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Glosario: Física

54 términos de física con su definición: Absorción diferencial, Ángulo de Ernst, Ánodo, Atenuación y más, explicados para estudiar radiología.

Absorción diferencial: Diferencia en la cantidad de radiación absorbida por los distintos tejidos que atraviesa el haz. Es el fenómeno que hace posible la radiografía: Si todos los tejidos absorbieran igual, la imagen sería uniforme. Depende sobre todo del número atómico, la densidad física y el espesor de cada estructura. RX
Ángulo de Ernst: Ángulo de inclinación que proporciona la señal máxima para un tiempo de repetición y un tiempo de relajación longitudinal dados. Cuanto más corto es el tiempo de repetición, menor es el ángulo óptimo. Es una referencia práctica al ajustar secuencias rápidas de eco de gradiente. RM
Ánodo: Electrodo positivo del tubo de rayos X, donde impactan los electrones y se generan los fotones. Suele ser de tungsteno por su alto número atómico y su elevado punto de fusión. En los equipos modernos gira a gran velocidad para repartir el calor sobre una superficie mayor y soportar exposiciones más intensas. Varias
Atenuación: Disminución de la intensidad del haz de rayos X al atravesar la materia, por absorción y por dispersión. Depende del grosor, la densidad y el número atómico del tejido, y de la energía del haz. Las diferencias de atenuación entre tejidos son exactamente lo que produce la imagen. Varias
Cámara de ionización: Detector formado por un volumen de gas entre dos electrodos: La radiación ioniza el gas y las cargas liberadas generan una corriente proporcional a la radiación recibida. Es el instrumento de referencia para medir kerma en aire y para calibrar equipos. También funciona como sensor del control automático de exposición en muchos equipos de radiografía. Varias
Capa hemirreductora: Espesor de un material determinado, habitualmente aluminio, necesario para reducir a la mitad la intensidad del haz de rayos X. Es una medida indirecta de la calidad o dureza del haz: Cuanto mayor es la capa hemirreductora, más penetrante es el haz. Se usa para verificar que la filtración del equipo es adecuada. Varias
Capacidad térmica del tubo: Cantidad de calor que el ánodo y la coraza pueden acumular antes de que el equipo impida nuevas exposiciones. Solo una fracción muy pequeña de la energía de los electrones se convierte en rayos X y casi toda se degrada en calor. Por eso las series largas de fluoroscopia o de tomografía obligan a pausas de enfriamiento. Varias
Cátodo: Electrodo negativo del tubo, formado por un filamento que al calentarse libera electrones por emisión termoiónica. La corriente del filamento, medida en miliamperios, determina cuántos electrones se emiten y por tanto la cantidad de rayos X producidos. Muchos tubos tienen dos filamentos para elegir entre foco fino y foco grueso. Varias
Cavitación acústica: Formación y oscilación de burbujas de gas en un medio sometido a las variaciones de presión de la onda ultrasónica. En su forma estable las burbujas vibran sin romperse, mientras que en la forma inercial colapsan y pueden dañar el tejido vecino. Es el mecanismo que vigila el índice mecánico, sobre todo cuando se administran microburbujas. US
Coeficiente de atenuación lineal: Magnitud que expresa qué fracción del haz se atenúa por unidad de espesor de un material. Se representa con la letra mu y depende de la energía del haz. En tomografía computarizada, las Unidades Hounsfield se calculan comparando el coeficiente de atenuación del tejido con el del agua. Varias
Coeficiente de atenuación másico: Coeficiente de atenuación lineal dividido entre la densidad del material. Al eliminar la influencia de lo compacta que sea la sustancia, describe la capacidad de atenuar propia del material y no de su estado físico. Por eso el agua líquida y el vapor de agua comparten el mismo valor másico aunque atenúen de forma muy distinta en la práctica. RX
Colimación: Restricción del tamaño del campo de radiación al área de interés mediante láminas de plomo móviles situadas a la salida del tubo. Reduce la dosis al paciente, disminuye la radiación dispersa y mejora el contraste. Una colimación correcta se reconoce en la imagen por los bordes rectos y nítidos del campo irradiado. Varias
Contraste radiográfico: Diferencia de tono de gris entre estructuras vecinas de la imagen. Se ve favorecido por kilovoltajes bajos, que potencian el efecto fotoeléctrico, y se degrada por la radiación dispersa. Un contraste alto muestra pocos grises muy diferenciados; uno bajo muestra una escala larga y suave. RX
