Imagenes medicas - Medical imaging

Imagenes medicas
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Una imagen de tomografía computarizada que muestra un aneurisma aórtico abdominal roto
ICD-10-PCS B
CIE-9 87 - 88
Malla 003952 D 003952
Código OPS-301 3
MedlinePlus 007451

Las imágenes médicas son la técnica y el proceso de obtener imágenes del interior de un cuerpo para el análisis clínico y la intervención médica, así como la representación visual de la función de algunos órganos o tejidos ( fisiología ). Las imágenes médicas buscan revelar las estructuras internas ocultas por la piel y los huesos, así como diagnosticar y tratar enfermedades . Las imágenes médicas también establecen una base de datos de la anatomía y fisiología normales para que sea posible identificar anomalías. Aunque las imágenes de los órganos y tejidos extraídos se pueden realizar por razones médicas, dichos procedimientos generalmente se consideran parte de la patología. en lugar de imágenes médicas.

Como disciplina y en su sentido más amplio, forma parte de la imagen biológica e incorpora la radiología , que utiliza las tecnologías de imagen de la radiografía de rayos X , la resonancia magnética , la ecografía , la endoscopia , la elastografía , la imagen táctil , la termografía , la fotografía médica , la medicina nuclear. técnicas de imagen funcional como tomografía por emisión de positrones (PET) y tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT).

Las técnicas de medición y registro que no están diseñadas principalmente para producir imágenes , como la electroencefalografía (EEG), la magnetoencefalografía (MEG), la electrocardiografía (ECG) y otras, representan otras tecnologías que producen datos susceptibles de ser representados como un gráfico de parámetros frente al tiempo o mapas que contienen datos sobre las ubicaciones de medición. En una comparación limitada, estas tecnologías pueden considerarse formas de imágenes médicas en otra disciplina.

En 2010, se habían realizado 5 mil millones de estudios de imágenes médicas en todo el mundo. La exposición a la radiación de imágenes médicas en 2006 representó aproximadamente el 50% de la exposición total a la radiación ionizante en los Estados Unidos. Equipos de imágenes médicas se fabrican utilizando la tecnología de la industria de los semiconductores , incluyendo CMOS de circuitos integrados chips, dispositivos semiconductores de potencia , sensores tales como sensores de imagen (en particular sensores CMOS ) y biosensores , y procesadores tales como microcontroladores , microprocesadores , procesadores de señales digitales , procesadores de medios y dispositivos de sistema en chip . A partir de 2015, los envíos anuales de chips de imágenes médicas ascienden a 46  millones de unidades y $ 1.1 mil millones .

A menudo se percibe que las imágenes médicas designan el conjunto de técnicas que producen de forma no invasiva imágenes del aspecto interno del cuerpo. En este sentido restringido, las imágenes médicas pueden verse como la solución de problemas matemáticos inversos . Esto significa que la causa (las propiedades del tejido vivo) se infiere del efecto (la señal observada). En el caso de la ecografía médica , la sonda consta de ondas de presión ultrasónicas y ecos que van al interior del tejido para mostrar la estructura interna. En el caso de la radiografía de proyección , la sonda usa radiación de rayos X , que es absorbida a diferentes velocidades por diferentes tipos de tejidos, como huesos, músculos y grasa.

El término " no invasivo " se utiliza para indicar un procedimiento en el que no se introduce ningún instrumento en el cuerpo del paciente, que es el caso de la mayoría de las técnicas de formación de imágenes utilizadas.

Tipos

(a) Los resultados de una tomografía computarizada de la cabeza se muestran como secciones transversales sucesivas. (b) Una máquina de resonancia magnética genera un campo magnético alrededor de un paciente. (c) Las tomografías por emisión de positrones utilizan radiofármacos para crear imágenes del flujo sanguíneo activo y la actividad fisiológica del órgano u órganos a los que se dirige. (d) La tecnología de ultrasonido se usa para monitorear embarazos porque es la menos invasiva de las técnicas de imagen y no usa radiación electromagnética.

En el contexto clínico, las imágenes médicas de "luz invisible" se equiparan generalmente a la radiología o las "imágenes clínicas" y el médico responsable de interpretar (y a veces adquirir) las imágenes es un radiólogo . Las imágenes médicas con "luz visible" implican videos digitales o imágenes fijas que se pueden ver sin equipo especial. La dermatología y el cuidado de heridas son dos modalidades que utilizan imágenes de luz visible. La radiografía de diagnóstico designa los aspectos técnicos de la formación de imágenes médicas y, en particular, la adquisición de imágenes médicas. El radiólogo o tecnólogo radiológico suele ser el responsable de adquirir imágenes médicas de calidad diagnóstica, aunque algunas intervenciones radiológicas son realizadas por radiólogos .

