Radiaciones utilizadas en imagen para el diagnóstico
Las radiaciones empleadas en el ámbito clínico se clasifican principalmente en:
- Electromagnéticas
- Sonoras
Radiaciones electromagnéticas
Estas radiaciones tienen como propiedad fundamental que no necesitan medios para propagarse, por lo que su velocidad será constante y de valor 3 × 10⁸ m/s. Además, cumplen con todos los comportamientos relacionados con la propagación de ondas: reflexión, difracción, interferencia y polarización.
- Espectro electromagnético: Es el rango de frecuencias de todos los tipos de ondas electromagnéticas.
- Dualidad onda-corpúsculo: Toda materia tiene asociada una dualidad de comportamiento; puede actuar como onda o como corpúsculo, dependiendo de la función que realice en cada momento. En el caso de las ondas electromagnéticas, esta dualidad se justifica a través de los siguientes principios:
- La onda electromagnética no es continua, sino que está formada por pequeños fragmentos llamados fotones.
- Cada fotón posee una energía fija que depende de la frecuencia de la onda, definida por la ecuación: E = h · f.
Gracias a esta dualidad se explica el efecto fotoeléctrico, que consiste en la emisión de electrones por parte de un material al incidir sobre él una radiación electromagnética, cuya frecuencia debe ser mayor o igual a la frecuencia de resonancia del material. Aunque la onda cumpla con el principio de dualidad, el fotón no tiene masa ni carga, moviéndose a 3 × 10⁸ m/s según la Ley de Planck.
Radiaciones sonoras
Las ondas sonoras son mecánicas (necesitan un medio para propagarse), longitudinales, tridimensionales y normalmente periódicas.
- Espacio sonoro: Clasifica las ondas según su frecuencia.
- Infrasonido: Frecuencia entre 0 y 20 Hz; incapaces de estimular el oído humano.
- Sonido: Frecuencia entre 20 y 20 000 Hz; clasificables en graves, medios o agudos.
- Ultrasonido: Frecuencia superior a 20 kHz. Utilizados en imagen diagnóstica (normalmente entre 1 MHz y 14 MHz), basan su funcionamiento en el efecto piezoeléctrico.
Radiaciones corpusculares
Están formadas por partículas que transportan materia y energía (energía cinética). Se dividen en:
- Partículas cargadas: Electrones, partículas alfa, partículas beta positivo y negativo. Interactúan a distancia mediante la Ley de Coulomb.
- Partículas no cargadas: Neutrones. Solo interactúan mediante choque directo.
Interacción de partículas cargadas con la materia
- Interacción con el electrón:
- Excitación: El electrón adquiere energía suficiente para cambiar a una órbita superior.
- Ionización: El electrón adquiere energía suficiente para salir del átomo.
- Interacción con el núcleo: Al acercarse al núcleo, las partículas son desviadas y frenadas, emitiendo radiación electromagnética (radiación de frenado). Este es el mecanismo fundamental para la producción de rayos X, Iped y radioterapia.
Interacción de partículas no cargadas con la materia
Al no tener carga, no interactúan a distancia. Son muy penetrantes y su interacción ocurre por choque directo con el núcleo:
- Dispersión: La partícula choca y rebota, perdiendo parte de su energía.
- Absorción: La partícula choca con el núcleo y es absorbida.
Definiciones fundamentales
- Amplitud: Elongación máxima.
- Elongación: Distancia desde el punto de equilibrio a la posición actual.
- Periodo: Tiempo que tarda la onda en realizar una oscilación completa.
- Frecuencia: Número de oscilaciones por unidad de tiempo.
- Velocidad de propagación: Depende de la naturaleza de la onda y del medio (excepto en ondas electromagnéticas).
- Longitud de onda: Distancia entre dos puntos de la onda en el mismo estadio de vibración.
- Velocidad angular: Velocidad de giro en un movimiento circular uniforme; parámetro que identifica a la onda en relación con la frecuencia y el periodo.