Imágenes médicas
Técnica y proceso de creación de representaciones visuales del interior de un cuerpo.
Imágenes médicas
Un fotograma de una tomografía computarizada del tórax que muestra el corazón y los pulmones.
CIE-10-PCSB
CIE-987-88
Malla003952 D 003952
Código OPS-3013
MedlinePlus007451

La imagenología médica es la técnica y el proceso de obtención de imágenes del interior de un cuerpo para su análisis clínico y la intervención médica, así como la representación visual de la función de algunos órganos o tejidos ( fisiología ). La imagenología médica busca revelar estructuras internas ocultas por la piel y los huesos, así como diagnosticar y tratar enfermedades . La imagenología médica también establece una base de datos de anatomía y fisiología normales para hacer posible la identificación de anomalías. Aunque la obtención de imágenes de órganos y tejidos extirpados se puede realizar por razones médicas, dichos procedimientos suelen considerarse parte de la patología en lugar de la imagenología médica. [ cita requerida ]

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 representación como un gráfico de parámetros en función del tiempo o mapas que contienen datos sobre las ubicaciones de las mediciones. En una comparación limitada, estas tecnologías pueden considerarse formas de imágenes médicas en otra disciplina de la instrumentación médica .

En 2010, se habían realizado 5 mil millones de estudios de imágenes médicas en todo el mundo. [1] La exposición a la radiación de las imágenes médicas en 2006 representó aproximadamente el 50% de la exposición total a la radiación ionizante en los Estados Unidos. [2] Los equipos de imágenes médicas se fabrican utilizando tecnología de la industria de semiconductores , incluidos chips de circuitos integrados CMOS , dispositivos semiconductores de potencia , sensores como sensores de imagen (en particular sensores CMOS ) y biosensores , y procesadores como microcontroladores , microprocesadores , procesadores de señales digitales , procesadores de medios y dispositivos de sistema en chip . En 2015 , los envíos anuales de chips de imágenes médicas ascienden a 46 millones de unidades y 1100 millones de dólares . [3][actualizar] 

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

Tipos

Radiografía simple de muñeca y mano.

En el contexto clínico, las imágenes médicas con "luz invisible" generalmente se equiparan a la radiología o a las "imágenes clínicas". 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 con luz visible. La interpretación de las imágenes médicas generalmente la realiza un médico especializado en radiología, conocido como radiólogo ; sin embargo, esto puede ser realizado por cualquier profesional de la salud que esté capacitado y certificado en evaluación clínica radiológica. Cada vez más, la interpretación la realizan personas que no son médicos; por ejemplo, los radiólogos con frecuencia se capacitan en interpretación como parte de una práctica ampliada. La radiología diagnóstica designa los aspectos técnicos de las imágenes médicas y, en particular, la adquisición de imágenes médicas. El radiólogo (también conocido como tecnólogo radiológico) generalmente es responsable de adquirir imágenes médicas de calidad diagnóstica; aunque otros profesionales pueden capacitarse en esta área, en particular, algunas intervenciones radiológicas realizadas por radiólogos se realizan sin un radiólogo. [ cita requerida ]

Como campo de investigación científica, la imagenología 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 dominio exclusivo de la ingeniería biomédica, la física médica y la 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 condición médica o el área de la ciencia médica ( neurociencia , cardiología , psiquiatría , psicología , etc.) en investigación. Muchas de las técnicas desarrolladas para la imagenología médica también tienen aplicaciones científicas e industriales . [4]

Radiografía

En el campo de la imagenología médica se utilizan dos formas de imágenes radiográficas: la radiografía de proyección y la fluoroscopia, siendo esta última útil para la guía de catéteres. 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 imagenología utiliza un haz ancho de rayos X para la adquisición de imágenes y es la primera técnica de imagenología 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. Se utilizan medios de contraste , como bario, yodo y aire, 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 imágenes para convertir la radiación en una imagen después de que haya pasado por el área de interés. Al principio, se trataba de una pantalla fluorescente, que dio paso a un amplificador de imágenes (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. [ cita requerida ]
  • 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 de medios de contraste radiopacos , como el bario , también se pueden utilizar para visualizar la estructura del estómago y los intestinos, lo que puede ayudar a diagnosticar úlceras o ciertos tipos de cáncer de colon . [ cita requerida ]

Imágenes por resonancia magnética

Un fotograma de una resonancia magnética de la cabeza que muestra los ojos y el cerebro.

