Estructura y generación del tubo de Coolidge

La mayoría de los tubos de rayos X que se emplean en la actualidad son tubos de Coolidge modificados. Los tubos más grandes y potentes tienen anticátodos refrigerados por agua para impedir que se fundan por el bombardeo de electrones. El tubo antichoque, muy utilizado, es una modificación del tubo de Coolidge, con un mejor aislamiento de la carcasa (mediante aceite) y cables de alimentación conectados a tierra. Los aparatos como el betatrón se emplean para producir rayos X muy duros, de longitud de onda menor que la de los rayos gamma emitidos por elementos naturalmente radiactivos. (-Manual de radiologia para tecnicos, 2014)

Los rayos x

Los rayos X son un tipo de radiación llamada ondas electromagnéticas. Las imágenes de rayos X muestran el interior de su cuerpo en diferentes tonos de blanco y negro. Esto es debido a que diferentes tejidos absorben diferentes cantidades de radiación. El calcio en los huesos absorbe la mayoría de los rayos X, por lo que los huesos se ven blancos. La grasa y otros tejidos blandos absorben menos, y se ven de color gris. El aire absorbe la menor cantidad, por lo que los pulmones se ven negros. El uso más común de los rayos X es para ver huesos rotos, pero los rayos X se utilizan también para otros usos. (MedlinePlus, biblioteca nacional de medicina de los EEUU, 2017)


Por ejemplo, las radiografías de tórax pueden detectar neumonía. Las mamografías utilizan rayos X para detectar el cáncer de mama.
Cuando a usted le sacan una radiografía, es posible que deba usar un delantal de plomo para proteger algunas partes de su cuerpo. La cantidad de radiación que recibe de una radiografía es pequeña. Por ejemplo, una radiografía de tórax expone a una dosis de radiación similar a la cantidad que está naturalmente expuesto del ambiente por un periodo de 10 días.  (MedlinePlus, biblioteca nacional de medicina de los EEUU, 2017)

Radioactividad

La radioactividad, también denominada como radiactividad es un fenómeno de tipo físico a partir del cual los núcleos atómicos, que son las partes centrales de los átomos que disponen de carga positiva, de ciertos elementos químicos, son capaces de emitir radiaciones que pueden, entre otros hechos: impresionar placas radiográficas, ionizar los gases, atravesar cuerpos opacos frente a la luz normal, provocar fluorescencia. Por tal caso es que a las mismas se las denomina como radiaciones ionizantes.  (Páez., 2017)

Radiaciones: naturaleza y propiedades

La Radiación Solar

El Sol proporciona la energía necesaria para que exista vida en la Tierra. El Sol emite radiaciones a lo largo de todo el espectro electromagnético, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación solar alcanza la superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas más cortas son absorbidas por los gases de la atmósfera, fundamentalmente por el ozono.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)
fuente: https://i.ytimg.com/vi/GlK5Un-ctdI/maxresdefault.jpg

Tipos de radiación emitida por el sol

Infrarroja
Esta parte del espectro está compuesta por rayos invisibles que proporcionan el calor que permite mantener la Tierra caliente.
Visible
Esta parte del espectro, que puede detectarse con nuestros ojos, nos permite ver y proporciona la energía a las plantas para producir alimentos mediante la fotosíntesis.
Ultravioleta
No podemos ver esta parte del espectro, pero puede dañar nuestra piel si no está bien protegida, pudiendo producir desde quemaduras graves hasta cáncer de piel. (Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

Radiación y radiobiología

La radiación. Es una forma de energía que proviene de diversas fuentes, algunas creadas por el hombre como las máquinas de rayos X, y otras naturales como el Sol y el espacio exterior y de algunos materiales radioactivos como el uranio en la tierra. La exposición a esa energía conlleva algunos peligros para la salud de los seres vivos, incluidos los humanos.  (Páez., 2017)

Cantidades pequeñas de materiales radioactivos pueden encontrarse naturalmente en el aire que respiramos, en el agua que bebemos, en los alimentos que comemos y hasta en nuestros propios cuerpos. Esos elementos dentro del organismo causan lo que se conoce como exposición interna. (Páez., 2017) 