Como campo de la investigación científica, la imagen médica constituye una subdisciplina de la ingeniería biomédica , la física médica o la medicina según el contexto: la investigación y el desarrollo en el área de instrumentación, adquisición de imágenes (por ejemplo, radiografía ), modelado y cuantificación suelen ser los coto de ingeniería biomédica , física médica e informática ; La investigación sobre la aplicación e interpretación de imágenes médicas suele ser dominio exclusivo de la radiología y la subdisciplina médica relevante para la afección médica o el área de la ciencia médica ( neurociencia , cardiología , psiquiatría , psicología , etc.) bajo investigación. Muchas de las técnicas desarrolladas para la obtención de imágenes médicas también tienen aplicaciones científicas e industriales .

Radiografía

En la formación de imágenes médicas se utilizan dos formas de imágenes radiográficas. Proyección de radiografía y fluoroscopia, siendo esta última útil para la guía del catéter. Estas técnicas 2D todavía se utilizan ampliamente a pesar del avance de la tomografía 3D debido al bajo costo, la alta resolución y, según la aplicación, las dosis de radiación más bajas con la técnica 2D. Esta modalidad de imágenes utiliza un haz amplio de rayos X para la adquisición de imágenes y es la primera técnica de imágenes disponible en la medicina moderna.

  • La fluoroscopia produce imágenes en tiempo real de las estructuras internas del cuerpo de manera similar a la radiografía , pero emplea una entrada constante de rayos X, a una tasa de dosis más baja. Los medios de contraste , como el bario, el yodo y el aire, se utilizan para visualizar los órganos internos mientras funcionan. La fluoroscopia también se utiliza en procedimientos guiados por imágenes cuando se requiere una retroalimentación constante durante un procedimiento. Se requiere un receptor de imagen para convertir la radiación en una imagen después de que haya pasado por el área de interés. Al principio, esto era una pantalla fluorescente, que dio paso a un Amplificador de Imagen (IA) que era un gran tubo de vacío que tenía el extremo receptor recubierto con yoduro de cesio y un espejo en el extremo opuesto. Finalmente, el espejo fue reemplazado por una cámara de televisión.
  • Las radiografías de proyección , más comúnmente conocidas como rayos X, se utilizan a menudo para determinar el tipo y la extensión de una fractura, así como para detectar cambios patológicos en los pulmones. Con el uso demedios de contraste radiopacos , como el bario , también se pueden usar para visualizar la estructura del estómago y los intestinos; esto puede ayudar a diagnosticar úlceras o ciertos tipos de cáncer de colon .

Imagen de resonancia magnética

Una representación de resonancia magnética cerebral

Un instrumento de imágenes por resonancia magnética ( escáner MRI ), o escáner de "imágenes por resonancia magnética nuclear ( NMR )", como se conocía originalmente, utiliza imanes potentes para polarizar y excitar núcleos de hidrógeno (es decir, protones individuales ) de moléculas de agua en el tejido humano, produciendo una señal detectable que está codificada espacialmente, lo que da como resultado imágenes del cuerpo. La máquina de resonancia magnética emite un pulso de radiofrecuencia (RF) a la frecuencia de resonancia de los átomos de hidrógeno en las moléculas de agua. Las antenas de radiofrecuencia ("bobinas de RF") envían el pulso al área del cuerpo a examinar. El pulso de RF es absorbido por protones, lo que hace que cambie su dirección con respecto al campo magnético primario. Cuando se apaga el pulso de RF, los protones se "relajan" de nuevo para alinearse con el imán primario y emiten ondas de radio en el proceso. Esta emisión de radiofrecuencia de los átomos de hidrógeno en el agua es lo que se detecta y se reconstruye en una imagen. La frecuencia de resonancia de un dipolo magnético giratorio (de los cuales los protones son un ejemplo) se llama frecuencia de Larmor y está determinada por la fuerza del campo magnético principal y el entorno químico de los núcleos de interés. La resonancia magnética utiliza tres campos electromagnéticos : un campo magnético estático muy fuerte (típicamente de 1,5 a 3 teslas ) para polarizar los núcleos de hidrógeno, llamado campo primario; campos de gradiente que pueden modificarse para variar en el espacio y el tiempo (del orden de 1 kHz) para la codificación espacial, a menudo llamados simplemente gradientes; y una espacialmente homogéneo de radiofrecuencia de campo (RF) para la manipulación de los núcleos de hidrógeno para producir señales medibles, recogidos a través de una antena de RF .

Al igual que la TC , la resonancia magnética tradicionalmente crea una imagen bidimensional de un "corte" delgado del cuerpo y, por lo tanto, se considera una técnica de imagen tomográfica . Los instrumentos de resonancia magnética modernos son capaces de producir imágenes en forma de bloques 3D, lo que puede considerarse una generalización del concepto tomográfico de un solo corte. A diferencia de la TC, la resonancia magnética no implica el uso de radiación ionizante y, por lo tanto, no está asociada con los mismos riesgos para la salud. Por ejemplo, debido a que la resonancia magnética solo se ha utilizado desde principios de la década de 1980, no se conocen efectos a largo plazo de la exposición a campos estáticos fuertes (este es un tema de debate; consulte 'Seguridad' en la resonancia magnética ) y, por lo tanto, no hay limitar el número de exploraciones a las que puede someterse una persona, en contraste con las radiografías y la TC . Sin embargo, existen riesgos para la salud bien identificados asociados con el calentamiento de los tejidos debido a la exposición al campo de RF y la presencia de dispositivos implantados en el cuerpo, como marcapasos. Estos riesgos están estrictamente controlados como parte del diseño del instrumento y los protocolos de escaneo utilizados.

