Los rayos X no fueron desarrollados, sino descubiertos,
y fue un descubrimiento accidental. Durante las décadas
de 1870 y 1880 muchos laboratorios físicos universitarios
estaban investigando la conducción de los
rayos catódicos o electrones mediante un gran tubo de
cristal evacuado parcialmente conocido como tubo de
Crookes. Sir William Crookes era un inglés de origen
muy humilde que por propios méritos llegó a convertirse
en un genio.
El tubo que lleva su nombre fue el antecedente de las
modernas lámparas fluorescentes y de los tubos de rayos X.
Hubo muchos y diferentes tubos de Crookes; la mayoría de
ellos eran capaces de producir rayos X. Wilhelm Roentgen
estaba experimentando con un tipo de tubo de Crookes
cuando descubrió los rayos X .
El 8 de noviembre de 1895, Roentgen estaba trabajando
en su laboratorio de física en la Universidad de Würzburg,
en Alemania. Había dejado a oscuras su laboratorio
y había rodeado completamente el tubo de Crookes con
papel fotográfico negro para así poder ver mejor los efectos
de los rayos catódicos en el tubo. Sucedió que en una
estantería a pocos centímetros de distancia del tubo de
Crookes había una placa cubierta con platinocianida de
bario, un material fluorescente.
El papel negro que envolvía el tubo de Crookes evitó
que escapara ninguna luz visible del tubo, pero Roentgen
se dio cuenta de que la platinocianida de bario brillaba.
La intensidad del brillo aumentaba si la placa se acercaba
al tubo; por tanto, había pocas dudas acerca del estímulo
del brillo. Este brillo se denomina fluorescencia.
La reacción inmediata de Roentgen para investigar
esta «luz X», como él la denominó, fue interponer varios
materiales –madera, aluminio, ¡su mano!– entre el tubo
de Crookes y la placa fluorescente. ¡La «X» hacía referencia
a lo desconocido! El científico siguió investigando
de forma frenética durante varias semanas.
Las investigaciones iniciales de Roentgen fueron muy
rigurosas y pudo divulgar sus resultados experimentales
a la comunidad científica antes de finales de 1895. En
reconocimiento a este trabajo recibió el primer premio
Nobel de Física en 1901. Roentgen reconoció el valor de
este descubrimiento para la medicina. Él produjo y publicó
la primera imagen de rayos X médica a principios de
1896. Era una imagen de la mano de su mujer .
Hay muchos acontecimientos sorprendentes en torno
al descubrimiento de los rayos X que lo hacen destacar
entre los episodios notables de la historia de la humanidad.
Primero, el descubrimiento fue accidental. Segundo,
probablemente no menos de doce contemporáneos de
Roentgen ya habían observado previamente la radiación X,
pero ninguno de esos físicos reconoció su significado ni
lo investigó. Tercero, Roentgen persiguió su descubrimiento
con un vigor científico tal, que en poco menos de
1 mes había descrito la radiación X con prácticamente
todas las propiedades que conocemos hoy día.
Desarrollo De La Radiología Moderna
Hay dos tipos de examen con rayos X: la radiografía y la
fluoroscopia. La radiografía utiliza una película de rayos X
y por lo general un tubo de rayos X montado en el techo
sobre unos rieles que permiten desplazar el tubo en cualquier
dirección. Estos exámenes suministran al radiólogo
imágenes fijas.
La fluoroscopia se realiza habitualmente con un tubo de
rayos X que se encuentra bajo la mesa de exploración. Al
radiólogo se le proporcionan imágenes en movimiento en
un monitor de televisión o en una pantalla plana. Hay numerosas
variaciones de estos dos tipos de examen, pero en
general el equipamiento es similar.
Los voltajes de rayos X se miden en picos de kilovoltios
(kVp). Un kilovoltio (kV) es equivalente a 1.000 V
de potencial eléctrico. Las corrientes de rayos X se miden
en miliamperios (mA), donde el amperio (A) es la
medida de la corriente eléctrica. El prefijo mili significa
1/1.000 o 0,001.
Hoy día el voltaje y la corriente se suministran a los tubos
de rayos X a través de circuitos eléctricos bastante complicados,
pero en los tiempos de Roentgen sólo se disponía de generadores
estáticos. Aquellas unidades únicamente podían suministrar
corrientes de unos pocos miliamperios y voltajes de
hasta 50 kVp. Hoy día son normales 1.000 mA y 150 kVp.
Los procedimientos radiográficos que utilizaban este
equipo con tan grandes limitaciones de corriente eléctrica
y potencial a menudo requerían tiempos de exposición
de 30 minutos o más para una exploración satisfactoria.
Los tiempos largos de exposición producían una imagen
borrosa. Un desarrollo que ayudó a reducir este tiempo de
exposición fue la utilización de pantallas intensificadoras
fluorescentes asociadas a las placas de cristal fotográfico.
Se dice que Michael Pupin había demostrado las posibilidades
de una pantalla de intensificación radiográfica en 1896,
pero solamente muchos años después recibió un adecuado
uso y reconocimiento. Las radiografías durante el tiempo de
Roentgen se obtenían por exposición de una placa de vidrio
con una capa de emulsión fotográfica en uno de los lados.
