de toda la materia.
Modelos atómicos
|
Año
|
Científico
|
Descubrimientos
experimentales
|
Modelo atómico
|
||||||
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1897
|
|
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|||||||
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1911
|
|
|
|||||||
|
1913
|
|
|
|
||||||
RADIACIÓN Y RADIOBIOLOGÍA
La radiobiología es una ciencia que estudia los efectos de
las radiaciones ionizantes sobre los tejidos vivos, es decir tejidos
biológicos. El objetivo de la radiobiología es hacer una descripción exacta de
los efectos de la radiación en los seres humanos, para que de esta manera pueda
utilizarse con más seguridad en el diagnóstico y que mediante esto sea más
efectiva en el tratamiento. Existen además dos grandes razones por las cuales
la radiobiología a sido impulsada a investigar estos efectos biológicos de las
radiaciones ionizantes, una de estas razones es para poder utilizar aquellas
radiaciones de forma segura en todas las aplicaciones médicas, y la otra razón
es poder utilizar las radiaciones ionizantes principalmente en las neoplasias,
preservando al máximo los órganos y tejidos humanos sanos. (Alexander,
2014)
La radiación electromagnética es una combinación de campos
eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio
transportando energía de un lugar a otro. La radiación electromagnética puede
manifestarse de diversas maneras como calor radiado, luz visible, rayos X o
rayos gamma. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan
un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede
propagar en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia
indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de
propagación de las ondas electromagnéticas. El estudio teórico de la radiación
electromagnética se denomina electrodinámica y es un subcampo del
electromagnetismo. (Alexander, 2014)
Efectos de la
radiación en los seres vivos.
-
Según el
tiempo de aparición
Precoces: aparecen en horas o minutos luego
de haberse expuesto a la radiación, por ejemplo: nauseas, eritema cutáneo.
Tardíos: aparecen meses o años después de
haberse expuesto a la radiación, por ejemplo, cáncer radioinducido,
radiodermitis crónica, o incluso mutaciones genéticas.
-
Desde el
punto de vista biológico
Efectos somáticos: solo se manifiesta en el
individuo que ha sido sometido a una exposición de radiaciones ionizantes, un
ejemplo de esto es el eritema.
Efecto hereditario: como su nombre lo dice,
esto tiene que ver con la genética, ya que aquí no se manifiesta en el
individuo que ha sido expuesto a la radiación sino más bien en su descendencia,
porque la radiación a la que ha sido expuesto a lesionado sus células
germinales, es decir, a los óvulos y espermatozoides.
-
Según la
dependencia de la dosis
Efecto estocástico: son efectos
absolutamente aleatorio probabilísticos; pudiendo aparecer tras la exposición a
pequeñas dosis de radiación ionizante. Se cree que el único efecto estocástico
es el cáncer radioinducido y también las mutaciones genéticas.
Efecto no estocástico: se necesita una dosis
umbral para producirlos, por debajo de la cual, la probabilidad de aparición de
los mismos es muy baja. Suelen ser efectos precoces, por ejemplo el eritema cutáneo. (Alexander,
2014)
ORIGEN DE LAS
RADIACIONES IONIZANTES
El origen de las radiaciones ionizantes puede localizarse
en:
o
La Radiactividad natural. Resulta de
la inestabilidad intrínseca de una serie de átomos presentes en la Naturaleza
(uranio, torio, etc), así como la procedente de rayos cósmicos --ésta última
exposición es mayor en los asiduos al avión.
o
La Radiactividad incorporada en
alimentos, bebidas, etc. Los crustáceos y moluscos marinos (mejillones,
chirlas, almejas) la concentran especialmente.
o
Procedimientos médicos (radiografías,
etc). Son la fuente principal de radiación artificial en la población general.
o
"Basura nuclear". Los materiales
de desecho radiactivos de la industria nuclear, los hospitales y los centros de
investigación.
o
el Radón. Gas procedente del uranio,
que se encuentra de forma natural en la tierra. Procede de materiales de
construcción, abonos fosfatados, componentes de radioemisores, detectores de
humos, gas natural en los hogares, etc. El grado de exposición al radón aumenta
notablemente en sitios cerrados y domicilios con buen aislamiento térmico.
o
Exposición profesional. En España se
incluyen en esta categoría unas 60.000 personas. El 95% recibe dosis diez veces
por debajo del límite permitido.
o
Explosiones nucleares. Accidentales,
bélicas o experimentales. (radiaciones, 2016)
·
Cada elemento atómico se caracteriza por su número
de protones, que es constante; pero puede presentar distinto número de
neutrones, y el número de éstos es lo que define a los diferentes isótopos de
cada elemento químico. Muchos isótopos son inestables, y pueden cambiar su
número másico (suma de neutrones y protones) por emisión de partículas.