Un instrumento de imágenes por resonancia magnética ( escáner de MRI ), o escáner de "imágenes por resonancia magnética nuclear ( RMN )", como se lo conocía originalmente, utiliza imanes potentes para polarizar y excitar los núcleos de hidrógeno (es decir, protones individuales ) de las moléculas de agua en el tejido humano, produciendo una señal detectable que se codifica espacialmente, lo que da como resultado imágenes del cuerpo. [5] La máquina de MRI 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 que se va a examinar. El pulso de RF es absorbido por los 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" para volver a 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 (del cual los protones son un ejemplo) se denomina 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 (normalmente de 1,5 a 3 teslas ) para polarizar los núcleos de hidrógeno, llamado campo primario; campos de gradiente que se pueden modificar para variar en el espacio y el tiempo (del orden de 1 kHz) para la codificación espacial, a menudo simplemente llamados gradientes; y un campo de radiofrecuencia (RF) espacialmente homogéneo para la manipulación de los núcleos de hidrógeno para producir señales mensurables, recogidas a través de una antena de RF . [ cita requerida ]

Al igual que la TC , la RMN crea tradicionalmente una imagen bidimensional de una "rebanada" delgada del cuerpo y, por lo tanto, se considera una técnica de obtención de imágenes tomográficas . Los instrumentos de RMN modernos son capaces de producir imágenes en forma de bloques 3D, que pueden considerarse una generalización del concepto tomográfico de una sola rebanada. A diferencia de la TC, la RMN 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 RMN 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 el tema de cierto debate; consulte "Seguridad" en RMN ) y, por lo tanto, no hay límite para la cantidad de exploraciones a las que se puede someter a un individuo, a diferencia de los rayos X y la TC . Sin embargo, existen riesgos para la salud bien identificados asociados con el calentamiento del tejido por 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 exploración utilizados. [ cita requerida ]

Debido a que la TC y la RMN 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 ser 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 RMN, si bien se puede utilizar cualquier núcleo con un espín nuclear neto, el protón del átomo de hidrógeno sigue siendo el más utilizado, especialmente en el ámbito 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 logra con la RMN. [6] [ cita requerida ]

Se pueden utilizar varias secuencias de pulsos diferentes para obtener imágenes de diagnóstico específicas por resonancia magnética (IRM multiparamétrica o mpMRI). Es posible diferenciar las características de los tejidos combinando dos o más de las siguientes secuencias de imágenes, según la información que se busque: imágenes ponderadas en T1 (T1-MRI), imágenes ponderadas en T2 (T2-MRI), imágenes ponderadas por difusión (DWI-MRI), mejora del 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 imágenes ponderadas en T2 solas. [7] El número 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 tumores cancerosos. [8] [9] [10]