Tipos de Radiación

  •          Radiación electromagnética
  •          Radiación ionizante
  •          Radiación térmica
  •          Radiación de Vavílov-Cherenkov
  •          Radiación corpuscular
  •          Radiación solar
  •          Radiación de supervoltaje
  •          Radiación nuclear
Radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que suceden cuando un tejido vivo ha absorbido la energía cedida por las radiaciones ionizantes. Estos fenómenos son las lesiones que se producen y los mecanismos que aporta el organismo en funcionamiento para compensar esas lesiones.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016) 
Fuente: https://st2.depositphotos.com/2228340/11533/i/950/depositphotos_115334208-stock-photo-radiobiology-science-concept.jpg

Constitución del átomo

El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones. (Samaniego, 2017) 

Modelos atómicos

Modelo de Thomson 
Al ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico J. J. Thomson propuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondería a la carga positiva, que ocuparía la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones, más o menos como las uvas pasas en un pudin.(Samaniego, 2017) 

Experimento de Rutherford
El experimento de Rutherford sólo informaba de un núcleo pequeño y positivo, no aclaraba nada más). La carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones, que se hallan fuera del núcleo. El núcleo contiene, por tanto, protones en un número igual al de electrones de la corteza. El átomo estaba formado por un espacio fundamentalmente vacío, ocupado por electrones que giran a gran velocidad alrededor de un núcleo central muy denso y pequeño. (Samaniego, 2017) 

Modelo de Bohr.
El físico danés Niels Bohr ( Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida ( por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear.(Samaniego, 2017)

Modelo Mecano - Cuántico
Se inicia con los estudios del físico francés Luis De Broglie, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1929. Según De Broglie, una partícula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo, pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Al comportarse el electrón como una onda, es imposible conocer en forma simultánea su posición exacta y su velocidad, por lo tanto, sólo existe la probabilidad de encontrar un electrón en cierto momento y en una región dada en el átomo, denominando a tales regiones como niveles de energía. La idea principal del postulado se conoce con el nombre de Principio de Incertidumbre de Heisenberg, el cual en estricto rigor indica que "variables canónicamentes conjugadas no pueden determinarse simultáneamente con una precisión. (Samaniego, 2017) 

Elementos básicos de la física nuclear

Es una pequeña región central del átomo donde se encuentran distribuidos los neutrones y protones, partículas fundamentales del núcleo, que reciben el nombre de nucleones. (Samaniego, 2017)


La estabilidad del núcleo no puede explicarse por su acción eléctrica. Es más, la repulsión existente entre los protones produciría su desintegración. El hecho de que en el núcleo existan protones y neutrones es un indicador de que debe existir otra interacción más fuerte que la electromagnética que no está directamente relacionada con cargas eléctricas y que es mucho más intensa. Esta interacción se llama nuclear y es la que predomina en el núcleo. (Samaniego, 2017)

Radiaciones ionizantes

La radiación ionizante es un tipo de energía liberada por los átomos en forma de ondas electromagnéticas (rayos gamma o rayos X) o partículas (partículas alfa y beta o neutrones). La desintegración espontánea de los átomos se denomina radiactividad, y la energía excedente emitida es una forma de radiación ionizante. Los elementos inestables que se desintegran y emiten radiación ionizante se denominan radionúclidos. Cada radionúclido se caracteriza por el tipo de radiación que emite, la energía de la radiación y su semivida. (Organizacion Mundial de la Salud, 2016)


Radiaciones no ionizantes

Son aquellas que no poseen suficiente energía para arrancar un electrón del átomo, es decir, no son capaces de producir ionizaciones. (Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

Las radiaciones no ionizantes son de baja energía, es decir, no son capaces de ionizar la materia con la que interaccionan. Estas radiaciones se pueden clasificar en dos grandes grupos:

  • Radiaciones electromagnéticas. A este grupo pertenecen las radiaciones generadas por las líneas de corriente eléctrica o por campos eléctricos estáticos. Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área de las telecomunicaciones.
  • Radiaciones ópticas. Pertenecen a este grupo los rayos infrarrojos, la luz visible y la radiación ultravioleta.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