Charles L. Leonard descubrió que si se exponían dos placas
de vidrio de rayos X con las capas de emulsión juntas, el tiempo
de exposición se reducía a la mitad y se mejoraba mucho la
imagen. La demostración de la radiografía de doble emulsión
se realizó en 1904, aunque no se comercializó hasta 1918.
Muchas de las placas de vidrio de alta calidad utilizadas
para radiografías venían de Bélgica u otros países europeos.
Este suministro se interrumpió durante la primera
guerra mundial, por lo que los radiólogos comenzaron a
utilizar película en lugar de placas de vidrio.
El ejército necesitaba un mayor número de servicios
radiológicos, por lo que se necesitaba un material para
sustituir las placas de vidrio. Este material fue el nitrato
de celulosa, y rápidamente se hizo evidente que era mejor
el material de sustitución que la placa de vidrio original.
El fluoroscopio fue desarrollado en 1898 por el inventor
americano Thomas A. Edison. El material fluorescente
original de Edison fue la platinocianida de bario,
un material de laboratorio muy utilizado. Edison investigó
las propiedades fluorescentes de más de 1.800 materiales,
incluidos el sulfito de cadmio zinc y el tungstato de calcio,
dos materiales que se usan actualmente.
No se sabe qué otros inventos hubiese desarrollado Edison
si hubiera continuado su investigación con los rayos X,
pero la abandonó cuando su ayudante y amigo durante largo
tiempo, Clarence Dally, sufrió una quemadura grave por
rayos X que requirió la amputación de ambos brazos. Dally
murió en 1904 y se cuenta como la primera víctima mortal
de los rayos X en Estados Unidos.
Un dentista de Boston, William Rollins, inventó dos
aparatos para reducir la exposición de los pacientes a los
rayos X y con ello reducir la posibilidad de quemadura
por rayos X antes del cambio al siglo xx. Rollins utilizaba
los rayos X para tomar imágenes de los dientes y descubrió
que restringiendo el haz de rayos X con una lámina
de plomo con un orificio en el centro, un diafragma, y
colocando un filtro de cuero o de aluminio se mejoraba la
calidad de las radiografías.
La primera aplicación de la colimación y la filtración tuvo
en general un seguimiento muy lento. Se reconoció más tarde
que estos aparatos reducían los riesgos de los rayos X.
Dos aportaciones simultáneas transformaron el uso de
los rayos X, que pasaron de ser una novedad en manos
de unos cuantos físicos a una especialidad médica a gran
escala y de gran valor. En 1907, H.C. Snook presentó una
fuente de potencia de alto voltaje sustitutiva, un transformador
sin interrupción, para las máquinas estáticas y las
espirales de inducción que estaban entonces en uso.
Aunque el transformador de Snook era muy superior a
otros aparatos, su capacidad excedía claramente la capacidad
del tubo de Crookes. Hasta el desarrollo del tubo de
Coolidge no se adoptó el uso del transformador de Snook
de forma general.
El tipo de tubo de Crookes que Roentgen utilizó en 1895
se utilizó durante unos cuantos años. Aunque los trabajadores
de rayos X hicieron ligeras modificaciones, permaneció
esencialmente sin variaciones hasta la segunda década
del siglo xx.
Tras numerosas comprobaciones médicas, William D.
Coolidge presentó su tubo de rayos X de cátodo caliente
a la comunidad médica en 1913. Inmediatamente fue evidente
su superioridad frente al tubo de Crookes. El tubo
de Coolidge consistía de un tubo de vacío que permitía seleccionar
los valores de intensidad y energía de los rayos X
de forma separada y con gran precisión. Esto no se había
conseguido con los tubos rellenos de gas, con los que era
difícil obtener los estándares necesarios para las técnicas de
exploración. Los tubos de rayos X utilizados en la actualidad
son versiones mejoradas del tubo de Coolidge.
La era de la radiografía moderna se inicia con el uso del
tubo de Coolidge con el transformador de Snook; sólo entonces
se hizo posible obtener picos de kilovoltios y niveles
de miliamperios aceptables. Pocos acontecimientos desde
entonces han influido tanto en la radiología diagnóstica.
En 1913, el alemán Gustav Bucky inventó la rejilla estacionaria
(«Glitterblende»); dos meses después solicitó
una segunda patente para una rejilla móvil. En 1915, el
norteamericano H. Potter, que probablemente no conocía
la existencia de la patente de Bucky debido a la primera
guerra mundial, también inventó una rejilla móvil. En su
favor cabe decir que Potter reconoció el trabajo de Bucky y
la rejilla de Potter-Bucky se presentó en 1921.
En 1946 se probó el tubo de amplificación de luz en
los Bell Telephone Laboratories y en 1950 se adaptó a la
fluoroscopia. Hoy día la fluoroscopia con intensificación de
imagen es de uso universal.
En cada una de las décadas recientes se han introducido
mejoras importantes en la imagen médica. Los ultrasonidos
diagnósticos aparecieron en la década de 1960, así como las
gammacámaras; la tomografía por emisión de positrones (PET,
positron emission tomography) y la tomografía computarizada
(TC) de rayos X se desarrollaron en la década de 1970. La
imagen por resonancia magnética (RM) se convirtió en una
modalidad aceptada en la década de 1980 y en la actualidad se
investiga la magnetoencefalografía (MEG).