Debido a que la TC y la RM son sensibles a diferentes propiedades de los tejidos, la apariencia de las imágenes obtenidas con las dos técnicas difiere notablemente. En la TC, los rayos X deben estar bloqueados por algún tipo de tejido denso para crear una imagen, por lo que la calidad de la imagen al observar los tejidos blandos será deficiente. En la resonancia magnética, aunque se puede utilizar cualquier núcleo con un espín nuclear neto, el protón del átomo de hidrógeno sigue siendo el más utilizado, especialmente en el entorno clínico, porque es muy ubicuo y devuelve una gran señal. Este núcleo, presente en las moléculas de agua, permite el excelente contraste de los tejidos blandos que se puede lograr con la resonancia magnética.

Se pueden usar varias secuencias de pulsos diferentes para imágenes de diagnóstico de resonancia magnética específicas (resonancia magnética multiparamétrica o mpMRI). Es posible diferenciar las características del tejido combinando dos o más de las siguientes secuencias de imágenes, según la información que se busque: ponderada en T1 (T1-MRI), ponderada en T2 (T2-MRI), imagen ponderada por difusión (DWI-MRI) ), mejora de contraste dinámico (DCE-MRI) y espectroscopia (MRI-S). Por ejemplo, la obtención de imágenes de tumores de próstata se logra mejor utilizando T2-MRI y DWI-MRI que las imágenes ponderadas en T2 solas. La cantidad de aplicaciones de mpMRI para detectar enfermedades en varios órganos continúa expandiéndose, incluidos estudios hepáticos , tumores de mama , tumores pancreáticos y evaluación de los efectos de los agentes de disrupción vascular en los tumores cancerosos.

Medicina Nuclear

La medicina nuclear abarca tanto la formación de imágenes de diagnóstico como el tratamiento de enfermedades, y también puede denominarse medicina molecular o formación de imágenes y terapéutica molecular. La medicina nuclear utiliza determinadas propiedades de los isótopos y las partículas energéticas emitidas por el material radiactivo para diagnosticar o tratar diversas patologías. A diferencia del concepto típico de radiología anatómica, la medicina nuclear permite la evaluación de la fisiología. Este enfoque de la evaluación médica basado en funciones tiene aplicaciones útiles en la mayoría de las subespecialidades, especialmente en oncología, neurología y cardiología. Las cámaras gamma y los escáneres PET se utilizan, por ejemplo, en gammagrafía, SPECT y PET para detectar regiones de actividad biológica que pueden estar asociadas con una enfermedad. Se administra al paciente un isótopo de vida relativamente corta , como el 99m Tc . Los isótopos a menudo son absorbidos preferentemente por tejido biológicamente activo en el cuerpo y pueden usarse para identificar tumores o puntos de fractura en el hueso. Las imágenes se adquieren después de que los fotones colimados son detectados por un cristal que emite una señal de luz, que a su vez se amplifica y se convierte en datos de recuento.

  • La gammagrafía ("centelleo") es una forma de prueba de diagnóstico en la que los radioisótopos se toman internamente, por ejemplo, por vía intravenosa u oral. Luego, las cámaras gamma capturan y forman imágenes bidimensionales a partir de la radiación emitida por los radiofármacos.
  • SPECT es una técnica tomográfica 3D que utiliza datos de cámaras gamma de muchas proyecciones y se puede reconstruir en diferentes planos. Una cámara gamma con cabezal detector dual combinada con un escáner CT, que proporciona la localización de datos SPECT funcionales, se denomina cámara SPECT-CT y ha demostrado su utilidad en el avance del campo de la imagen molecular. En la mayoría de las otras modalidades de imágenes médicas, la energía pasa a través del cuerpo y los detectores leen la reacción o el resultado. En las imágenes de SPECT, se inyecta al paciente un radioisótopo, más comúnmente talio 201TI, tecnecio 99mTC, yodo 123I y galio 67Ga. Los rayos gamma radiactivos se emiten a través del cuerpo a medida que tiene lugar el proceso de descomposición natural de estos isótopos. Las emisiones de rayos gamma son captadas por detectores que rodean el cuerpo. Básicamente, esto significa que el ser humano es ahora la fuente de radiactividad, en lugar de los dispositivos de imágenes médicas como los rayos X o la tomografía computarizada.
  • La tomografía por emisión de positrones (PET) utiliza la detección de coincidencia para obtener imágenes de los procesos funcionales. El isótopo emisor de positrones de vida corta, como el 18 F , se incorpora con una sustancia orgánica como la glucosa , creando F18-fluorodesoxiglucosa, que puede utilizarse como marcador de la utilización metabólica. Las imágenes de la distribución de la actividad por todo el cuerpo pueden mostrar tejido en rápido crecimiento, como un tumor, metástasis o infección. Las imágenes de PET se pueden ver en comparación con las tomografías computarizadas para determinar una correlación anatómica. Los escáneres modernos pueden integrar la PET, lo que permite que la PET-CT o la PET-MRI optimicen la reconstrucción de la imagen relacionada con la obtención de imágenes de positrones. Esto se realiza en el mismo equipo sin mover físicamente al paciente del pórtico. El híbrido resultante de información de imágenes anatómicas y funcionales es una herramienta útil en el diagnóstico no invasivo y el tratamiento del paciente.