Sistema visual humano


El sistema visual humano (SVH) es el encargado de convertir las ondas electromagnéticas que pertenecen al espectro visible y que llegan hasta los ojos, en señales nerviosas que son interpretadas por el cerebro. 
La entrada al sistema visual es el globo ocular. En este órgano ocurre el proceso de transducción de la información derivada del campo visual. Es decir, la energía electromagnética del estímulo representado por la imagen, se transforma en información codificada que se envía a centros nerviosos donde es procesada.  (Ruiz, 2014)

Visto lateralmente desde el exterior, el globo ocular aparece como una esfera deformada, rodeada de una membrana blanca, la esclerótica, que en la parte anterior del ojo es transparente. Esta zona transparente tiene la forma de un disco ligeramente curvado, la córnea, a través del cual los rayos luminosos son orientados (refracción) para que caigan exactamente en la retina.  (Ruiz, 2014)
Los nervios ópticos alcanzan al quiasma óptico, estructura en la que se produce el cruce de parte de los axones de las células ganglionares al lado opuesto. Los axones que salen del quiasma óptico, forman los llamados los tractos ópticos los cuales se dirigen a los tálamos ipsilaterales correspondientes. Alcanzan a los ganglios geniculados laterales de dichos núcleos. Los axones que llegan al tálamo hacen relevo de la información en neuronas talámicas. Estas, a través de sus axones, inician una vía que va a termina en la corteza cerebral ipsilateral del polo occipital. Es el área visual primaria o corteza estriada o área V1 (Ruiz, 2014)

Color

Cuando hablamos de color de la luz estamos más bien refiriéndonos a la temperatura de dicha luz, ya que esta temperatura marcara la dominante de color.  

Las dominantes de color pueden englobarse en cálidas y frías.
El asunto de la temperatura de color es algo muy importante para el fotógrafo, por lo que conviene aprenderse bien la escala de temperaturas y también como usarla en nuestras cámaras.  (Muñoz, 2016) 

Los más novatos harán uso de la temperatura de color (mas conocido como balance de blancos) para intentar que la luz que aparece en la fotografía sea lo más fiel a la real.  
Sin embargo una vez das el siguiente paso en lo que a iluminación se refiere y llegas a comprender bien el balance de blancos, puedes usarlo de manera manual para crear fotos artísticas.  
El color de la luz depende de la frecuencia, que a su vez depende de la longitud de onda y la velocidad del frente de onda. La longitud de onda es un fenómeno oscilatorio que se caracteriza generalmente por la relación.  (Muñoz, 2016) 
Fuente: https://neilpatel-qvjnwj7eutn3.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2015/10/colors.jpg

Cualidades de la luz

Luminosidad: cantidad de luz que inside sobre una superficie. Determina la claridad u oscuridad de una imagen.
Tonalidad o matiz: Calidad de color de una luz; hablamos asi de luz amarilla, blanca o roja. (Max Luviano, 2015)

Conceptos relativos de la luz

Luz Visible

Está formada por radiación electromagnética cuyas longitudes de onda están comprendidas entre 400 y 700 nm.  
La luz es producida en la corteza atómica de los átomos, cuando un átomo por diversos motivos recibe energía puede que algunos de sus electrones pasen a capas electrónicas de mayor energía.
 (Muñoz, 2016) 

Los electrones son inestables en capas altas de mayor energía si existen niveles energéticos inferiores desocupados, por lo que tienden a caer hacia estos, pero al decaer hacia niveles inferiores emisión de fotones, cuyas frecuencias frecuentemente caen en el rango de frecuencias asociados a la luz que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de picómetros) hasta las ondas de radio kilómetros), pasando por el espectro visible (cuya longitud de onda está en micrómetro). 
El rango completo de longitudes de onda es lo que se denomina nanómetros) hasta la longitud de onda correspondiente a la conservación de la energía requiere un tipo especial visible. 
(Muñoz, 2016) 

La Absorción
La absorción de la luz consiste en que un cuerpo se quedó parte de la energía de la luz que llega. (Muñoz, 2016)  