Decibelio: Unidad logarítmica que compara dos magnitudes, muy usada en ultrasonido porque el rango de intensidades que maneja el equipo es enormemente amplio. En decibelios se expresan la ganancia, el rango dinámico y la atenuación del haz al atravesar los tejidos. Al ser una escala logarítmica, un cambio pequeño en el número representa una variación grande de la magnitud. US
Densidad electrónica: Número de electrones por unidad de volumen de un tejido. Como el efecto Compton depende sobre todo de ella, es el factor que gobierna la atenuación a las energías altas empleadas en tomografía. Dos tejidos con número atómico parecido se diferencian en la imagen fundamentalmente por su densidad electrónica. TC
Densidad óptica: Grado de ennegrecimiento de la imagen radiográfica, término heredado de la época de la película. Depende principalmente de los mAs. En radiografía digital el concepto se sustituye por el brillo, que puede ajustarse después de la adquisición sin repetir la exposición. RX
Dispersión coherente: Interacción en la que el fotón cambia de dirección sin ceder energía ni arrancar electrones, también llamada dispersión de Rayleigh. Predomina a energías bajas y aporta una fracción pequeña del total de interacciones en el rango diagnóstico. Su efecto práctico es añadir algo de radiación dispersa que resta contraste a la imagen. Varias
Efecto Auger: Alternativa a la emisión de radiación característica cuando un electrón de una capa interna es expulsado del átomo. En lugar de emitirse un fotón al ocuparse el hueco, la energía sobrante se transfiere a otro electrón, que sale despedido. Estos electrones tienen alcance muy corto y depositan su energía muy cerca del punto de origen, lo que interesa en radioterapia molecular. Varias
Efecto Compton: Interacción en la que el fotón choca con un electrón externo, le cede parte de su energía y sale desviado en otra dirección. Predomina a kilovoltajes altos y en tejidos blandos. Es la principal fuente de radiación dispersa, que degrada el contraste y expone al personal. Varias
Efecto fotoeléctrico: Interacción en la que un fotón cede toda su energía a un electrón de una capa interna del átomo y desaparece. Su probabilidad aumenta mucho con el número atómico del tejido, por lo que el calcio y el yodo lo producen intensamente. Es el responsable del contraste de la imagen radiográfica y predomina a bajos kilovoltajes. Varias
Efecto talón: Variación de la intensidad del haz a lo largo del eje ánodo-cátodo: Es menor del lado del ánodo porque parte de los fotones se absorben en el propio metal inclinado. Se aprovecha colocando la parte más gruesa del paciente hacia el lado del cátodo, por ejemplo el abdomen en una radiografía de fémur. RX
Eficiencia cuántica de detección (DQE): Medida de la eficacia con que un detector aprovecha los fotones que recibe para generar señal útil. Combina sensibilidad, ruido y resolución en un solo indicador que varía según la frecuencia espacial. Un detector con DQE alta consigue la misma calidad de imagen con menos dosis. RX
Electronvoltio (eV): Unidad de energía propia de la física de las radiaciones, equivalente a la que adquiere un electrón acelerado por una diferencia de potencial de un voltio. Los fotones del rango diagnóstico se expresan en kiloelectronvoltios y los de aniquilación empleados en tomografía por emisión de positrones tienen 511 keV. Relaciona de forma directa la tensión aplicada al tubo con la energía máxima de los fotones producidos. Varias
Emisión termoiónica: Liberación de electrones desde un filamento metálico cuando la corriente lo calienta hasta la incandescencia. Es el fenómeno que genera la nube de electrones disponible en el cátodo del tubo de rayos X. La corriente del filamento regula cuántos electrones se liberan y con ello la cantidad de rayos X producidos. Varias
Espectro de frenado: Conjunto continuo de energías generado cuando los electrones acelerados se frenan al aproximarse al núcleo de los átomos del ánodo. También se conoce por su nombre alemán, bremsstrahlung. Constituye la mayor parte del haz clínico de rayos X y su energía máxima coincide con el kilovoltaje seleccionado. Varias
Filtración: Interposición de material, habitualmente aluminio, a la salida del tubo para eliminar los fotones de baja energía. Estos fotones no llegan al detector y solo aportan dosis a la piel del paciente. La filtración total mínima está regulada por normativa y endurece el haz aumentando su energía media. Varias