Los marcadores fiduciarios se utilizan en una amplia gama de aplicaciones de imágenes médicas. Las imágenes del mismo sujeto producidas con dos sistemas de imágenes diferentes pueden correlacionarse (lo que se denomina registro de imágenes) colocando un marcador fiduciario en el área captada por ambos sistemas. En este caso, se debe utilizar un marcador que sea visible en las imágenes producidas por ambas modalidades de imagen. Mediante este método, la información funcional de la SPECT o la tomografía por emisión de positrones se puede relacionar con la información anatómica proporcionada por la resonancia magnética (MRI). De manera similar, los puntos de referencia establecidos durante la resonancia magnética pueden correlacionarse con las imágenes cerebrales generadas por magnetoencefalografía para localizar la fuente de actividad cerebral.

Ultrasonido

Representación ecográfica de la vejiga urinaria (forma de mariposa negra) y la próstata hiperplásica

El ultrasonido médico utiliza ondas sonoras de banda ancha de alta frecuencia en el rango de megahercios que se reflejan en el tejido en diversos grados para producir imágenes (hasta 3D). Esto se asocia comúnmente con la obtención de imágenes del feto en mujeres embarazadas. Sin embargo, los usos del ultrasonido son mucho más amplios. Otros usos importantes incluyen la obtención de imágenes de los órganos abdominales, el corazón, los senos, los músculos, los tendones, las arterias y las venas. Si bien puede proporcionar menos detalles anatómicos que técnicas como la tomografía computarizada o la resonancia magnética, tiene varias ventajas que lo hacen ideal en numerosas situaciones, en particular, que estudia la función de las estructuras en movimiento en tiempo real, no emite radiación ionizante y contiene motas. que se puede utilizar en elastografía . El ultrasonido también se utiliza como una herramienta de investigación popular para capturar datos sin procesar, que pueden estar disponibles a través de una interfaz de investigación de ultrasonido , con el propósito de caracterizar tejidos e implementar nuevas técnicas de procesamiento de imágenes. Los conceptos de ultrasonido se diferencian de otras modalidades de imágenes médicas en el hecho de que es operado por la transmisión y recepción de ondas sonoras. Las ondas sonoras de alta frecuencia se envían al tejido y dependiendo de la composición de los diferentes tejidos; la señal se atenuará y devolverá a intervalos separados. Una trayectoria de ondas sonoras reflejadas en una estructura de varias capas se puede definir mediante una impedancia acústica de entrada (onda sonora ultrasónica) y los coeficientes de reflexión y transmisión de las estructuras relativas. Es muy seguro de usar y no parece causar ningún efecto adverso. También es relativamente económico y rápido de realizar. Los escáneres de ultrasonido se pueden llevar a pacientes críticamente enfermos en unidades de cuidados intensivos, evitando el peligro que ocasiona al trasladar al paciente al departamento de radiología. La imagen en movimiento en tiempo real obtenida se puede utilizar para guiar los procedimientos de drenaje y biopsia. Las capacidades Doppler de los escáneres modernos permiten evaluar el flujo sanguíneo en arterias y venas.

Elastografía

La imagen táctil 3D (C) se compone de mapas de presión 2D (B) registrados en el proceso de examen del tejido fantasma (A).

La elastografía es una modalidad de imagen relativamente nueva que mapea las propiedades elásticas de los tejidos blandos. Esta modalidad surgió en las últimas dos décadas. La elastografía es útil en los diagnósticos médicos, ya que la elasticidad puede distinguir entre tejidos sanos y no sanos para órganos / crecimientos específicos. Por ejemplo, los tumores cancerosos suelen ser más duros que el tejido circundante y los hígados enfermos son más rígidos que los sanos. Existen varias técnicas elastográficas basadas en el uso de ultrasonido, resonancia magnética e imagen táctil. El amplio uso clínico de la elastografía por ultrasonido es el resultado de la implementación de tecnología en las máquinas de ultrasonido clínico. Las ramas principales de la elastografía por ultrasonido incluyen elastografía cuasiestática / imágenes de deformación, imágenes de elasticidad de onda de corte (SWEI), imágenes de impulso de fuerza de radiación acústica (ARFI), imágenes de corte supersónico (SSI) y elastografía transitoria. En la última década se observa un aumento constante de las actividades en el campo de la elastografía, lo que demuestra la aplicación exitosa de la tecnología en diversas áreas de diagnóstico médico y seguimiento del tratamiento.

