El gran aporte de Roengten al diagnóstico médico, al descubrir con cierta dosis de casualidad los Rayos-X a fines de 1985, iluminó con fuerza inusitada toda la medicina de nuestro siglo. A partir de los años setenta, sin embargo, nuevas tecnologías comenzaron a desarrollarse con el fin de penetrar definitivamente al interior del cuerpo humano. El ideal para el médico parece haberse alcanzado: recorrer milímetro a milímetro la estructura y función de órganos, tejidos y aun células en vivo y en directo, evitando así - en muchos casos la exploración quirúrgica con todos sus riesgos.

Las imágenes planas y difusas de los R-X no siempre dejan satisfecho al médico, deseoso de conocer todos los detalles para estructurar su diagnóstico. La endoscopia surgió entonces como un interesante avance para certificar directamente el estado de muchos tejidos, valiéndose de un sistema óptico exploratorio introducido a través de orificios naturales o artificiales, el cual permite también tomar biopsias de áreas reducidas.

Hace unos diez años se inició el desarrollo de nuevas técnicas que emplean radiología y computación, con lo que se consigue proyectar imágenes internas el organismo con increíble nitidez y sin riesgos mayores para el paciente. En general se refieren a cuatro tipo de avances: la Tomografía Axial computarizada (TAC), la Tomografía por Emisión de Positrones (TEP), la Resonancia Nuclear Magnética (RNM) y las imágenes por Ultrasonido.


El "Scanner"

El instrumento que utiliza la TAC se conoce en los países de habla hispana con el nombre sajón de scanner (explorador, escudriñador). Uno de sus inventores, el sudafricano Dr. Allan McLeod Cormack, explicó a CRECES las bases de su funcionamiento durante su estada en Chile:

- Con los Rayos-X todo aparece como superimpuesto y hay que tomar placas desde varios ángulos e incluso inyectar colorantes o burbujas de aire en órganos muy delicados, como el cerebro, para encontrar lo que se busca. Con nuestro explorador y mediante la rotación lenta de un tubo alrededor del cuerpo, disparamos millones de electrones en un rayo delgadísimo que fotografiará un corte" completo del interior del paciente. Al pasar los R-X a través del cuerpo, éstos son absorbidos - en grados diferentes- por los órganos de distinta masa. Detectores de cristal reciben la fuerza relativa de los rayos y convierten dicha información en señales electrónicas. Estas a su vez son llevadas a un computador y la imagen matemática luego es proyectada como una imagen en una pantalla, reflejando en forma precisa y clara el "corte" fotografiado.

El procedimiento, indoloro y sin riesgos, no requiere más radiación que un examen corriente de R-X y pone fin al peligro que representan los colorantes, la cirugía innecesaria y otros métodos diagnósticos invasivos. La imagen resulta mucho más precisa y su sensibilidad ha llegado a tal extremo que puede detectar contrastes muy pequeños en los tejidos.

La TAC se diferencia también de la radiografía convencional por la fuente de detección y radiación. En lugar de que la imagen sea amplia y de todos los órganos, lo que produce mucha información que no es deseada, el rayo se puede enfocar (colimar) a través de un tubo de plomo. Más aún, al paciente puede inyectársele yodo radio opaco, lo que aumenta el contraste de la imagen.

Los primeros modelos de exploradores requerían de siete minutos para lograr toda la información requerida en la pantalla. El modelo 20-20. actualmente en uso en modernos centros de diagnóstico de los Estados Unidos, hace la rotación completa del rayo sobre el cuerpo del paciente en 2 segundos y la imagen se construye en unos 35 segundos. Resulta importante el factor rapidez en la toma que se realiza, sobre todo si se pretende captar el movimiento a órganos tales como el corazón o los pulmones, o para poder examinar a los niños sin necesidad previa de sedarlos.