Fluencia de fotones: Número de fotones que atraviesan una superficie unidad colocada perpendicular al haz. Junto con la energía de cada fotón determina cuánta radiación llega al paciente y al detector. Disminuye con el cuadrado de la distancia y condiciona de forma directa el ruido cuántico de la imagen. Varias
Fotón: Paquete elemental de energía electromagnética (el haz de rayos X está formado por millones de fotones). Cada fotón puede atravesar el cuerpo sin interactuar, ser absorbido por completo o desviarse. La proporción de fotones que llegan al detector en cada punto determina el tono de gris de la imagen. Varias
Función de dispersión puntual (PSF): Imagen que produce un sistema cuando se le presenta un punto ideal infinitamente pequeño. Su anchura expresa el grado de emborronamiento y se relaciona matemáticamente con la función de transferencia de modulación. Cuanto más estrecha resulta, más nítida es la imagen. Varias
Función de transferencia de modulación (MTF): Curva que describe cuánto contraste conserva un sistema de imagen a medida que los detalles se hacen más finos. Desciende progresivamente al aumentar la frecuencia espacial hasta que los objetos dejan de distinguirse. Es la manera objetiva de comparar la resolución espacial de dos equipos. Varias
Generador de alta frecuencia: Sistema de alimentación que convierte la corriente de la red en una tensión casi constante mediante conmutación a frecuencias elevadas. Al reducir la oscilación del voltaje produce un haz más uniforme y con menos fotones de baja energía inútiles para la imagen. Permite exposiciones muy cortas y una reproducibilidad mucho mejor de la técnica. Varias
Haz primario: Radiación que sale directamente del tubo hacia el paciente y el detector, sin haber interactuado todavía con nada. Es el haz útil que forma la imagen. Nunca debe permanecer nadie dentro de su trayectoria, y su tamaño se controla con la colimación. Varias
Hercio: Unidad de frecuencia que equivale a un ciclo por segundo. En ecografía los transductores trabajan en el orden de los megahercios, es decir, millones de ciclos por segundo, y en resonancia la radiofrecuencia y la frecuencia de precesión se expresan en la misma escala. Recordar la relación entre frecuencia, longitud de onda y penetración explica buena parte de las decisiones técnicas en ultrasonido. Varias
Ionización: Proceso por el que la radiación arranca un electrón de un átomo y deja este cargado eléctricamente. Es el mecanismo por el que los rayos X y la radiación gamma rompen enlaces químicos y pueden dañar el ADN. De ahí la distinción básica entre radiación ionizante y no ionizante (el ultrasonido y los campos de la resonancia pertenecen a la segunda). Varias
Kerma en aire: Energía cinética transferida por el haz a los electrones puestos en movimiento por unidad de masa de aire, expresada en gray. Es la magnitud que registran las cámaras de ionización incorporadas a los equipos y la base para estimar la dosis del paciente. En intervencionismo se vigila el kerma en aire en el punto de referencia como indicador del riesgo de lesión cutánea. Varias
Kilovoltaje pico (kVp): Diferencia de potencial máxima aplicada entre cátodo y ánodo, que determina la energía máxima de los fotones y la penetración del haz. Subir el kilovoltaje aumenta la penetración y reduce el contraste, produciendo una escala de grises más larga. En tórax se usan valores altos para atravesar el mediastino sin quemar el pulmón. RX
Ley del inverso del cuadrado: La intensidad de la radiación disminuye con el cuadrado de la distancia a la fuente. Al duplicar la distancia, la dosis cae a la cuarta parte. Es el fundamento físico de por qué alejarse de la fuente es una medida de protección tan eficaz. Varias
Miliamperaje (mA): Corriente que circula por el filamento del tubo y que determina la cantidad de electrones emitidos y, por tanto, el número de fotones producidos. Junto con el tiempo de exposición define los mAs. Influye directamente en el ruido de la imagen y en la dosis recibida por el paciente, pero no en la penetración del haz. RX
Número atómico efectivo: Valor que resume el comportamiento de un material compuesto frente a la radiación como si se tratara de un solo elemento. La probabilidad de interacción fotoeléctrica crece de forma muy marcada con él, lo que explica que el hueso y el yodo atenúen mucho más que las partes blandas. Es el fundamento de la elección de los materiales de contraste y de blindaje. Varias
Pares de líneas por milímetro: Unidad práctica de resolución espacial, obtenida al radiografiar un patrón de barras y espacios del mismo grosor. Cuantos más pares de líneas por milímetro se distingan, mayor es el detalle que resuelve el sistema. La mamografía exige valores muy superiores a los de la radiografía general. RX