Imagen fotoacústica

La imagen fotoacústica es una modalidad de imagen biomédica híbrida desarrollada recientemente basada en el efecto fotoacústico. Combina las ventajas del contraste de absorción óptica con una resolución espacial ultrasónica para obtener imágenes profundas en régimen (óptico) difusivo o cuasi difusivo. Estudios recientes han demostrado que las imágenes fotoacústicas se pueden utilizar in vivo para la monitorización de la angiogénesis tumoral, el mapeo de la oxigenación de la sangre, las imágenes cerebrales funcionales y la detección de melanoma cutáneo, etc.

Tomografía

Principio básico de la tomografía : secciones transversales tomográficas libres de superposición S 1 y S 2 en comparación con la imagen proyectada (no tomográfica) P

La tomografía es la obtención de imágenes por secciones o seccionamiento. Los principales métodos de este tipo en imágenes médicas son:

  • La tomografía computarizada de rayos X (TC), o tomografía axial computarizada (TAC), es una técnica de tomografía helicoidal (última generación), que tradicionalmente produce una imagen 2D de las estructuras en una sección delgada del cuerpo. En la TC, un haz de rayos X gira alrededor de un objeto que se examina y es captado por detectores de radiación sensibles después de haber penetrado en el objeto desde múltiples ángulos. Luego, una computadora analiza la información recibida de los detectores del escáner y construye una imagen detallada del objeto y su contenido utilizando los principios matemáticos establecidos en la transformada de Radon . Tiene una carga de dosis de radiación ionizante mayor que la radiografía de proyección; las exploraciones repetidas deben limitarse para evitar efectos sobre la salud. La TC se basa en los mismos principios que las proyecciones de rayos X, pero en este caso, el paciente está encerrado en un anillo circundante de detectores asignados con 500 a 1000 detectores de centelleo (geometría del escáner de TC de rayos X de cuarta generación). Anteriormente, en los escáneres de generaciones anteriores, el haz de rayos X se emparejaba con una fuente de traducción y un detector. La tomografía computarizada ha reemplazado casi por completo a la tomografía de plano focal en las imágenes de tomografía de rayos X.
  • La tomografía por emisión de positrones (PET) también se utiliza junto con la tomografía computarizada, la PET-CT y la resonancia magnética PET-MRI .
  • Las imágenes por resonancia magnética (IRM) comúnmente producen imágenes tomográficas de secciones transversales del cuerpo. (Consulte la sección separada de resonancia magnética en este artículo).

Ecocardiografía

Cuando se utiliza una ecografía para obtener imágenes del corazón, se denomina ecocardiograma . La ecocardiografía permite ver las estructuras detalladas del corazón, incluido el tamaño de la cámara, la función cardíaca, las válvulas del corazón y el pericardio (el saco que rodea el corazón). La ecocardiografía utiliza imágenes en 2D, 3D y Doppler para crear imágenes del corazón y visualizar el flujo de sangre a través de cada una de las cuatro válvulas cardíacas. La ecocardiografía se usa ampliamente en una variedad de pacientes que van desde aquellos que experimentan síntomas, como dificultad para respirar o dolor en el pecho, hasta aquellos que se someten a tratamientos contra el cáncer. Se ha demostrado que la ecografía transtorácica es segura para pacientes de todas las edades, desde bebés hasta ancianos, sin riesgo de efectos secundarios dañinos o radiación, lo que la diferencia de otras modalidades de imagen. La ecocardiografía es una de las modalidades de imágenes más utilizadas en el mundo debido a su portabilidad y uso en una variedad de aplicaciones. En situaciones de emergencia, la ecocardiografía es rápida, de fácil acceso y puede realizarse junto a la cama, lo que la convierte en la modalidad de elección para muchos médicos.

Espectroscopia funcional del infrarrojo cercano

FNIR es una técnica de imagen no invasiva relativamente nueva. NIRS (espectroscopia de infrarrojo cercano) se utiliza con el propósito de realizar neuroimágenes funcionales y ha sido ampliamente aceptado como una técnica de imágenes cerebrales .

Imágenes de partículas magnéticas

Utilizando nanopartículas de óxido de hierro superparamagnéticas , la formación de imágenes de partículas magnéticas ( MPI ) es una técnica de diagnóstico por imagen en desarrollo que se utiliza para rastrear nanopartículas de óxido de hierro superparamagnéticas . La principal ventaja es la alta sensibilidad y especificidad , junto con la falta de disminución de la señal con la profundidad del tejido. El MPI se ha utilizado en la investigación médica para obtener imágenes del rendimiento cardiovascular , la neuroperfusión y el seguimiento celular.

En el embarazo

La tomografía computarizada ( volumen representado en este caso) confiere una dosis de radiación al feto en desarrollo.

Las imágenes médicas pueden estar indicadas durante el embarazo debido a complicaciones del embarazo , una enfermedad preexistente o una enfermedad adquirida durante el embarazo, o la atención prenatal de rutina . La resonancia magnética (MRI) sin agentes de contraste de MRI, así como la ecografía obstétrica , no se asocian con ningún riesgo para la madre o el feto, y son las técnicas de imagen de elección para las mujeres embarazadas. La radiografía de proyección , la tomografía computarizada y las imágenes de medicina nuclear resultan en cierto grado de exposición a la radiación ionizante , pero, con algunas excepciones, tienen dosis absorbidas mucho más bajas que las asociadas con el daño fetal. En dosis más altas, los efectos pueden incluir aborto espontáneo , defectos de nacimiento y discapacidad intelectual .