Medicina nuclear

La medicina nuclear abarca tanto el diagnóstico por imágenes como el tratamiento de enfermedades, y también puede denominarse medicina molecular o imágenes moleculares y terapéutica. [11] La medicina nuclear utiliza ciertas 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 basado en la función para la evaluación médica tiene aplicaciones útiles en la mayoría de las subespecialidades, en particular la oncología, la neurología y la cardiología. Las cámaras gamma y los escáneres PET se utilizan, por ejemplo, en la gammagrafía, la SPECT y la 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 el tejido biológicamente activo en el cuerpo y se pueden utilizar 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 ("scint") es una forma de prueba diagnóstica en la que se toman radioisótopos por vía interna, por ejemplo, intravenosa u oral. Luego, las cámaras gamma capturan y forman imágenes bidimensionales [12] a partir de la radiación emitida por los radiofármacos.
  • La SPECT es una técnica tomográfica tridimensional que utiliza datos de una cámara gamma de muchas proyecciones y puede reconstruirse en diferentes planos. Una cámara gamma con cabezal detector doble combinada con un escáner CT, que proporciona la localización de datos funcionales de la SPECT, se denomina cámara SPECT-CT y ha demostrado ser útil para avanzar en el campo de la obtención de imágenes moleculares. En la mayoría de las demás modalidades de obtención de imágenes médicas, la energía pasa a través del cuerpo y los detectores leen la reacción o el resultado. En la obtención de imágenes SPECT, se inyecta al paciente un radioisótopo, más comúnmente talio 201TI, tecnecio 99mTC, yodo 123I y galio 67Ga. [13] Los rayos gamma radiactivos se emiten a través del cuerpo a medida que tiene lugar el proceso natural de descomposición de estos isótopos. Las emisiones de los rayos gamma son captadas por detectores que rodean el cuerpo. Esto significa esencialmente que el ser humano es ahora la fuente de la radiactividad, en lugar de los dispositivos de obtención de imágenes médicas, como los rayos X o la TC.
  • La tomografía por emisión de positrones (PET) utiliza la detección de coincidencias para obtener imágenes de los procesos funcionales. El isótopo emisor de positrones de vida corta, como el 18 F , se incorpora a una sustancia orgánica como la glucosa , lo que crea F18-fluorodesoxiglucosa, que se puede utilizar como marcador de la utilización metabólica. Las imágenes de la distribución de la actividad en todo el cuerpo pueden mostrar tejido de rápido crecimiento, como un tumor, una metástasis o una infección. Las imágenes PET se pueden ver en comparación con las tomografías computarizadas para determinar un correlato anatómico. Los escáneres modernos pueden integrar la PET, lo que permite que la PET-CT o la PET-MRI optimicen la reconstrucción de imágenes involucrada en la obtención de imágenes de positrones. Esto se realiza en el mismo equipo sin mover físicamente al paciente del gantry. El híbrido resultante de información de imágenes funcionales y anatómicas es una herramienta útil en el diagnóstico no invasivo y el manejo 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 se pueden correlacionar (lo que se denomina registro de imágenes) colocando un marcador fiduciario en el área obtenida por ambos sistemas. En este caso, se debe utilizar un marcador que sea visible en las imágenes producidas por ambas modalidades de imágenes. 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 (IRM). [14] De manera similar, los puntos fiduciales establecidos durante la IRM se pueden correlacionar con imágenes cerebrales generadas por magnetoencefalografía para localizar la fuente de actividad cerebral.

Ultrasonido

Imagen de ultrasonido que muestra el hígado, la vesícula biliar y el conducto biliar común.

La ecografía médica utiliza ondas sonoras de banda ancha de alta frecuencia en el rango de los megahercios que se reflejan en el tejido en distintos grados para producir imágenes (hasta en 3D). Esto se asocia comúnmente con la obtención de imágenes del feto en mujeres embarazadas. Sin embargo, los usos de la ecografía 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 TC o la RMN, tiene varias ventajas que la 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 moteado que se puede utilizar en elastografía . La ecografía también se utiliza como una herramienta de investigación popular para capturar datos sin procesar, que se pueden poner a disposición a través de una interfaz de investigación de ecografía , con el propósito de caracterizar el tejido e implementar nuevas técnicas de procesamiento de imágenes. Los conceptos de la ecografía difieren de otras modalidades de obtención de imágenes médicas en el hecho de que se opera mediante 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 se devolverá a intervalos separados. Se puede definir una ruta de ondas sonoras reflejadas en una estructura multicapa mediante una impedancia acústica de entrada (onda sonora de ultrasonido) y los coeficientes de reflexión y transmisión de las estructuras relativas. [13] 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 gravemente enfermos en unidades de cuidados intensivos, evitando el peligro causado 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) está compuesta a partir de mapas de presión 2D (B) registrados en el proceso de examen del fantasma de tejido (A).

La elastografía es una modalidad de imagen relativamente nueva que mapea las propiedades elásticas del tejido blando. Esta modalidad surgió en las últimas dos décadas. La elastografía es útil en diagnósticos médicos, ya que la elasticidad puede discernir tejido sano de tejido no sano para órganos/crecimientos específicos. Por ejemplo, los tumores cancerosos a menudo serán más duros que el tejido circundante, y los hígados enfermos son más rígidos que los sanos. [15] [16] [17] [18] Existen varias técnicas elastográficas basadas en el uso de ultrasonidos, imágenes por resonancia magnética e imágenes táctiles. El amplio uso clínico de la elastografía por ultrasonidos es el resultado de la implementación de tecnología en máquinas de ultrasonidos clínicos. Las principales ramas de la elastografía por ultrasonidos incluyen elastografía cuasiestática/imágenes de deformación, imágenes de elasticidad por ondas transversales (SWEI), imágenes de impulso de fuerza de radiación acústica (ARFI), imágenes de corte supersónico (SSI) y elastografía transitoria. [16] En la última década, se observa un aumento constante de actividades en el campo de la elastografía, lo que demuestra la aplicación exitosa de la tecnología en diversas áreas de diagnóstico médico y monitoreo de tratamientos.