Producción de pares: Interacción en la que un fotón muy energético desaparece cerca del núcleo y da lugar a un electrón y un positrón. Necesita al menos 1.022 MeV, energía muy por encima de la que se usa en radiodiagnóstico. Solo tiene interés en haces de radioterapia de alta energía. Varias
Pruebas de constancia: Controles sencillos y frecuentes que comprueban que un equipo mantiene el rendimiento que tenía cuando se aceptó. Se comparan siempre con los valores de referencia iniciales y con las tolerancias establecidas. Detectan las desviaciones lentas antes de que lleguen a afectar al diagnóstico o a aumentar la dosis. Varias
Punto focal: Zona del ánodo sobre la que impactan los electrones y desde la que parten los rayos X. Un punto focal pequeño da mayor nitidez pero soporta menos carga térmica; uno grande permite exposiciones más potentes a costa de más borrosidad geométrica. La penumbra que produce se denomina borrosidad de foco. Varias
Radiación característica: Fotones de energía fija producidos cuando un electrón incidente expulsa a un electrón de una capa interna del átomo del ánodo y otro electrón cae para ocupar su lugar. Su energía depende del material del blanco, típicamente tungsteno. Aparece como picos discretos superpuestos al espectro continuo de frenado. Varias
Radiación de fuga: Radiación que escapa de la carcasa del tubo en direcciones distintas a la del haz útil. La normativa limita su valor máximo a un nivel muy bajo medido a un metro del foco. Se controla mediante el blindaje de plomo que rodea la ampolla del tubo. Varias
Radiación dispersa: Fotones que salen desviados de su trayectoria original tras interactuar con el paciente, sobre todo por efecto Compton. Llegan al detector en direcciones aleatorias y crean un velo gris que reduce el contraste. Es también la radiación que recibe el personal que permanece en la sala, ya que el paciente actúa como fuente secundaria. Varias
Radiación ionizante: Radiación con energía suficiente para arrancar electrones de los átomos y romper enlaces químicos, incluido el ADN. Los rayos X y los rayos gamma son ionizantes; el ultrasonido y la resonancia magnética no lo son. Esta diferencia es la razón de que solo algunas técnicas requieran protección radiológica. Varias
Rayos X: Radiación electromagnética ionizante de alta energía y longitud de onda muy corta, capaz de atravesar los tejidos del cuerpo. Se producen artificialmente en un tubo de rayos X al frenar electrones acelerados contra un blanco metálico. Su capacidad de penetración diferencial según el tejido es lo que genera la imagen radiográfica. Varias
Rejilla antidifusora: Lámina formada por tiras finas de plomo alternadas con material transparente, colocada entre el paciente y el detector. Absorbe la radiación dispersa que llega en ángulos oblicuos y deja pasar la del haz primario, mejorando notablemente el contraste. Su uso obliga a aumentar la dosis y exige un centrado y una distancia correctos. RX
Roentgen (R): Unidad antigua de exposición, definida a partir de la carga eléctrica liberada por ionización en un volumen de aire. En el sistema internacional ha sido sustituida por el kerma en aire expresado en gray. Aún aparece en equipos antiguos y en la bibliografía previa a la normalización actual. Varias
Ruido cuántico: Granulado de la imagen debido a la naturaleza estadística de la llegada de los fotones al detector. Cuanto menor es el número de fotones empleados, mayor resulta la fluctuación relativa y más ruidosa se ve la imagen. Es la razón física de que reducir la dosis se pague siempre con más ruido. Varias
Teorema de muestreo de Nyquist: Regla que establece que para representar fielmente una señal hay que muestrearla al menos al doble de su frecuencia máxima. Cuando no se cumple, las frecuencias altas se pliegan y aparecen como estructuras falsas de frecuencia baja. Es el fundamento del aliasing tanto en Doppler como en resonancia. Varias
Transformada de Fourier: Herramienta matemática que descompone una señal en las frecuencias que la forman. En resonancia convierte los datos crudos de radiofrecuencia en la imagen final, y en tomografía interviene en la reconstrucción por retroproyección filtrada. También sustenta el análisis de la resolución mediante frecuencias espaciales. Varias
Tubo de rayos X: Ampolla de vacío donde se generan los rayos X. Contiene un cátodo que emite electrones y un ánodo contra el que se estrellan tras ser acelerados por una diferencia de potencial de decenas de kilovoltios. Menos del uno por ciento de la energía se convierte en rayos X; el resto se disipa como calor. Varias