Maximización del uso de procedimientos de imágenes

La cantidad de datos obtenidos en una sola resonancia magnética o tomografía computarizada es muy extensa. Algunos de los datos que descartan los radiólogos podrían ahorrar tiempo y dinero a los pacientes, al tiempo que reducen su exposición a la radiación y el riesgo de complicaciones por procedimientos invasivos. Otro enfoque para hacer que los procedimientos sean más eficientes se basa en la utilización de restricciones adicionales, por ejemplo, en algunas modalidades de imágenes médicas se puede mejorar la eficiencia de la adquisición de datos teniendo en cuenta el hecho de que la densidad reconstruida es positiva.

Creación de imágenes tridimensionales.

Se han desarrollado técnicas de reproducción de volumen para permitir que el software de escaneo de tomografía computarizada, resonancia magnética y ultrasonido produzca imágenes en 3D para el médico. Tradicionalmente, las tomografías computarizadas y las resonancias magnéticas producían una salida estática 2D en la película. Para producir imágenes en 3D, se realizan muchos escaneos y luego se combinan con computadoras para producir un modelo en 3D, que luego puede ser manipulado por el médico. Los ultrasonidos 3D se producen utilizando una técnica algo similar. Al diagnosticar enfermedades de las vísceras del abdomen, la ecografía es particularmente sensible en la obtención de imágenes del tracto biliar, el tracto urinario y los órganos reproductores femeninos (ovario, trompas de Falopio). Como por ejemplo, el diagnóstico de cálculos biliares por dilatación del colédoco y cálculos en el colédoco. Con la capacidad de visualizar estructuras importantes con gran detalle, los métodos de visualización 3D son un recurso valioso para el diagnóstico y tratamiento quirúrgico de muchas patologías. Fue un recurso clave para el famoso, pero finalmente infructuoso intento de los cirujanos de Singapur de separar a los gemelos iraníes Ladan y Laleh Bijani en 2003. El equipo 3D se utilizó anteriormente para operaciones similares con gran éxito.

Otras técnicas propuestas o desarrolladas incluyen:

Algunas de estas técnicas aún se encuentran en una etapa de investigación y aún no se utilizan en las rutinas clínicas.

Imágenes no diagnósticas

La neuroimagen también se ha utilizado en circunstancias experimentales para permitir que las personas (especialmente las personas discapacitadas) controlen dispositivos externos, actuando como una interfaz cerebro-computadora .

Muchas aplicaciones de software de imágenes médicas se utilizan para imágenes que no son de diagnóstico, específicamente porque no tienen una aprobación de la FDA y no se les permite su uso en la investigación clínica para el diagnóstico de pacientes. Tenga en cuenta que, de todos modos, muchos estudios de investigación clínica no están diseñados para el diagnóstico de pacientes.

Archivar y grabar

Utilizado principalmente en imágenes de ultrasonido , la captura de la imagen producida por un dispositivo de imágenes médicas es necesaria para aplicaciones de archivo y telemedicina . En la mayoría de los escenarios, se utiliza un capturador de fotogramas para capturar la señal de video del dispositivo médico y transmitirla a una computadora para su procesamiento y operaciones posteriores.

DICOM

El estándar de comunicación e imágenes digitales en medicina (DICOM) se utiliza a nivel mundial para almacenar, intercambiar y transmitir imágenes médicas. El estándar DICOM incorpora protocolos para técnicas de imagen como radiografía, tomografía computarizada (TC), imágenes por resonancia magnética (IRM), ultrasonido y radioterapia.

Compresión de imágenes médicas

Las técnicas de imágenes médicas producen una gran cantidad de datos, especialmente de las modalidades de TC, MRI y PET. Como resultado, el almacenamiento y las comunicaciones de datos de imágenes electrónicas son prohibitivos sin el uso de compresión. El estándar DICOM utiliza la compresión de imágenes JPEG 2000 para el almacenamiento y transmisión de imágenes médicas. El costo y la viabilidad de acceder a grandes conjuntos de datos de imágenes en anchos de banda bajos o varios se abordan aún más mediante el uso de otro estándar DICOM, llamado JPIP , para permitir la transmisión eficiente de los datos de imagen comprimidos JPEG 2000 .

Imágenes médicas en la nube

Ha habido una tendencia creciente a migrar de un PACS local a un PACS basado en la nube . Un artículo reciente de Applied Radiology decía: "A medida que el ámbito de las imágenes digitales se adopta en toda la empresa de atención médica, la rápida transición de terabytes a petabytes de datos ha puesto a la radiología al borde de la sobrecarga de información . La computación en la nube ofrece el departamento de imágenes del futuro las herramientas para gestionar los datos de forma mucho más inteligente ".

