Ver huesos (sin morir en el intento) con ayuda de la física
Hace tiempo, casi a finales del siglo XIX —hace bastante poco en realidad—, la única manera de observar dentro del cuerpo humano y comprobar si un hueso estaba roto o chueco era realizando una incisión, es decir, abrir el cuerpo.
Pero sabemos que este tipo de prácticas conlleva riesgos de infección. Riesgos letales en aquellas épocas (aparte de que no había anestesia[1]).
Y… ¿qué tiene que ver la física en todo esto?
Pues en 1895, mientras el profesor Wilhelm Conrad Röntgen trabajaba en su laboratorio, descubrió un tipo de radiación que permitía ver incluso debajo de la piel. En aquel momento lo primero que hizo fue llamar a su esposa, Anna, y hacer que ella colocara su mano izquierda por más de 15 minutos en aquel extraño aparato. Gracias a esto se obtuvo la primera radiografía, en la que se podían distinguir los huesos de la mano y hasta su anillo de matrimonio.
Por este descubrimiento se le otorgó al profesor Wilhelm el primer Premio Nobel de Física, allá en 1901.
Y así, el uso de estos rayos no tardó en extenderse
Una de sus aplicaciones interesantes fue el podoscopio. Inventado en 1919 por el médico Jacob Lowe, el aparato tenía como objetivo tomar imágenes de los pies de los soldados lesionados sin quitarse las botas para poder acelerar el tratamiento de urgencia. Sin embargo, después de la guerra, este invento terminó en las zapaterías.
Se le conoció en Estados Unidos como “ajustador de calzado por fluoroscopia”, este aparato permitía observar el ajuste óptimo del zapato y del pie, consiguiendo que las madres de la época llevaran bien calzados a sus hijos.
¿Y cómo funcionan? ¿Por qué estos aparatos nos permiten ver los huesos?
Observemos la estructura de uno de estos aparatos.
En ella vemos, de abajo hacia arriba, una fuente (tubo) de rayos X, luego los pies y después un detector (pantalla de visualización).
Ahora, los rayos X son radiación electromagnética, similar a la luz visible. Sin embargo, tienen más energía, lo que les permite pasar a través de algunas cosas. Así, los rayos salen de la fuente, atraviesan, en cierta medida, nuestra piel, grasita, músculo… pero no pueden pasar a través de nuestros huesos, ya que los huesos son más densos y los absorben (y no solo huesos, sino objetos como metales, tumores…), por lo que se proyecta una “sombra” hacia el detector. Esa sombra es lo que nosotros vemos en las radiografías en tonos blancos y grises y nos permiten saber la posición y qué tan roto está un hueso, detectar tumores, y a veces hasta objetos raros dentro de nuestro cuerpo.
Hasta aquí todo se oye bien, pero ¿por qué los podoscopios ya no se usan?, además, ¿no que los rayos X tienen riesgos?
Para llegar a eso tenemos que hablar de los tipos de radiación.
Dependiendo de la cantidad de energía y los efectos que produce cuando entra en contacto con objetos las radiaciones se clasifican en ionizantes o no ionizantes.
Las radiaciones ionizantes tienen la energía suficiente como para ser capaces de arrancar algunos electrones de los átomos (esto no significa que siempre lo hagan, solo que sí pueden hacerlo). Así, si radiación ionizante entra en contacto con objetos (incluyendo seres vivos) algunos de los átomos que conforman sus moléculas podrían sufrir alteraciones, alterando a las moléculas. A las moléculas alteradas se les conoce como iones (de ahí el término “ionizante”) y en seres vivos estos iones pueden dañar a las células vivas.
Las no ionizantes, por otro lado, tienen menos energía y no son capaces de modificar los átomos, pero sí pueden hacerlos vibrar y con ello producir calor (como en los hornos microondas, ya que estos funcionan con radiación no ionizante que no modifica los alimentos, pero sí los calienta y hasta cuece).
Entonces, ¿dónde entran los Rayos X?
Los rayos X se catalogan como radiación ionizante. Es decir, pueden causar daños atómicos en nuestras moléculas (producir iones), y a su vez estos iones pueden llegar a dañar nuestras células. Aunque claro, estas consecuencias dependen de la cantidad de tiempo, la intensidad (dosis) de los rayos y el número de ocasiones en las que nos hayamos expuesto. Así que es prácticamente seguro que nos hagamos una radiografía cuando el médico necesite comprobar si tenemos un hueso roto, cuando necesitemos hacernos un tratamiento en los dientes o para saber si existe algún objeto raro dentro de nuestro cuerpo. Sin embargo, no se recomienda hacerse radiografías más allá de las estrictamente necesarias.
Nada de esto se sabía cuando el profesor Wilhelm le hizo la primera radiografía a la mano de su esposa, ni cuando los zapateros pasaban hasta 2 minutos observando los pies de cada niño en aquellas zapaterías (que actualmente equivaldrían a 400 radiografías por minuto), por lo que, aunque no se sabe con certeza los efectos a largo plazo que tanta radiación tuvo en todas aquellas personas, se han descrito casos de vendedores de zapatos que después de tanta exposición desarrollaron problemas en la piel de sus propios pies, y científicos que, investigando la radiación, terminaron con problemas de salud.
Así que, aunque en la actualidad hay muchas leyes y mucha investigación acerca del uso médico de los rayos X, y estos son esenciales en muchos procedimientos, es preferible no ver nuestros huesos con rayos X a menos de que sea necesario.
[1] La anestesia no se comenzó a usar sino hasta 1840
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Referencias
Rodríguez Salvador, J. J. (2013). «Pedoscope»: fluoroscopia de ajuste de calzado. Imagen Diagnóstica, 4(2), 69–71. Recuperado de: https://doi.org/10.1016/j.imadi.2013.06.001
D.G.C.G. (2005). ANNA BERTHA ROENTGEN (1833–1919): LA MUJER DETRAS DEL HOMBRE. Revista chilena de radiología. https://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-93082005000400006
de Alba-Quintanilla, F., de Alba-Guevara, C. A., & Casian-Castellanos, G. A. (2020). La prensa y los rayos X en México a finales del siglo XIX. Revista Anales de Radiología México, 19(3). https://doi.org/10.24875/arm.19000044
Tirado LR, González FD, Sir FJ. Uso controlado de los rayos X en la práctica odontológica. Rev Cienc Salud. 2015;13(1): 99-112
Fuentes de las imágenes por orden de aparición
Historia de la primera radiografía
«Pedoscope»: fluoroscopia de ajuste de calzado‘Pedoscope’: Shoe-fitting fluoroscopy.
Hormona para potenciar la quimioterapia frente al cáncer de pulmón
¿Qué hacer cuando un niño traga un objeto? – Radiografías de cuerpos extraños