La utilidad de la tomografía axial computarizada en diversos campos de la medicina parece ocioso puntualizarla en estos momentos. En un reciente trabajo sobre uso de la TAC en el diagnóstico de las hemorragias intracerebrales, los especialistas Jaime Godoy F. y Jorge Méndez S., del Departamento de Neurología y Neurocirugía de la Escuela de Medicina de la Universidad Católica de Chile, puntualizan:

- Nuestra investigación refiere la experiencia en 148 pacientes, lo que nos permitió comprobar que con el uso cada vez más frecuente de la TAC, muchos enfermos con diagnóstico inicial de accidente vascular encefálico oclusivo, por ejemplo, resultaron en verdad tener una hemorragia intracerebral de tamaño limitado.

La discrepancia clínico diagnóstica fue aún más pronunciada con un grupo de pacientes con hemorragia intracerebral por traumatismo encéfalo craneano Allí el diagnóstico clínico correcto sólo fue del 14% de los casos; en el resto, la sospecha clínica fue de hematoma yuxtadural o contusión cerebral y no hematoma dentro del parénquima, algo muy importante de distinguir lo más a tiempo posible.


Tomografía por emisión de Positrones (TEP)

Mientras la TAC resulta útil para estudiar las estructuras internas del cuerpo, la TEP revela el funcionamiento de los órganos. El aparato puede detectar las alteraciones que produce el envejecimiento del cerebro, el endurecimiento de las arterias, el cáncer o las enfermedades mentales. Si bien la tomografía axial computarizada ofrece una visión tridimensional del interior del organismo, la técnica no puede indicar si las células están funcionando bien y, en realidad, ni siquiera si están vivas. La técnica TEP, en cambio, ofrece a los investigadores la manera de estudiar - por primera vez- la forma como las células funcionan en una persona viva; por ejemplo, el ritmo al que consumen azúcar u oxígeno para producir energía.

El explorador TAC da una imagen de la estructura, pero no indica el trabajo que las estructuras están realizando, lo que se consigue mediante el aporte de la TEP. Con este último aparato se ha podido examinar por primera vez el cerebro de animales y del hombre para determinar qué partes se mantienen activas en un momento determinado. Si esto lo referimos, por ejemplo, al cerebro, trabajar con la tecnología TEP presenta la ventaja de detectar qué partes de este órgano noble se hallan perturbadas o enfermas.

Investigadores de la Universidad de California, en Los Angeles, han explorado el cerebro de pacientes epilépticos, entre ellos algunos en el mismo momento de producirse los ataques. Se genera un ataque de epilepsia cuando una parte del cerebro falla eléctricamente. Los exploradores TEP de este centro lograron indicar que las células que provocan el ataque se mantienen sumamente activas durante el mismo.

Esto no es motivo de sorpresa, pero lo que si admira a los especialistas en epilepsia es que cuando no existe ataque, estas mismas células conservan una actividad similar que en la gente normal, descubrimiento cuya trascendencia todavía no se conoce.

Los mismos científicos han usado el explorador TEP para localizar con precisión el lugar en que se inician los ataques en los pacientes en los que no era posible determinarlo por otros medios. Esto ha permitido intervenir quirúrgicamente con resultados satisfactorios en algunos casos que antes no se podían operar.

Por otra parte, se ha podido confirmar, utilizando esta misma técnica, la teoría de que ciertos cánceres cerebrales, raros pero de efectos mortales - los gliomas -, aumentan su metabolismo cuando se acelera su ritmo de crecimiento. Los médicos retrasan a veces la operación de estos tumores cuando ellos se encuentran en una etapa inicial, debido a que la propia operación puede dañar gravemente el cerebro. El problema es que actualmente no existe ningún método satisfactorio para determinar el ritmo de crecimiento de los cánceres, y en este sentido el explorador TEP podría ser la solución.

Ahora se puede decir que cuanto más rápido es el ritmo metabólico con mayor celeridad crece el tumor. Todo parece indicar que el explorador TEP será el método más preciso para diagnosticar y seguir la evolución de los tumores primarios cerebrales malignos.

La tecnología TEP combina la física de gran energía y técnicas extraordinariamente avanzadas de computación para producir sus resultados espectaculares. La persona que se somete a una exploración inspira o se le inyecta una pequeña cantidad de una sustancia radiactiva de breve duración, correspondiente a un elemento químico que exista naturalmente en el organismo humano: oxígeno, nitrógeno, carbono o flúor. La cantidad de radiación que recibe el paciente es muy inferior al límite establecido por las normas internacionales.

Estos radioisótopos se producen en un ciclotrón o acelerador lineal y emiten un tipo de antimateria denominado positrón, que es un electrón con una carga positiva. cuando un positrón se encuentra con un electrón, lo cual siempre sucede después de la emisión, ambos quedan aniquilados. El resultado es la creación de dos rayos gamma. Estas descargas de energía las detecta el explorador TEP, cuyo computador cuenta el número de rayos gamma y determina el lugar del organismo humano en que se encuentra el material radiactivo. La cantidad de material que acumula equivale a la actividad de las células. En consecuencia, cuantos más rayos gamma haya en la zona, más radioisótopos habrá y mayor será la actividad celular.

El explorador TEP representa la "nueva" medicina nuclear. Durante decenios los médicos han utilizado radioisótopos para estudiar las disfunciones orgánicas. Pero estas moléculas radiactivas eran grandes y muy distintas en su estructura a los radioisótopos biológicamente activos que utilizan los exploradores TEP. No podían usarse para estudiar el metabolismo, y la mayor parte de ellos eran demasiado grandes para atravesar la barrera hematoencefálica (a nivel del cerebro), la cual ayuda a proteger a éste contra los productos químicos perjudiciales. Por lo tanto, se utilizó principalmente para estudiar la corriente sanguínea y varios órganos internos.

Para llevar a cabo exploraciones mediante la técnica TEP, el centro de investigación debe contar con acceso a un ciclotrón en atención a la brevedad del período de vida media de los materiales que se usan. El período de vida media es el tiempo que ha de transcurrir para que la mitad del material radiactivo se desintegre. El radioisótopo de oxígeno utilizado tiene un período de vida media de tan sólo dos minutos; el del flúor es de menos de dos horas. Esto hace que los pacientes reciban una radiación mínima, pero hay que preparar radioisótopos cerca del explorador TEP, porque de otra forma se debilitarían demasiado durante un transporte que durara largo tiempo.

Debido a que los radioisótopos pueden adherirse a moléculas activas en el cuerpo humano, la técnica TEP permite examinar la actividad química que tiene lugar en las células. Por lo tanto, los clínicos podrán obtener ideas más detalladas de la forma en que los productos químicos del organismo humano trasmiten comunicaciones entre las células, y así obtendrán nuevos conocimientos sobre la forma en que funcionan numerosos medicamentos, lo cual podría dar lugar a la creación de fármacos más eficaces.

La técnica TEP ha resultado especialmente útil en la investigación de problemas que puedan estudiar únicamente en el ser humano, por ejemplo, cierta incapacidad de aprender conocida a menudo como dislexia. Por otra parte, enfermedades mentales como la esquizofrenia y la depresión, que presentan más de algún problema a los especialistas para separarlas en un diagnóstico, podrán ser conocidas más a fondo y al mismo tiempo distinguidas entre sí. Esto ayudará a los médicos a elegir el tratamiento medicamentoso más adecuado para una y otra.

Con el explorador TEP se logra un mapa bioquímico del tejido que se estudia. La función cerebral, por ejemplo, se puede estudiar inyectando glucosa marcada (radiactiva), que una vez llegada al cerebro se mezclará con la glucosa que normalmente utiliza el tejido cerebral. Para determinar lo anterior se coloca la cabeza del paciente dentro de un gran anillo de detectores. A medida que la sustancia química inyectada circula en el cerebro y va decayendo y emitiendo positrones, se detecta y transforma en imagen. Cada anillo de detectores contiene 128 cristales, generalmente compuestos de germanato de bismuto, unidos para asegurar la detección pareada de fotones. El uso de muchos anillos detectores es fundamental para dar así coincidencias cruzadas y ofrecer imágenes simultáneas de muchos planos diferentes.


Resonancia nuclear magnética (RNM)

Mientras con la técnica TEP se mide la distribución de isótopos en el cuerpo, con la RNM se sigue la distribución del más común de los átomos; el hidrógeno en el agua y en otras moléculas. Si con el TEP se detectan radiaciones gamma a través de cristales químicos con la RNM se determina radiofrecuencia inducida.

La RNM es conocida también como mapeamiento por spin, imagen por spin o zeugmatografía. A pesar de que como técnica fue desarrollada en 1948 y luego ampliamente usada por los químicos, su uso en seres humanos tiene sólo tres años. Las imágenes obtenidas con la RNM tienen una semejanza con aquellas logradas mediante la TAC, y los métodos de reconstrucción utilizados son virtualmente idénticos. Las imágenes en este caso se forman a partir de señales de radio emitidas por substancias en el cuerpo, como respuesta a una señal de radio de alta frecuencia.

En la mayoría de los casos, las señales de radio son emitidas por los núcleos de los átomos de hidrógeno de las moléculas de agua del interior de la célula o de los líquidos corpóreos naturales. Las imágenes resultantes muestran la distribución del agua en el interior del cuerpo y además pueden entregar informaciones adicionales sobre la estructura química y los flujos.

El fundamento de la RNM apunta a un fenómeno presentado por los núcleos de ciertos elementos, el más importante de los cuales es el hidrógeno. Si tales núcleos fuesen colocados en un campo magnético, ellos tenderían a alinearse con el campo, como agujas de una brújula en miniatura. Mientras tanto, como los núcleos están también girando sobre su eje, su tendencia a alinearse con el campo magnético redundará en un movimiento de precisión en torno a la dirección del campo. Al aplicársele un golpe de radiofrecuencia, el núcleo atómico se inclina hacia uno y otro lado y luego vuelve a su posición primitiva con la liberación de energía. Tal energía es detectada y usada para crear una imagen que da información tanto estructural como funcional del tejido.

Las aplicaciones diagnósticas de la RNM crecen día a día, especialmente vinculadas a la distribución de agua en los tejidos: estudio de hematomas, edemas, hemorragias; diagnóstico precoz de la hidrocefalia; detección temprana del cáncer, en atención a que el tejido canceroso tiene mayor contenido de agua que el normal. Como la RNM puede medir también otros átomos - por ejemplo fósforo- se puede lograr un mejor conocimiento de la bioquímica del músculo, lo cual permite diagnosticar algunas enfermedades genéticas que afectan el metabolismo muscular. Los exámenes no son recomendables en pacientes que pudieran ser susceptibles a las corrientes eléctricas inducidas, tales como los que padecen de epilepsia y quienes portan un marcapasos cardíaco.


Ultrasonidos

Otro método diagnóstico de amplio uso utiliza los ultrasonidos. En este caso no se detectan radiaciones electromagnéticas, sino vibraciones mecánicas de 20 mil ciclos por segundo o más, lo que está bastante lejos de lo que puede detectar el oído humano.

El Ultrasonido es producido y detectado por medio de transductores piezoeléctricos, que producen ondas de alta frecuencia cuando se excitan eléctricamente.

Como las ondas de un sonar, se trasmiten y rebotan. Al rebotar, pueden detectarse y transformarse en imágenes y traducir la forma de tejidos del cuerpo. La nitidez depende del tejido. Difícilmente puede diferenciar los límites de tejidos blandos, pero en cambio puede hacerlo muy bien entre tejidos blandos y duros. Por esta característica, es de gran utilidad para seguir la evolución del crecimiento de la cabeza del feto, lo que puede conseguirse con una acuciosidad de hasta 0,5 milímetro. Esto significa que pueden detectarse diferencias del tamaño cerebral por intervalos de ocho semanas.