Imágenes fotoacústicas

La obtención de imágenes fotoacústicas es una modalidad de obtención de imágenes biomédicas híbridas desarrollada recientemente y basada en el efecto fotoacústico. Combina las ventajas del contraste de absorción óptica con una resolución espacial ultrasónica para la obtención de imágenes profundas en régimen difusivo (óptico) o cuasi difusivo. Estudios recientes han demostrado que la obtención de imágenes fotoacústicas se puede utilizar in vivo para la monitorización de la angiogénesis tumoral, el mapeo de la oxigenación sanguínea, la obtención de imágenes cerebrales funcionales y la detección de melanomas cutáneos, entre otros.

Tomografía

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

La tomografía es la obtención de imágenes por cortes o secciones. Los principales métodos de obtención de imágenes médicas son:

  • La tomografía computarizada (TC) con rayos X , o Tomografía Axial Computarizada (TAC), es una técnica de tomografía helicoidal (de 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 está examinando y es captado por detectores de radiación sensibles después de haber penetrado 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 mayor carga de dosis de radiación ionizante 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 500-1000 detectores de centelleo [13] (geometría del escáner de TC de rayos X de cuarta generación). Anteriormente, en los escáneres de generaciones anteriores, el haz de rayos X se combinaba con una fuente y un detector de traslación. La tomografía computarizada ha reemplazado casi por completo a la tomografía de plano focal en la obtención de imágenes por tomografía de rayos X.
  • La tomografía por emisión de positrones (PET) también se utiliza junto con la tomografía computarizada, PET-CT y la resonancia magnética PET-MRI .
  • La resonancia magnética (RM) suele producir imágenes tomográficas de secciones transversales del cuerpo (consulte la sección sobre RM en este artículo).

Ecocardiografía

Cuando se utiliza la ecografía para obtener imágenes del corazón, se denomina ecocardiograma . La ecocardiografía permite ver las estructuras detalladas del corazón, incluido el tamaño de las cámaras, la función cardíaca, las válvulas del corazón y el pericardio (el saco que rodea el corazón). La ecocardiografía utiliza imágenes 2D, 3D y Doppler para crear imágenes del corazón y visualizar la sangre que fluye a través de cada una de las cuatro válvulas cardíacas. La ecocardiografía se utiliza 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 imágenes. 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 en la cama del paciente, lo que la convierte en la modalidad elegida por muchos médicos.

Espectroscopia funcional de infrarrojo cercano

La espectroscopia infrarroja cercana ( NIRS) es una técnica de obtención de imágenes no invasiva relativamente nueva. La espectroscopia infrarroja cercana (NIRS ) se utiliza con fines de obtención de imágenes neurológicas funcionales y ha sido ampliamente aceptada como técnica de obtención de imágenes cerebrales . [19]

Imágenes de partículas magnéticas

Mediante el uso de nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro , la obtención de imágenes por partículas magnéticas ( MPI ) es una técnica de diagnóstico por imágenes en desarrollo que se utiliza para rastrear nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro . La principal ventaja es la alta sensibilidad y especificidad , junto con la falta de disminución de la señal con la profundidad del tejido. La 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 ( en este caso, se muestra el volumen ) confiere una dosis de radiación al feto en desarrollo.