Dependiendo de qué tipo de partículas se emitan, hablamos de radiación alfa,
beta o gamma, con distinta interacción sobre la materia. (radiaciones,
2016)
·
La radiación alfa queda frenada en las capas
exteriores de la piel, y no es peligrosa, a menos que se introduzca
directamente a través de heridas, alimentos, etc. La radiación beta es más
penetrante, introduciéndose uno o dos centímetros en los tejidos vivos. La
radiación gamma, o radiación electromagnética de alta energía, es capaz de
penetrar profundamente en los tejidos; sin embargo, libera menos energía en el
tejido alfa que en los beta. éstas interaccionan con los átomos y moléculas que
se van encontrando a su paso, lo que es mucho más nocivo.
·
La radiactividad de un isótopo puede medirse,
así como la dosis absorbida de radiación ionizante en un tejido determinado. (radiaciones,
2016)
RADIACTIVIDAD
Se puede definir a la radioactividad como la emisión
espontánea de partículas (alfa, beta, neutrón) o radiaciones (gama,
captura K), o también puede ser de ambas a la vez, procedentes de la
desintegración de determinados nucleidos que las forman, por causa de un arreglo
en su estructura interna. Existen dos tipos de radioactividad: la
radioactividad natural y radioactividad artificial. En la radioactividad
natural, la sustancia ya la posee en el estado natural. En
la radioactividad artificial es el tipo de radioactividad que ya ha
sido inducida por irradiación, es decir, que ha sido creada. (física R. ,
2010)
Radiopacidad
La radiopacidad es la capacidad que posee un determinado
material de no permitir penetrar los rayos x es decir de desviarlos al contacto
con ellos, los metales nobles poseen una gran densidad la cual le permite
evitar la penetración de los rayos X siendo claramente visibles en una
radiografía esto se debe a que presentan una mayor cantidad de masa por cm3 que
atravesar.
En la primera radiografía tomada por Wilhen Röntgen se puede
apreciar cómo se traspasan los tejidos blandos como hueso y carne pero el
anillo de bodas (oro) no es atravesado por ellos. (física R. ,
2010)
RAYOS X
Los rayos X son un tipo de radiación llamada ondas
electromagnéticas. Las imágenes de rayos X muestran el interior de su cuerpo en
diferentes tonos de blanco y negro. Esto es debido a que diferentes tejidos
absorben diferentes cantidades de radiación. El calcio en los huesos absorbe la
mayoría de los rayos X, por lo que los huesos se ven blancos. La grasa y otros
tejidos blandos absorben menos, y se ven de color gris. El aire absorbe la
menor cantidad, por lo que los pulmones se ven negros. El uso más común de los
rayos X es para ver huesos rotos, pero los rayos X se utilizan también para
otros usos. Por ejemplo, las radiografías de tórax pueden detectar neumonía.
Las mamografías utilizan rayos X para detectar el cáncer de mama. Por ejemplo,
una radiografía de tórax expone a una dosis de radiación similar a la cantidad
que está naturalmente expuesto del ambiente por un periodo de 10 días. (Rayos, 2016)
Principales
propiedades de los rayos X
1.
Los rayos X son invisibles.
2.
La propagación de los rayos X se efectúa en
línea recta y a la velocidad de la luz.
3.
No es posible desviar los rayos X por medio de
una lente o de un prisma, pero sí por medio de una red cristalina (difracción).
4.
Los rayos X atraviesan la materia. El grado de
penetración depende de la naturaleza de la materia y de la energía de los rayos
X.
5.
Los rayos X son rayos ionizantes, es decir,
liberan electrones de la materia.
6.
