Los equipos de rayos X portátiles, al igual que los sistemas convencionales, funcionan utilizando los principios de la física de la radiación electromagnética.
La producción de rayos X se basa en la aceleración de electrones a través de un tubo de rayos X, donde se aplica un alto voltaje entre el cátodo y el ánodo. Este proceso genera un haz de electrones que impacta contra un material de alto número atómico, generalmente tungsteno, en el ánodo. Al colisionar, los electrones son frenados de manera abrupta, produciendo radiación en forma de rayos X mediante el proceso conocido como radiación de frenado. Adicionalmente, se genera radiación característica, donde la energía específica de los electrones que desplazan a otros electrones en los átomos del material objetivo emite rayos X a energías definidas (Mahesh, 2013).
La física detrás de los equipos portátiles de rayos X implica también el manejo preciso de la energía de los rayos X producidos. Los parámetros de operación como el kilovoltaje (kV) determinan la energía máxima de los rayos X, que afecta tanto la penetración de la radiación en los tejidos del cuerpo como el contraste de la imagen obtenida. Un kilovoltaje más alto permite mayor penetración, siendo útil en la visualización de estructuras más densas como huesos, mientras que un kilovoltaje más bajo es adecuado para visualizar tejidos blandos. La cantidad de corriente eléctrica (medida en miliamperios, mA) influye directamente en la cantidad de rayos X generados, afectando la intensidad del haz y, por ende, la claridad de la imagen. Estos principios físicos son cruciales para la operación eficiente de los equipos portátiles, especialmente cuando se considera la necesidad de minimizar la dosis de radiación mientras se mantiene una calidad de imagen adecuada (Ou et al., 2021).
Una distinción importante entre los equipos portátiles y los tradicionales en términos de física radica en la capacidad de adaptación a diferentes condiciones operativas. En los equipos portátiles, la precisión en el control de la dosis de radiación es fundamental, debido a la proximidad del operador y las limitaciones del entorno en el que se utilizan, como habitaciones de pacientes o unidades de cuidados intensivos. Los avances en los generadores de alta frecuencia permiten a estos dispositivos generar rayos X con menor fluctuación de energía, lo que mejora la consistencia y la calidad de la imagen, incluso en condiciones de uso variable. Esto es crucial desde el punto de vista de la física, ya que asegura que los principios fundamentales de producción de imágenes radiográficas se mantengan eficaces, mientras se adaptan a las exigencias de la portabilidad (Yang-Sub et al., 2015).
Referencias:
Mahesh, M. (2013). The essential physics of medical imaging (3rd ed.). Medical Physics.
Ou, X., Chen, X., & Yang, H. (2021). Recent development in X-ray imaging technology: Future and challenges. Future and Challenges.
Yang-Sub, L., Hae-Kag, L., & Jae-Hwan, C. (2015). Analysis of radiation risk to patients from intra-operative use of the mobile X-ray system (C-arm). Journal of Research in Medical Sciences.
En este video se desglosa el funcionamiento del tubo de rayos X, explicando las partes principales como el cátodo, el ánodo y la envoltura de vidrio. También se detalla el proceso de generación de radiación ionizante y cómo esta es utilizada para crear imágenes diagnósticas. El contenido es ideal para quienes deseen entender los fundamentos técnicos detrás de esta tecnología médica y cómo contribuye al diagnóstico por imágenes.