Las imágenes médicas pueden estar indicadas en el embarazo debido a complicaciones del embarazo , una enfermedad preexistente o una enfermedad adquirida en el embarazo, o atención prenatal de rutina . La resonancia magnética (RM) sin agentes de contraste , 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. [20] La radiografía de proyección , la tomografía computarizada y las imágenes de medicina nuclear resultan en cierto grado de exposición a la radiación ionizante , pero tienen, con algunas excepciones, dosis absorbidas mucho más bajas que las asociadas con el daño fetal. [20] En dosis más altas, los efectos pueden incluir aborto espontáneo , defectos de nacimiento y discapacidad intelectual . [20]

Maximizar el uso de procedimientos de diagnóstico por imágenes

La cantidad de datos obtenidos en una sola resonancia magnética o tomografía computarizada es muy extensa. Algunos de los datos que los radiólogos descartan 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. [21] 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. [22] [23]

Creación de imágenes tridimensionales

Se han desarrollado técnicas de representación de volumen para permitir que el software de escaneo por TC, MRI y ultrasonido produzca imágenes 3D para el médico. [24] Tradicionalmente, las tomografías computarizadas y las resonancias magnéticas producían una salida estática 2D en película. Para producir imágenes 3D, se realizan muchos escaneos y luego se combinan por computadoras para producir un modelo 3D, que luego puede ser manipulado por el médico. Las ecografías 3D se producen utilizando una técnica algo similar. En el diagnóstico de 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 conducto biliar común y cálculo en el conducto biliar común. Con la capacidad de visualizar estructuras importantes en gran detalle, los métodos de visualización 3D son un recurso valioso para el diagnóstico y el tratamiento quirúrgico de muchas patologías. Fue un recurso clave para el famoso, pero finalmente fallido intento de cirujanos singapurenses de separar a las gemelas 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 [ se necesita un ejemplo ] todavía 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 a las personas (especialmente a las personas discapacitadas) controlar dispositivos externos, actuando como una interfaz cerebro-computadora .

Muchas aplicaciones de software de imágenes médicas se utilizan para imágenes no diagnósticas, específicamente porque no tienen la aprobación de la FDA [25] y no se permite su uso en investigaciones clínicas para el diagnóstico de pacientes. [26] Tenga en cuenta que, de todos modos, muchos estudios de investigación clínica no están diseñados para el diagnóstico de pacientes. [27]

Archivado y grabación

Se utiliza principalmente en imágenes por ultrasonidos ; la captura de la imagen producida por un dispositivo de imágenes médicas es necesaria para aplicaciones de archivado y telemedicina . En la mayoría de los casos, se utiliza un capturador de imágenes para capturar la señal de video del dispositivo médico y transmitirla a una computadora para su posterior procesamiento y operaciones. [28]

DICOM

El estándar DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) se utiliza a nivel mundial para almacenar, intercambiar y transmitir imágenes médicas. El estándar DICOM incorpora protocolos para técnicas de obtención de imágenes como radiografía, tomografía computarizada (TC), resonancia magnética (RM), ultrasonido y radioterapia. [29]

Compresión de imágenes médicas

Las técnicas de imágenes médicas producen cantidades muy grandes de datos, especialmente de las modalidades de TC, RMN y PET. Como resultado, el almacenamiento y las comunicaciones de datos de imágenes electrónicas son prohibitivos sin el uso de compresión. [30] [31] La compresión de imágenes JPEG 2000 es utilizada por el estándar DICOM para el almacenamiento y la transmisión de imágenes médicas. El costo y la viabilidad de acceder a grandes conjuntos de datos de imágenes a través de anchos de banda bajos o diversos se abordan además mediante el uso de otro estándar DICOM, llamado JPIP , para permitir la transmisión eficiente de los datos de imágenes comprimidas JPEG 2000 .

Imágenes médicas en la nube

Existe una tendencia creciente a migrar de sistemas PACS locales a sistemas PACS basados ​​en la nube . Un artículo reciente de Applied Radiology decía: "A medida que el ámbito de la imagenología digital se va extendiendo por 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 al departamento de imagenología del futuro las herramientas para gestionar los datos de forma mucho más inteligente". [32]

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 varias fases y puede durar 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 criterio de valoración, generalmente se lo excluye de cualquier interacción experimental posterior. 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 indirectos reducen el tiempo necesario para confirmar si un fármaco tiene beneficios clínicos. Se ha demostrado que los biomarcadores de imagen (una 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 indirectos facilitan el uso de grupos pequeños, lo que permite obtener resultados rápidos con un buen poder estadístico. [33]

Las imágenes permiten revelar cambios sutiles que indican la progresión de la terapia y que podrían pasar desapercibidos con métodos tradicionales más subjetivos. El sesgo estadístico se reduce ya que los hallazgos se evalúan sin contacto directo con el paciente.