Uso en ensayos clínicos farmacéuticos

Las imágenes médicas se han convertido en una herramienta importante en los ensayos clínicos, ya que permiten un diagnóstico rápido con visualización y evaluación cuantitativa.

Un ensayo clínico típico pasa por múltiples fases y puede tardar hasta ocho años. Los criterios de valoración o resultados clínicos se utilizan para determinar si la terapia es segura y eficaz. Una vez que un paciente alcanza el punto final, generalmente se lo excluye de la interacción experimental adicional. Los ensayos que se basan únicamente en criterios de valoración clínicos son muy costosos, ya que tienen una larga duración y tienden a necesitar un gran número de pacientes.

A diferencia de los criterios de valoración clínicos, se ha demostrado que los criterios de valoración sustitutos reducen el tiempo necesario para confirmar si un fármaco tiene beneficios clínicos. Los biomarcadores de imagen (característica que se mide objetivamente mediante una técnica de imagen, que se utiliza como indicador de la respuesta farmacológica a una terapia) y los criterios de valoración sustitutos han demostrado que facilitan el uso de grupos pequeños, obteniendo resultados rápidos con buen poder estadístico.

Las imágenes pueden revelar cambios sutiles que son indicativos de la progresión de la terapia que pueden pasar por alto con enfoques tradicionales más subjetivos. El sesgo estadístico se reduce ya que los hallazgos se evalúan sin ningún contacto directo con el paciente.

Las técnicas de imagen como la tomografía por emisión de positrones (PET) y la resonancia magnética (MRI) se utilizan de forma rutinaria en las áreas de oncología y neurociencia. Por ejemplo, la medición de la contracción del tumor es un criterio de valoración sustituto de uso común en la evaluación de la respuesta de un tumor sólido. Esto permite una evaluación más rápida y objetiva de los efectos de los medicamentos contra el cáncer. En la enfermedad de Alzheimer , las imágenes por resonancia magnética de todo el cerebro pueden evaluar con precisión la tasa de atrofia del hipocampo, mientras que las tomografías por emisión de positrones pueden medir la actividad metabólica del cerebro midiendo el metabolismo regional de la glucosa y las placas de beta-amiloide utilizando trazadores como el compuesto B de Pittsburgh (PiB). Históricamente se ha hecho menos uso de las imágenes médicas cuantitativas en otras áreas del desarrollo de fármacos, aunque el interés está creciendo.

Un ensayo basado en imágenes generalmente constará de tres componentes:

  1. Un protocolo de imágenes realista. El protocolo es un esquema que estandariza (en la medida de lo posible) la forma en que se adquieren las imágenes mediante las distintas modalidades ( PET , SPECT , CT , MRI ). Cubre los detalles en los que las imágenes deben almacenarse, procesarse y evaluarse.
  2. Un centro de imágenes que se encarga de recolectar las imágenes, realizar el control de calidad y brindar herramientas para el almacenamiento, distribución y análisis de datos. Es importante que las imágenes adquiridas en diferentes momentos se muestren en un formato estandarizado para mantener la confiabilidad de la evaluación. Ciertas organizaciones de investigación por contrato de imágenes especializadas brindan servicios de imágenes médicas de extremo a extremo, desde el diseño de protocolos y la administración del sitio hasta el aseguramiento de la calidad de los datos y el análisis de imágenes.
  3. Sitios clínicos que reclutan pacientes para generar las imágenes y enviarlas al centro de imágenes.

Blindaje

El plomo es el material principal utilizado para el blindaje radiográfico contra los rayos X dispersos.

En la formación de imágenes por resonancia magnética , existe un blindaje de radiofrecuencia de IRM , así como un blindaje magnético para evitar alteraciones externas de la calidad de la imagen.

Protección de la privacidad

Las imágenes médicas generalmente están cubiertas por las leyes de privacidad médica . Por ejemplo, en los Estados Unidos, la Ley de Portabilidad y Responsabilidad de Seguros de Salud (HIPAA) establece restricciones para que los proveedores de atención médica utilicen información médica protegida , que es cualquier información identificable individualmente relacionada con la salud física o mental pasada, presente o futura de cualquier persona. individual. Si bien no ha habido ninguna decisión legal definitiva al respecto, al menos un estudio ha indicado que las imágenes médicas pueden contener información biométrica que puede identificar de manera única a una persona y, por lo tanto, puede calificar como PHI.

Las pautas éticas del Consejo Médico General del Reino Unido indican que el Consejo no requiere consentimiento antes de los usos secundarios de imágenes de rayos X.

Industria

Las organizaciones de la industria de imágenes médicas incluyen fabricantes de equipos de imágenes, instalaciones de radiología independientes y hospitales.

El mercado global de dispositivos manufacturados se estimó en $ 5 mil millones en 2018. Los fabricantes notables en 2012 incluyeron Fujifilm , GE , Siemens Healthineers , Philips , Shimadzu , Toshiba , Carestream Health , Hitachi , Hologic y Esaote . En 2016, la industria manufacturera se caracterizó por ser oligopólica y madura; nuevos participantes incluidos en Samsung y Neusoft Medical .