Los rayos X pueden deteriorar o destruir las
células vivas. (Blogger, Biofísica, 2015)
Los rayos gamma (y)
Los rayos gamma (y) son radiaciones electromagnéticas de
igual naturaleza que los rayos X. Poseen las mismas propiedades pero no están
producidos por un aparato eléctrico. Los rayos gamma proceden de la
desintegración de núcleos atómicos de un elemento radiactivo. La energía de la
radiación gamma no es regulable; depende de la naturaleza de la fuente
radiactiva. La intensidad de la radiación tampoco es regulable, ya que no es
posible influir sobre la desintegración de un material radiactivo. Al igual que
los rayos X, la radiación gamma puede ser parcialmente absorbida al atravesar
un espesor de un material y también pueden ser usados para producir una imagen
radiográfica. Los rayos gamma son emitidos usualmente como líneas espectrales
p.ej. en series de algunas energías discretas. Absorción y radiación difusa. (Blogger,
Biofísica, 2015)
La disminución de intensidad de la radiación X, y
consecuentemente el valor de u y el poder de penetración de la radiación, viene
determinada por los siguientes cuatro tipos de interacción:
1.
Efecto fotoeléctrico
2.
Efecto Compton
3.
Formación de pares (Blogger,
Biofísica, 2015)
El predominio de una u otra interacción depende de la
energía de la radiación incidente y de la naturaleza del material irradiado. (Blogger,
Biofísica, 2015)
Efecto fotoeléctrico
Cuando una radiación X de relativa baja energía atraviesa un
material y se produce una colisión entre un fotón incidente y un átomo del
material, la energía total del fotón puede ser empleada en expulsar un electrón
de una órbita profunda del átomo. El fotón ha quedado aniquilado (Fig. 5). Este
fenómeno se llama efecto fotoeléctrico. (Blogger, Biofísica, 2015)
USOS DE LOS RAYOS X
EN MEDICINA
En el área de la medicina los Rayos x son muy importantes
para los especialistas, ya que permiten a los médicos ver a los pacientes por
dentro y asi poder saber si el paciente tiene alguna patología, se ha lesionado
algún hueso o se ha fracturado o incluso puede saber cómo está funcionando el
cerebro. Cuando estos rayos se dirigen hacia un paciente, una parte son
absorbidos y otra parte atraviesa el paciente. Estos rayos que atraviesan
impresionan un fragmento de película fotográfica que se guarda dentro de una
caja hermética a la luz. El hueso absorbe más rayos X que la carne del mismo
grosor, por tanto en la imagen, revelada la estructura ósea aparece como una
zona clara. (Lylat, 2012)
-
Radioterapia:
La radioterapia es una forma de tratamiento basado en el
empleo de radiaciones ionizantes como los rayos X.
Esta aplicación surge de manera muy natural con el
descubrimiento de los rayos X fue la radioterapia. El uso prolongado y no
controlado de este tipo de radiación produjo, desde sus comienzos, efectos
dramáticos en los tejidos sanos de los radiólogos. (Lylat, 2012)
-
Tomografía axial computarizada
(TAC):
Es una técnica de imagen médica que utiliza radiación X para
obtener cortes o secciones de objetos anatómicos con fines diagnósticos. La
técnica de TAC trata de producir un mapa bidimensional de los coeficientes de
atenuación lineal de un cuerpo tridimensional, a partir de un número muy grande
de medidas de transmisión, llamadas proyecciones. En términos prácticos, este
mapa bidimensional corresponde a una imagen transversal del paciente. Si un
conjunto de mapas bidimensionales son ensamblados, uno detrás del otro, puede
obtenerse una imagen que ahora es tridimensional y que punto a punto da
información sobre los coeficientes de atenuación lineal del paciente, es decir,
da información sobre. (Lylat, 2012)
-
Radiografía:
Es la más utilizada de entre los usos médicos de la
radiación, el examen de pacientes con rayos X con el objetivo de dar un
diagnóstico. El objetivo del diagnóstico radiológico es proporcionar
información anatómica al médico sobre el interior del paciente. Los rayos X
constituyen una herramienta ideal para sondear, de manera ``no invasiva'', el
interior del cuerpo humano. Sin embargo, durante la formación de la imagen
existen procesos de deposición de energía en el paciente. Estos procesos llevan
asociado un cierto daño biológico que en algunos casos puede afectar a la salud
del paciente. Aunque las dosis asociadas a este tipo de exámenes son
relativamente pequeñas, la frecuencia con que éstos se llevan a cabo ocasiona
que el impacto social sea considerable.
-
Mamografía:
Consiste en una exploración diagnostica de la glándula
mamaria de imagen por rayos, mediante aparatos denominados mamógrafos. Estos
aparatos disponen de tubos de emisión de rayos x especialmente adaptados para
conseguir la mayor resolución posible en la visualización de las estructuras
fibroepiteliales internas de la glándula mamaria. (Lylat, 2012)