Las técnicas de imagen como la tomografía por emisión de positrones (PET) y la resonancia magnética (MRI) se utilizan rutinariamente en las áreas de oncología y neurociencia. [34] [35] [36] [37] Por ejemplo, la medición de la reducción tumoral es un punto final sustituto comúnmente utilizado en la evaluación de la respuesta del 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 exploraciones de MRI de todo el cerebro pueden evaluar con precisión la tasa de atrofia del hipocampo, [38] [39] mientras que las exploraciones PET pueden medir la actividad metabólica del cerebro midiendo el metabolismo regional de la glucosa, [33] y las placas beta-amiloide utilizando trazadores como el compuesto B de Pittsburgh (PiB). Históricamente se ha hecho menos uso de la imagen médica cuantitativa en otras áreas del desarrollo de fármacos , aunque el interés está creciendo. [40]

Un ensayo basado en imágenes generalmente constará de tres componentes:

  1. Un protocolo de obtención de imágenes realista. El protocolo es un esquema que estandariza (en la medida de lo posible) la forma en que se adquieren las imágenes utilizando las distintas modalidades ( PET , SPECT , CT , MRI ). Abarca los detalles específicos en los que se deben almacenar, procesar y evaluar las imágenes.
  2. Un centro de imágenes que se encarga de recopilar las imágenes, realizar el control de calidad y proporcionar herramientas para el almacenamiento, la distribución y el análisis de los datos. Es importante que las imágenes adquiridas en diferentes momentos se muestren en un formato estandarizado para mantener la fiabilidad de la evaluación. Algunas organizaciones de investigación por contrato especializadas en imágenes proporcionan servicios de imágenes médicas de principio a fin, desde el diseño de protocolos y la gestión del sitio hasta el control de calidad de los datos y el análisis de imágenes.
  3. Sitios clínicos que reclutan pacientes para generar las imágenes para enviarlas al centro de imágenes.

Riesgos y cuestiones de seguridad

Las imágenes médicas pueden provocar daños a los pacientes y a los proveedores de atención médica debido a la exposición a radiación ionizante , contraste yodado , campos magnéticos y otros peligros. [41]

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

En la resonancia magnética , existe protección de RF de MRI , así como protección magnética, para evitar perturbaciones externas en la calidad de la imagen. [42]

Protección de la privacidad

Las imágenes médicas generalmente están cubiertas por leyes de privacidad médica . Por ejemplo, en los Estados Unidos, la Ley de Portabilidad y Responsabilidad del Seguro Médico (HIPAA, por sus siglas en inglés) establece restricciones para los proveedores de atención médica sobre el uso de información médica protegida , que es cualquier información de identificación individual relacionada con la salud física o mental pasada, presente o futura de cualquier individuo. [43] 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. [44]

Las directrices éticas del Consejo Médico General del Reino Unido indican que el Consejo no exige el consentimiento previo a usos secundarios de imágenes de rayos X. [45]

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. [46] [47] Los fabricantes notables a partir de 2012 incluyeron a Fujifilm , GE HealthCare , Siemens Healthineers , Philips , Shimadzu , Toshiba , Carestream Health , Hitachi , Hologic y Esaote . [48] En 2016, la industria manufacturera se caracterizó por ser oligopólica y madura; los nuevos participantes incluyeron a Samsung y Neusoft Medical . [49]

En Estados Unidos, una estimación de 2015 sitúa el mercado estadounidense de exploraciones por imágenes en unos 100 mil millones de dólares, de los cuales el 60 % se realiza en hospitales y el 40 % en clínicas independientes, como la cadena RadNet . [50]

Estados Unidos

Según el capítulo 300 del Compendio de Prácticas de la Oficina de Derechos de Autor de Estados Unidos , "la Oficina no registrará obras producidas por una máquina o un mero proceso mecánico que funcione de forma aleatoria o automática sin ningún aporte creativo o intervención de un autor humano", incluidas "imágenes médicas producidas por rayos X, ultrasonidos, imágenes por resonancia magnética u otros equipos de diagnóstico". [51] 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 estatutaria de la agencia y no es legalmente vinculante, es probable que los tribunales le den deferencia si lo consideran razonable. [52] Sin embargo, no existe jurisprudencia federal de Estados Unidos que aborde directamente la cuestión de la capacidad de protección por derechos de autor de las imágenes de rayos X.

