Antoine de Saint-Exupéry va escriure “L’essencial és invisible als ulls”. Aquesta famosa frase d’El Petit Príncep, més enllà del seu sentit original, també és una realitat en el camp de la medicina. En la pràctica mèdica certes patologies no són visibles a ull nu i, per tant, necessitem màquines especialitzades per poder veure més enllà de la nostra pell i fer-ne fotografies. Però, com s’ho fan per traspassar-la? Què estan mesurant? Com sap el personal mèdic quin tipus d’imatge ha d’utilitzar? 

Introducció

Les imatges per diagnosticar malalties són un component clau en el camp de la medicina, i sobretot ho han estat durant les darreres dècades. Actualment, quan caus i et fas mal, quan sents una molèstia desconeguda o vas de visita rutinària al CAP, el personal mèdic et pot demanar que et facin una radiografia, una ressonància magnètica o una ecografia, per exemple. Totes aquestes imatges es basen en l’espectre electromagnètic. 

Sabies que…

Les ones de ràdio, les microones, l’infraroig, la llum visible, l’ultraviolat, els raigs X i els raigs  gamma són exemples d’ones electromagnètiques. El conjunt de totes aquestes ones electromagnètiques és el que anomenem com a espectre electromagnètic. Així mateix, podem descriure aquestes ones fent ús de 3 magnituds relacionades entre elles: l’energia, la freqüència (o el període) i la longitud.

1. Esquema de l’espectre electromagnètic. Adaptat al català de: https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/x-rays

Així doncs, si ordenem les ones segons aquestes magnituds, obtenim el ja esmentat espectre electromagnètic. És important distingir entre la radiació ionitzant, és a dir, les ones que tenen capacitat d’ionitzar els àtoms (extreure electrons dels àtoms i en el procés causant danys en l’organisme) i, les que no ho són. Totes les ones amb més energia (per tant, menor longitud d’ona) que l’espectre visible són ionitzants. En canvi, totes aquelles amb energies inferiors al visible són no ionitzants.

Com s’ha mencionat, la radiació ionitzant pot malmetre molècules essencials pel funcionament de les cèl·lules i, en quantitats molt elevades, pot causar efectes indesitjats a l’organisme, com per exemple cremades de la pell, nàusees, caiguda del cabell, malalties o, fins i tot, la mort. Per aquesta raó, cal protegir-se amb crema solar davant del sol. No us preocupeu en excés, però, de la radiació usada per fer imatges mèdiques, perquè sempre s’utilitzen en petites dosis, lluny de ser perjudicials. 

Imatges per al diagnòstic mèdic

I bé, quins diferents tipus d’imatges per al diagnòstic mèdic tenim? I quina és la seva relació amb l’espectre electromagnètic? Les imatges mèdiques més conegudes són les radiografies –també conegudes com a raigs X–, l’ecografia i la ressonància magnètica. Però també existeixen la tomografia per emissió de positrons (PET, de l’anglès positron emission tomography), la tomografia per emissió de fotons individuals (SPECT, de l’anglès single photon emission computed tomography), i la tomografia axial computarizada (TAC). 

Aquestes imatges pel diagnòstic mèdic utilitzen diferents ones de l’espectre electromagnètic per capturar propietats del nostre organisme. La principal diferència entre elles és el rang d’ones que fan servir i, per tant, els diferents elements que fotografien. 

El PET i l’SPECT 

Si comencem amb aquelles tècniques que usen radiació ionitzant, trobem el PET i l’SPECT, que fan servir substàncies radioactives, també anomenades radiotraçadors. Aquestes substàncies emeten radiació dins dels raigs gamma. Malgrat que utilitzen radiació ionitzant, no són tan invasives com altres tècniques que permeten observar processos biològics interns, per exemple, les biòpsies. 

En el cas del PET, es fa ús de positrons, l’antipartícula de l’electró –són com els electrons, però amb càrrega positiva–, que permeten localitzar i seguir la distribució d’aquests a l’interior del teixit biològic. Per contra, l’SPECT empra radiotraçadors emissors de fotons, i facilita també l’estudi de la distribució d’aquests en determinades regions. Ambdues tècniques proporcionen informació essencial per a l’anàlisi de l’activitat metabòlica, la funcionalitat i altres processos biològics essencials per a la detecció i diagnòstic de patologies. 

2. Imatge obtinguda per SPECT, ens permet observar el metabolisme cerebral.

Les radiografies i el TAC

D’altra banda, el TAC i les radiografies fan ús dels raigs X per generar imatges detallades en seccions del cos humà. En aquest sentit, el TAC és més sofisticat que les radiografies perquè genera una imatge tridimensional a partir d’una sèrie d’imatges bidimensionals en diferents plans gràcies a l’ajut d’ordinadors. 

I què observem amb aquestes tècniques? Els teixits més densos, com els ossos, absorbeixen més raigs X i apareixen més clars a les imatges, mentre que les zones més toves, com els teixits musculars, apareixen més fosques, ja que els raigs X són capaços de travessar-les sense problema. Per tant, aquestes imatges permeten veure l’estructura anatòmica i possibles anormalitats. 

3. Imatge obtinguda amb una radiografia, els ossos (més densos) bloquegen el pas dels raigs X.

La ressonància magnètica i l’ecografia

Finament, tant la ressonància magnètica com l’ecografia se situen a l’altre costat de la llum visible, per tant, fan ús d’energies inferiors a l’espectre visible. Així doncs, utilitzen radiació no ionitzant, o dit d’una altra manera, no són invasives. La ressonància magnètica fa ús de camps magnètics i ones de ràdio per crear imatges tridimensionals detallades de l’interior del cos. Pot sonar molt confús, però es mereix un reportatge exclusiu per poder parlar-ne en condicions. Aquest mètode proporciona informació sobre estructures toves com ara els músculs i el teixit nerviós, és a dir, permet veure amb més claredat les estructures anatòmiques i funcionals sense exposar el pacient a radiació ionitzant.

4. Imatge obtinguda a partir d’una ressonància magnètica del cervell.

L’ecografia fa servir ones sonores d’alta freqüència per crear imatges en temps real de les estructures internes del cos. Aquesta tècnica és àmpliament utilitzada durant l’embaràs per monitorar el desenvolupament fetal, i també en la diagnosi d’altres afeccions, com l’avaluació cardíaca, hepàtica o renal. Un dels seus avantatges principals és la seva innocuïtat, ja que no involucra radiació ionitzant i pot ser emprada en pacients de totes les edats, incloent-hi dones embarassades.

5. Imatge obtinguda a partir d’una ecografia, tècnica utilitzada típicament durant l’embaràs.

Ja per acabar … 

Veure més enllà del que els ulls perceben és essencial en la pràctica mèdica actual. És per això que s’han desenvolupat diferents mecanismes (o “càmeres”) per fotografiar a través de la pell. Tot això és possible gràcies al coneixement que tenim avui dia de l’espectre electromagnètic i d’enginyeria. Alguns exemples són el PET, l’SPECT, el TAC, les radiografies, la ressonància magnètica i les ecografies. 

Per saber-ne més

Llibres Física Mèdica – https://sefm.es/publicaciones/fundamentos_fisica_medica/

NIH Diagnòstic per Imatge – https://medlineplus.gov/spanish/diagnosticimaging.html

Diccionari Hospital Clínic – https://www.clinicbarcelona.org/ca/institut/centre-de-diagnostic-per-la-imatge/proves-i-procediments