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Breve referencia a los Rayos X y a la Tomografía Axial Computarizada (TAC).

Los rayos X y sus derivados como la TAC, se basan en radiaciones electromagnéticas de altísima frecuencia que por un lado existen en la naturaleza (radioctividad) y por otro pueden ser creadas por el hombre. Son interesantes y por eso hacemos referencia a ellas en este blog, pero hay que decir que tienen menos interés para nosotros que la Electroencefalografía, la Electromiografía y la Resonamcia Magnética Nuclear. Aquellas simplemente penetran en el interior de la materia y la hacen visble, mientras que estas, las tres segundas, se interrelacionan con los fenómenos electromagnéticos de las células. Tienen en nuestra opinión mucho más futuro, sobre todo en materia de Cognotecnología, es decir, en tecnología relacionada con la mente, la inteligencia y la consciencia.
(La imagen muestra el interior de un escáner de TAC)

Los primeros son probablemente, como técnica, la más antigua de las que comentamos por lo que se refiere a su utilización para la visión del interior de la materia y muy especialmente para la del interior del cuerpo humano.

Se comenzaron a investigar en Inglaterra en el siglo XIX por parte de William Crookes (1832- 1919), conocido químico inglés y uno de los científicos más importantes en la Europa del Siglo XIX, quien construyó el llamado “tubo de Crookes” para investigar los efectos en ciertos gases al aplicarles descargas eléctricas.

Nicola Tesla los estudió también hacia 1887 en los Estados Unidos, pero fue el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1823), el que realmente los descubrió en 1895 en sentido práctico mientras estudiaba las propiedades de los rayos catódicos. Los llamó “rayos incógnita”, de donde deriva su nombre actual.

Como siempre ha ocurrido en la historia de la Humanidad este invento, por lo que se refiere a Roentgen, fue producto de la casualidad y resultado de aplicaciones prácticas (instrumentos hechos con las manos, déjenme decirlo así), en concreto, aplicaciones de un tubo de rayos catódicos con exposición de sus radiaciones a placas fotográficas, invento, este último, que también entonces eran una novedad.

La labor científica se producía en paralelo, y en este caso, con un cierto retraso, ya que fue el francés Henry Becquerel (1852-1908) el que descubrió en 1896 la existencia de radioactividad en los compuestos de uranio.

Algo más adelante el físico neozelandés radicado en Inglaterra Ernest Rutherford (1871-1937), mostró que la materia irradiaba tres tipos de ondas a las que llamó, alfa, beta y gamma. Los clasificó de acuerdo con la naturaleza de la carga eléctrica que poseen y su capacidad para penetrar la materia y ionizar el aíre. Fue el creador de un modelo atómico que luego perfeccionaron sus alumnos, Niels Bohr (1885–1962) y Robert Oppenheimer (1904-1967), y otros seguidores, en el que incluyó el núcleo y los electrones girando alrededor de el.

Los esposos Curie, Pierre (1859-1906) y su esposa Marie Skłodowska-Curie (1867-1934) fueron también estudiosos de la radioactividad en la misma época y descubridores del polonio y del radio.

La denominación rayos X, para lo que nos interesa aquí, designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de velar o impresionara las películas fotográficas. Los actuales sistemas digitales permiten la obtención y visualización de la imagen radiográfica directamente en una computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla. La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible). (1)

Como ondas electromagnéticas que son su naturaleza es la misma que las de las ondas de radio, las microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma, por ejemplo, es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen por la des-excitación de un nucleón (2) de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los rayos X surgen de fenómenos extranucleares, a nivel de la órbita electrónica, fundamentalmente producidos por desaceleración de electrones. La energía de los rayos X en general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma producidos naturalmente. Los rayos X son una radiación ionizante porque al interactuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es decir, origina partículas con carga (iones). (Según se puede ver en Rayos X)

La Tomografía Axial Computarizada (TAC), por otra parte, es una aplicación relativamente moderna de los rayos X (la primera tomografía completa de un cuerpo humano se realizó en Inglaterra en 1974) que hace fotografías detalladas de cortes axiales del cuerpo sometido a estudio. Al hacer múltiples fotografías de rayos X desde distintos ángulos es posible la reconstrucción exacta del cuerpo analizado contando con potentes ordenadores y software avanzado.

Por cierto que en el lenguaje corriente se suele conocer como “escáner” a la máquina de TAC, aunque como hemos dicho en posts anteriores, escáner es una denominación genérica aplicada a muchos otros aparatos.

Fueron los ingenieros electrónicos Allan McLeod Cormack (1924-1998), sudafricano nacionalizado americano, y Godfrey Newbold Hounsfield (1919-2004), inglés, los que desarrollaron esta tecnología, por la cual recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1979.

Los rayos X propiamente dichos se emplean mucho, como sabemos todos, en medicina, tanto para el diagnóstico de enfermedades como para su tratamiento, especialmente, esto último, en el caso del cáncer.

Tienen más utilidad en relación con el estudio de los huesos pero también tienen utilidad en el análisis de tejidos blandos, como los pulmones o incluso en el cerebro.

Para el estudio del cerebro, sin embargo, son mucho mejores las tecnologías y procedimientos ya mencionados, TAC, fRMI, e incluso, los relacionados con los ultrasonidos.

Para el objetivo de este blog, y dicho una vez más, estas tecnologías muestran lo importantes que son las ondas electromagnéticas y la interrelación que el hombre puede realizar con ellas entre el exterior de la materia y su interior a nivel de sus componentes más profundos, como son los átomos y las partículas elementales que los componen.

Llevamos muchos años utilizando estas ondas y relacionándonos a través de ellas con el interior de la materia, pero es previsible una explosión de aplicaciones nuevas a medida que se avanza en la tecnología digital, que se miniaturizan sus componentes y que profundizamos en el terreno de la Biología Molecular y en la Biotecnología.
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(1) P, significa en este caso Peta que designa una magnitud de 1015
(2) Nucleón, es todo componente del núcleo de un elemento, en general, neutrones y protones

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Doctor Ingeniero del ICAI y Catedrático de Economía Aplicada, Adolfo Castilla es también Licenciado en Económicas por la Universidad Autónoma de Madrid, Licenciado en Informática por la Universidad Politécnica de Madrid, MBA por Wharton School, Master en Ingeniería de Sistemas e Investigación Operativa por Moore School (Universidad de Pennsylvania). En la actualidad es asimismo Presidente de AESPLAN, Presidente del Capítulo Español de la World Future Society, Miembro del Alto Consejo Consultivo del Instituto de la Ingeniería de España, Profesor de Dirección Estratégica de la Empresa en CEPADE y en la Universidad Antonio de Nebrija.

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