Derivados

En un derivado de una imagen médica creada en EE. UU., las anotaciones y explicaciones agregadas pueden estar sujetas a derechos de autor, pero la imagen médica en sí sigue siendo de dominio público.

La Ley de Derechos de Autor de los Estados Unidos da una definición amplia del término obra derivada en 17 USC  § 101:

Una "obra derivada" es una obra basada en una o más obras preexistentes, como una traducción... [nota 1] reproducción artística, compendio, condensación o cualquier otra forma en la que una obra pueda ser reelaborada, transformada o adaptada. Una obra que consiste en revisiones editoriales, anotaciones, elaboraciones u otras modificaciones que, en su conjunto, representan una obra original de autoría, es una "obra derivada".

El artículo 17 USC  § 103(b) establece:

Los derechos de autor sobre una compilación o una obra derivada se extienden únicamente al material aportado por el autor de dicha obra, a diferencia del material preexistente empleado en la obra, y no implican ningún derecho exclusivo sobre el material preexistente. Los derechos de autor sobre dicha obra son independientes de, y no afectan ni amplían el alcance, la duración, la propiedad o la subsistencia de, cualquier protección de derechos de autor sobre el material preexistente.

Alemania

En Alemania, las imágenes de rayos X , así como las imágenes de resonancia magnética , ecografía médica , PET y gammagrafía están protegidas por derechos conexos (similares al derecho de autor) o derechos afines . [53] 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. [54] La letra de la ley otorga este derecho al "Lichtbildner", [55] es decir, la persona que creó la imagen. La literatura parece considerar uniformemente al médico, dentista o médico 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 requerido para producir una radiografía de buena calidad, particularmente para mostrar el contraste entre los huesos y los diversos tejidos blandos". [56] La Sociedad de Radiógrafos cree que este derecho de autor es propiedad del empleador (a menos que el radiólogo sea autónomo, aunque incluso en ese caso su contrato podría exigirle que transfiera la propiedad al hospital). Este propietario de los derechos de autor puede otorgar ciertos permisos a quien desee, sin renunciar a su propiedad de los derechos de autor. De modo que el hospital y sus empleados recibirán permiso para usar dichas imágenes radiográficas para los diversos fines que requieran para la atención médica. Los médicos empleados en el hospital recibirán, en sus contratos, el derecho a publicar información de los pacientes en artículos de revistas o libros que escriban (siempre que se mantengan anónimos). También se puede conceder a los pacientes permiso para "hacer lo que quieran con" sus propias imágenes.

Suecia

La Ley de Ciberseguridad de Suecia establece: "Las imágenes pueden protegerse como obras fotográficas o como imágenes fotográficas. Las primeras exigen un mayor nivel de originalidad; las segundas protegen todo tipo de fotografías, incluidas las tomadas por aficionados o en el ámbito de la medicina o la ciencia. La protección exige que se utilice algún tipo de técnica fotográfica, lo que incluye cámaras digitales y hologramas creados mediante técnicas láser. La diferencia entre los dos tipos de obras es el plazo de protección, que asciende a setenta años tras la muerte del autor de una obra fotográfica, en lugar de cincuenta años, a partir del año en que se tomó la fotografía fotográfica". [57]

Las imágenes médicas posiblemente puedan incluirse en el ámbito de la "fotografía", de manera similar a una declaración estadounidense de que "las imágenes de resonancia magnética, las tomografías computarizadas y similares son análogas a la fotografía". [58]

Véase también

Notas explicativas

  1. ^ arreglo musical, dramatización, ficcionalización, versión cinematográfica, grabación de sonido

Referencias

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    • Indirectamente, por una sentencia de un tribunal alemán de segunda instancia (LG Aachen, Urteil v. 16. Oktober 1985, Az. 7 S 90/85 [7]), que menciona los derechos de autor en las imágenes de rayos X, y por el Röntgenverordnung de Alemania, una regulación federal sobre la protección contra daños por rayos X, que en el §28 Abs. 5 menciona dos veces al "Urheber" (autor/creador) de imágenes de rayos X [8]. Archivado el 22 de diciembre de 2014 en Wayback Machine.
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