La Reflexión De La Luz
A veces, los rayos de la luz que llegan a un cuerpo rebotan en él. Este fenómeno se llama reflexión de la luz.  
El ángulo con el que la luz sale reflejada de la superficie de un cuerpo (ángulo de reflexión) es igual al ángulo con el que llegó a dicha superficie (reflejan la mayor parte de la luz que les llega y que permite ver.  (Muñoz, 2016) 

Luz Infrarroja Y Termografía
Aplicación de luz infrarroja o termografía es el uso de una cámara de imágenes infrarrojas y medición para «ver» o «medir» la energía térmica que emite un objeto. La energía térmica o infrarroja es lo que su longitud de onda es muy larga para que la detecte el ojo humano. Dicho de otra manera, es la parte del espectro electromagnético que percibimos como calor. Incluso, los objetos muy fríos, tales como cubos de hielo, emiten luz infrarroja.  (Muñoz, 2016) 

Visualizando la Luz Infrarroja
Entre más alta sea la temperatura del objeto mayor será la radiación IR emitida. La luz ver lo que los ojos no. Las cámaras de termografía infrarroja producen imágenes de luz infrarroja visible o radiación de «calor» y proporcionan mediciones precisas de temperatura sin contacto. Casi cualquier cosa se calienta antes de que falle, lo que convierte a las cámaras infrarrojas en herramientas muy rentables y valiosas para el diagnóstico de diversas tareas; y como la industria se esfuerza por mejorar la eficacia de fabricación, el manejo de energía, el mejoramiento de la calidad del trabajador, emergen día con día nuevos usos para ellas. (Muñoz, 2016) 

Estructura y generación del tubo de Coolidge

La mayoría de los tubos de rayos X que se emplean en la actualidad son tubos de Coolidge modificados. Los tubos más grandes y potentes tienen anticátodos refrigerados por agua para impedir que se fundan por el bombardeo de electrones. El tubo antichoque, muy utilizado, es una modificación del tubo de Coolidge, con un mejor aislamiento de la carcasa (mediante aceite) y cables de alimentación conectados a tierra. Los aparatos como el betatrón se emplean para producir rayos X muy duros, de longitud de onda menor que la de los rayos gamma emitidos por elementos naturalmente radiactivos. (Thomas J. Bruno, 2018)


Biofísica de la percepción auditiva

La audición es la captación de las ondas sonoras que se propagan por el medio externo, primero llegan a nuestras orejas, que son transmitidos por los  conductos auditivos, aquí las ondas mueven estimulando las terminaciones nerviosas del nervio auditivo y finalmente se interpretan como sensaciones auditivas.  (Lüders, 2016)

Sonido
Sensación o impresión producida en el oído por un conjunto de vibraciones que se propagan por un medio elástico, como el aire. (Lüders, 2016)

Espectro visible 
Se llama espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible: el ojo humano típico responderá a longitudes de onda de 390 a 750 nm, aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 hasta 780 nm. Los arcoíris son un ejemplo de refracción del espectro visible. (Thomas J. Bruno, 2018)

Sistema visual humano
El sistema visual humano (SVH) es el encargado de convertir las ondas electromagnéticas que pertenecen al espectro visible y que llegan hasta los ojos, en señales nerviosas que son interpretadas por el cerebro.  (Ruiz, 2014)
La entrada al sistema visual es el globo ocular. En este órgano ocurre el proceso de transducción de la información derivada del campo visual. Es decir, la energía electromagnética del estímulo representado por la imagen, se transforma en información codificada que se envía a centros nerviosos donde es procesada.  (Ruiz, 2014)
Visto lateralmente desde el exterior, el globo ocular aparece como una esfera deformada, rodeada de una membrana blanca, la esclerótica, que en la parte anterior del ojo es transparente. Esta zona transparente tiene la forma de un disco ligeramente curvado, la córnea, a través del cual los rayos luminosos son orientados (refracción) para que caigan exactamente en la retina.  (Ruiz, 2014)
Los nervios ópticos alcanzan al quiasma óptico, estructura en la que se produce el cruce de parte de los axones de las células ganglionares al lado opuesto. Los axones que salen del quiasma óptico, forman los llamados los tractos ópticos los cuales se dirigen a los tálamos ipsilaterales correspondientes. Alcanzan a los ganglios geniculados laterales de dichos núcleos. Los axones que llegan al tálamo hacen relevo de la información en neuronas talámicas. Estas, a través de sus axones, inician. La desintegración espontánea de los átomos se denomina radiactividad.(Ruiz, 2014)
Fuente: https://multisensorialblog.files.wordpress.com/2016/11/amusia.jpg?w=640