En los Estados Unidos, una estimación de 2015 coloca el mercado estadounidense de escaneos de imágenes en aproximadamente $ 100 mil millones, con un 60% en hospitales y un 40% en clínicas independientes, como la cadena RadNet .

Derechos de autor

Estados Unidos

Según el capítulo 300 del Compendio de prácticas de la Oficina de derechos de autor de EE. UU. , "La Oficina no registrará obras producidas por una máquina o un mero proceso mecánico que opere aleatoria o automáticamente sin ningún aporte creativo o intervención de un autor humano". incluyendo "Imágenes médicas producidas por rayos X, ultrasonidos, imágenes por resonancia magnética u otro equipo de diagnóstico". Esta posición difiere de las amplias protecciones de derechos de autor otorgadas a las fotografías. Si bien el Compendio de derechos de autor es una interpretación legal de la agencia y no es legalmente vinculante, es probable que los tribunales le den deferencia si lo consideran razonable. Sin embargo, no existe una jurisprudencia federal de los EE. UU. Que aborde directamente el tema de la propiedad intelectual de las imágenes de rayos X.

Derivados

En un derivado de una imagen médica creada en los EE. UU., Las anotaciones y explicaciones agregadas pueden tener derechos de autor, pero la imagen médica en sí sigue siendo de dominio público.

La Ley de derechos de autor de los Estados Unidos en 17 USC § 101 proporciona una definición extensa del término trabajo derivado :  

Una “obra derivada” es una obra basada en una o más obras preexistentes, como una traducción ... reproducción de arte, resumen, condensación o cualquier otra forma en la que una obra pueda ser refundida, transformada o adaptada. Un trabajo consistente en revisiones editoriales, anotaciones, elaboraciones u otras modificaciones que, en su conjunto, representen un trabajo original de autoría, es un “trabajo derivado”.

17 USC  § 103 (b) establece:

El derecho de autor en una compilación o trabajo derivado se extiende solo al material aportado por el autor de dicho trabajo, a diferencia del material preexistente empleado en el trabajo, y no implica ningún derecho exclusivo sobre el material preexistente. Los derechos de autor de dicho trabajo son independientes y no afectan ni amplían el alcance, la duración, la propiedad o la subsistencia de cualquier protección de derechos de autor en el material preexistente.

Alemania

En Alemania, las imágenes de rayos X , así como las imágenes de resonancia magnética , ultrasonido médico , PET y gammagrafía están protegidas por derechos relacionados (similares a los derechos de autor) o derechos conexos . Esta protección no requiere creatividad (como sería necesaria para la protección regular de los derechos de autor) y dura solo 50 años después de la creación de la imagen, si no se publica dentro de los 50 años o 50 años después de la primera publicación legítima. La letra de la ley otorga este derecho al "Lichtbildner", es decir, la persona que creó la imagen. La literatura parece considerar uniformemente al médico, dentista o veterinario como el titular de los derechos, lo que puede resultar de la circunstancia de que en Alemania muchas radiografías se realizan en entornos ambulatorios.

Reino Unido

Las imágenes médicas creadas en el Reino Unido normalmente estarán protegidas por derechos de autor debido al "alto nivel de habilidad, trabajo y juicio necesarios para producir una radiografía de buena calidad, especialmente para mostrar el contraste entre los huesos y varios tejidos blandos". La Sociedad de Radiógrafos cree que estos derechos de autor son propiedad del empleador (a menos que el radiógrafo sea un trabajador autónomo, aunque incluso entonces su contrato podría requerir que transfieran la propiedad al hospital). Este propietario de derechos de autor puede otorgar ciertos permisos a quien desee, sin renunciar a la propiedad de los derechos de autor. Por lo tanto, el hospital y sus empleados tendrán permiso para utilizar dichas imágenes radiográficas para los diversos fines que requieran para la atención médica. Los médicos empleados en el hospital tendrán, en sus contratos, el derecho a publicar la información del paciente en artículos de revistas o libros que escriban (siempre que sean anónimos). A los pacientes también se les puede otorgar permiso para "hacer lo que quieran con" sus propias imágenes.

Suecia

La Ley Cibernética de Suecia establece: "Las imágenes pueden protegerse como obras fotográficas o como imágenes fotográficas. La primera requiere un mayor nivel de originalidad; la segunda protege todo tipo de fotografías, también las tomadas por aficionados, o dentro de la medicina o la ciencia. La protección requiere el uso de algún tipo de técnica fotográfica, que incluye cámaras digitales así como hologramas creados por técnica láser. La diferencia entre los dos tipos de trabajo es el plazo de protección, que asciende a setenta años después de la muerte del autor de una obra fotográfica en contraposición a cincuenta años, a partir del año en que se tomó la fotografía ".

Es posible que la formación de imágenes médicas se incluya en el alcance de la "fotografía", de manera similar a una declaración de los Estados Unidos de que "las imágenes de resonancia magnética, tomografías computarizadas y similares son análogas a la fotografía".

Ver también

Notas

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos