ALGO de HISTORIA Sobre Las Grillas, Bucky, Potter y Einstein

 

Producción en Docencia: Lic. Alejandra Cork, para la cátedra de Tecnología de las Imágenes I

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GRILLAS, REJILLAS o PARRILLAS ANTIDIFUSORAS La rejilla antidifusora  es un elemento constituido por finas láminas de metal dispuestas en paralelo o con una ligera angulación que, colocado entre el paciente y la película, actúan absorbiendo gran parte de la radiación dispersada por el paciente. La radiación secundaria o dispersa  depende del espesor del paciente y de la calidad del haz de RX y puede llegar a ser el 88% del total de radiación que sale de un paciente de 20 cm de espesor. De tal modo, sólo el 12% de la radiación que sale del paciente contiene la información útil del contraste radiológico de las diferentes estructuras anatómicas. Desde los inicios de la radiología se percibieron dificultades, en cuanto a la calidad de imagen, en la obtención de registros radiográficos. Dificultades que, como se comprobaría posteriormente, estaban en relación directa con la densidad, el espesor y número atómico de los elementos químicos que constituían la región a examinar y se debían a la interacción de los rayos X con la materia 1. Se dedujo entonces que los rayos X, al atravesar las estructuras corporales, a su vez generaban una nueva forma de radiación - a la que se denominó radiación secundaria o dispersa 2 - que ocasionaba cierto velo en la imagen. Esta radiación secundaria, se produce por tres fenómenos físicos bien definidos: uno es la reflexión, es decir que la radiación se refleja en el objeto del mismo modo que la luz sobre un espejo; otro es la refracción, por la que al incidir sobre un objeto, y dependiendo del ángulo en que lo hace, se debía hacia un lado u otro; y el tercero es la difracción, fenómeno por el cual, al impactar el fotón de radiación primaria contra los átomos de un objeto, éste se divide en dos o más fotones con mayor longitud de onda.

En 1908, el eminente médico radiólogo y científico alemán Gustav Bucky 3 comenzó a buscar la manera de resolver este dilema; y en 1913 presentó, en el Congreso de Berlín, un ingenioso invento que lo 1

 La degradación la calidad de la imagen radiográfica por interacción de la radiación con la materia se debe a los efectosdefotoeléctrico y Compton. 2  También denominada scatter  en  en inglés.

 

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solucionaba. Éste consistía en la interposición de unas rejillas metálicas entre el paciente y la película radiográfica, con lo cual se conseguía mejorar notablemente la calidad de las imágenes, aunque su método también hacía visibles las marcas de la cuadrícula metálica sobre las radiografías obtenidas de este modo. Su descubrimiento no tuvo entonces una gran aceptación; no obstante, en 1915 lo patentó en Estados Unidos, donde fue puesto en práctica por Hollis Potter4. El inventor norteamericano Hollis Potter contribuyó aportando la que, hasta el presente, ha sido la más importante modificación a la rejilla ideada por Bucky. Diseñó un mecanismo que le imprimía movimiento a la rejilla y, como en radiología lo que se mueve se borra, la hacía desaparecer de las radiografías manteniendo la mejora en la calidad de la imagen. En 1916 describió, en el American Journal of Roentgenology, sus experimentos colimando el haz de rayos X mediante una rejilla constituida por láminas paralelas de plomo, entre las que se intercalaban tiras de madera, que en movimiento se hacía indetectable. En 1920, época en la que ya había comenzado la producción comercial de la rejilla, describió la necesidad de agrandarla para que cubriera por completo la película radiográfica. Autores americanos atribuyen a Bucky el mérito de reconocer la acción de la radiación dispersa como causante de la pérdida de definición en las imágenes radiográficas 5; y a Potter el haber aportado la solución, a pesar de que lo que Potter hizo fue adicionarle movimiento al invento de Bucky. La rejilla estacionaria fue inventada  por Bucky y luego Potter le   adicionó el motor para imprimir movimiento durante la   exposición radiográfica y así borrar sus líneas de la  imagen.  A este mecanismo de parrilla antidifusora móvil se lo llama “rejilla de Potter-Bucky”, o simplemente Potter como lo solemos nombrar en nuestro país; si bien en otros se lo suele denominar Bucky a pesar de que esa forma de nombrarlo sería más apropiada para las grillas o rejillas fijas, precisamente, por carecer de movimiento. Para disminuir los efectos de la radiación secundaria sobre las radiografías también pueden emplearse dichas grillas o rejillas fijas, las cuales pueden ser muy útiles en la obtención de radiografías con equipos portátiles, principalmente del abdomen o la pelvis. Estas grillas son transportables, pero no móviles como el sistema de Potter-Bucky, y se interponen entre la región anatómica a examinar y el portaplacas o ““chasis chasis””. Las grillas están constituidas por un gran número de delgadas laminillas de plomo a las que se les suele interponer otras de material radiolúcido, y se disponen de manera paralela entre sí en las rejillas no enfocadas; o también pueden está ligeramente anguladas, desde el centro hacia la periferia, en un patrón simétrico o enfocado como el que se presenta en las denominadas rejillas focalizadas.

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  Gustav Bucky (Leipzig Bucky (Leipzig 1880-New York 1963), estudió medicina en la Universidad de Leipzig entre 1902 y

1906, trabajando posteriormente en el Hospital Rudolf Virchow de Berlín. Emigró en 1923 a Estados Unidos, recibiendo la nacionalidad americana en 1929. Las leyes impuestas por el gobierno de ese país contra los ciudadanos alemanes le hicieron perder sus derechos de patente, por lo que debió encarar varias demandas. En estos litigios, siempre recibió el apoyo de su buen amigo Albert Eisntein, quien gozaba de gran experiencia en el tema por haber trabajado en la oficina de patentes en Suiza. Y como su médico personal, el Dr. Bucky fue quien acompañó al creador de la teoría de la relatividad en el momento de su muerte. 4   Hollis Potter, Potter, nacido en Wisconsin en 1880, cursó sus estudios de medicina en la Universidad de Chicago, Rush Medical College, donde se graduó en 1908. Desarrolló su carrera profesional como radiólogo en Chicago. Fue nombrado presidente de la American Roentgen Ray Society en 1923, por su labor investigadora fue premiado con medalla de oro de la Radiological Society of North America, de la American Roentgen Ray Society y del American College of Radiology. 5   Sin embargo, según el Dr. Luis Ros en su artículo “El rincón de la Historia” publicado en el Boletín electrónico mensual del CIR (Colegio Interamericano de Radiología) NotiCir, Vol. 9. Nº 5, mayo 2012; Ernst Pasche   fue quien, trabajando en Alemania, en 1903 describió por primera vez los efectos de la radiación Pasche dispersa, que que ocasionaba pérdida de definición y contraste en lasdel imágenes un diafragmalamóvil mejoraba la resolución de pequeños segmentos cuerpo, radiográficas. pero no la de Diseñó zonas más gruesas como el abdomen; pero Pasche no avanzó más allá de esta observación inicial.

 

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En las rejillas, el material radioopaco por elección es el plomo dado que - por su elevado número atómico y su alta densidad - es muy absorbente, es barato y es fácilmente moldeable. Las láminas están dispuestas en tiras extremadamente delgadas, del orden de 0,005 mm y unos 3 mm de altura. Las laminillas de plomo pueden estar separadas por aire o por material radiolúcido interpuesto. Las laminillas de material interpuesto - aluminio o plástico, con espesores entre 0,12 mm y 0,34 mm aproximadamente - dan soporte a los tabiques de plomo. Es preferible la utilización de aluminio en la fabricación de las rejillas ya que éste posee la ventaja de no ser higroscópico; es decir, no absorbe la humedad en la medida que lo hacen las fibras de plástico. La rejilla está contenida en un receptáculo normalmente de aluminio, que le proporciona resistencia mecánica y contra la humedad. El objetivo de las rejillas antidifusoras es mejorar la calidad de la imagen proporcionando detalles anatómicos más nítidos y contrastados; y su función es la de filtrar la radiación difusa que perturba la radiación primaria provocando una reducción del contraste, aumento de velo y pérdida de detalles, es decir, pérdida de información.  La denominación de  rejilla enfocada o  focalizada responde al hecho de que tiene un estrecho rango de distancia foco-placa (DFP) para su utilización, ya que la angulación entre las laminillas de plomo que la conforman está calculada para permitir el paso selectivo de los haces de radiación primaria, filtrando los de radiación secundaria o difusa.

Los rayos X están formados por pequeños paquetes de energía llamados fotones. Los rayos se irradian desde su fuente en una recta y en todas direcciones, a no ser que sean detenidos por un material absorbente (plomo). Por esta razón, el tubo de rayos X está contenido en un recipiente que detiene la mayor parte de la radiación X. Sólo los rayos X útiles

 

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salen del tubo a través de una ventana; estos constituyen el haz primario. En una rejilla focalizada, las láminas de la rejilla son paralelas a la dirección ánodo-cátodo según uno de los ejes y en el otro convergen a la línea definida por el ánodo y el cátodo. Parte de la radiación primaria pasará entre las láminas de la rejilla y llegará al sistema de imagen. La radiación dispersa, que incide desde ángulos diversos, en su trayectoria tiene una alta probabilidad de chocar contra una o varias láminas de la rejilla y ser absorbida sin llegar al sistema de imagen. Debido a la disposición geométrica de las laminillas, las grillas enfocadas tienen un frente y un reverso, que no son intercambiables libremente, como sí ocurre en las rejillas Bucky “no enfocadas”. 

Características Características de las parrillas antidifusoras focalizadas Debemos distinguir 3 parámetros importantes que definen las características físicas de las rejillas antidifusoras: -  e: espesor de la láminilla de Pb. -  D: separación entre láminillas de Pb. -  H: altura de la láminilla. Relación de rejilla:  rejilla:   es la efectividad de una rejilla y expresa la proporción de radiación dispersa que atenúa en relación a la radiación directa. Se determina mediante la razón h/D, en la que h es la altura de la laminilla y D es el espesor del espacio intermedio. Por ejemplo, existen rejillas cuya relación es de 8:1 que eliminan el 87% de la radiación dispersa; o de 16:1 que eliminan el 94%. Índice de rejilla (r = ratio o proporción): proporción): es la relación entre la altura de las laminillas de Pb y la separación entre ellas. r = h/D Valor típico: de 5 a 16 para radiología convencional, y de 3,5 a 5 para mamografía.  A mayor índice de rejilla mayor absorción de la radiación dispersa, pero también ma mayor yor radiación al  paciente. La mejora del índice se logra aumentando la altura de la rejilla y disminuyendo el ancho del material intermedio. 

Frecuencia de rejilla o densidad de láminas: determinada por el número de secciones de rejilla o líneas  por pulgada o cm. La frecuencia normal es de 60-110 líneas por pulgada o 25-45 líneas por centímetro.

 

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Rejillas de índice alto son más efectivas porque el ángulo de desviación es más pequeño. La mayoría de 25 a 45 líneas x cm. Distancia focal: es la  la distancia a la que están focalizadas las láminas (f) (100 - 180 cm).   Cuanto > sea la frecuencia de rejilla < será el espesor de las tiras y > la relación de rejilla.    

 



Cuanto más alto sea el índice de la rejilla mejor será la calidad de la imagen , pero mayores

factores técnicos se deberán usar, debido a que habrá una mayor absorción de radiación secundaria o difusa pero también de radiación primaria. Por lo tanto, si el índice de rejilla es alto se requerirán +  +  kV y mAs, lo que repercutirá en una > dosis al  al  paciente por mayor absorción del material de rejilla   puede puede resolverse con pantallas intensificadoras de alta velocidad que reducen la dosis.

Transmitancia de la radiación primaria (Tp): Ésta dependerá del espesor de las láminas y de la separación entre ellas. Tp = D/(D+e) para rejillas con aire entre láminas.

Bibliografía 1. Kevles BH: Naked to the Bone. Medical Imaging in the Twentieth Century. Helix Books. AddisonWesley, Reading, 1998. 2. Cullinan JE, Cullinam AM. Illustrated Guide to X-Ray Technics. 2nd Ed. J.B. lippincott Co. Philadelphia, 1980. 3. Ros, L. (2012) “The History Corner” –  Boletín electrónico mensual del CIR (Colegio Interamericano de Radiología). NotiCir. Vol. 9. Nº 5, mayo 2012.