Energía del sonido

Es la energía que transmiten o transportan las ondas sonoras. Procede de la energía vibracional, la cual se transmite a la velocidad de la onda.  (neuroreille, 2016)

Cualidades del sonido

Generalmente se utilizan cuatro cualidades subjetivas para describir un sonido musical:
  •          Intensidad: Fuertes y Debiles.
  •          Tono: Agudo o Grave.
  •          Timbre: Frecuencia.
  •          Duración: Intervalo temporal.(neuroreille, 2016)

  •         Aparato respiratorio: es el lugar donde se almacena y circula el aire.
  •      Aparato de fonación: es el lugar donde se produce el sonido al pasar el aire a través de las cuerdas vocales.
  •          Aparato resonador: es el lugar donde el sonido producido adquiere su timbre característico.(neuroreille, 2016)

Sonido, audición y Ondas sonoras

El sonido es una onda producida por las vibraciones mecánicas de un medio.


Según el medio en que se propagan, las ondas pueden ser:
1)      Ondas electromagnéticas: estas ondas no necesitan de un medio para propagarse.
2)      Ondas mecánicas: necesitan un medio material, para poder viajar. 
3)      Ondas gravitacionales: afectan el espacio-temporal  que viaja a través del vacío.

Según su propagación:
1)      Ondas unidimensionales: viajan en una única dirección espacial. 
2)      Ondas bidimensionales: viajan en dos direcciones cualquieras. 
3)      Ondas tridimensionales: viajan en tres direcciones.

Según su dirección:
1)      Ondas transversales: las partículas por las que se transporta la onda se desplazan de manera perpendicular a la dirección en que la onda se propaga.
2)      Ondas longitudinales: las moléculas se desplazan paralelamente a la dirección en que la onda viaja. (neuroreille, 2016)

Electro diagnóstico y electroterapia

La electromiografía (EMG)
La gestión eléctrica producida en el sistema muscular, es de utilidad para recibir un adecuado funcionamiento de los nervios en ambas extremidades, sea superior e inferior.  (Orthopaedic, 2016)

Funciones de las membranas biológicas

La membrana permite la comunicación de la célula con el medio exterior, además de esto hace posible el intercambio de proteínas, iones y moléculas que son de vital importancia para el correcto funcionamiento de la célula.

En resumen, las funciones de la membrana son:

  • ·Intercambio de sustancias.
  • ·Reconocimiento del medio extracelular e intracelular.
  • ·Reconocimiento y adhesividad celular.   (infobiología, 2016)

Utilidad de la bomba de Na y K en la generación de impulsos nerviosos

La bomba de sodio potasio es un intercambiador de iones presente en todas las membranas celulares de todos los seres vivos. Su función es la de pasar iones de Sodio a un lado de la membrana y mueve iones de potasio en dirección contraria.  (Contreras, 2014)

Sistema bioeléctrico

Es el conjunto de impulsos electroquímicos que permiten llevar a cabo una acción en los diferentes sistemas del organismo.  (Alvarado, 2017)


Efectos de la electricidad en los seres vivos

Efectos Físicos no Inmediatos
Se manifiestan pasado un cierto tiempo después del accidente. Los más habituales son:
  •          Trastornos cardiovasculares
  •       Trastornos nerviosos (Macias, 2017)
Fuente: https://electrica.mx/images/rev56/conociendo-56-2.jpg

Efectos Sobre el Organismo
Paro cardíaco
Se produce cuando la corriente pasa por el corazón y su efecto en el organismo se traduce en un paro circulatorio por parada cardíaca.  (Macias, 2017)
Asfixia
Se produce cuando la corriente eléctrica atraviesa el tórax y como consecuencia de ello los pulmones no tienen capacidad para aceptar aire ni para expulsarlo.  (Macias, 2017)