Diciembre, 1996

Importancia de la física en la medicina

Con el descubrimiento del átomo se comenzó la aplicación de la Física en diversos campos de la actividad humana. Uno de estos campos es la medicina. El cuerpo humano funciona con una infinidad de expresiones acompañadas de fenómenos físicos y químicos detectables con instrumentos físicos Hoy se puede decir que ya estamos cerca del cerebro.

Todo comenzó en 1885, cuando Roentgen, en Berlín, describió los rayos x, iniciando la era de la percepción de las imágenes de partes internas del cuerpo humano El descubrimiento fue tan espectacular que la gente pensaba que se llegaría a ver el pensamiento Al año siguiente, Henri Becquerel, en París, descubre la radiactividad, aumentando las aplicaciones de la física en medicina. Gracias a la emisión de radiactividad detectable, los radiotrazadores incorporados en cantidades adecuadas muestran el funcionamiento de órganos o ayudan a identificar tumores malignos. Además, la propia radiactividad es usada para terapia del cáncer.

Estos avances en la física están relacionados con la comprensión del átomo, compuesto por un núcleo pequeño, donde se concentra casi toda la masa atómica, alrededor del cual giran los electrones. Los rayos x vienen de cambios de orbitales de los electrones y la radiactividad proviene de bruscas palpitaciones del núcleo. Los átomos constituyen moléculas y estás conforman células.

Entonces, la distribución de células puede ser determinada midiendo la distribución de átomos. Utilizar las propiedades de los átomos para identificar su posición es el objetivo de la tecnología de imágenes. Por ejemplo, la emisión de electrones positivos por parte del núcleo de átomos radiactivos permite la tecnología del TEP, tomografía por emisión de positrones. Casi inmediatamente después de salir del núcleo, los
positrones chocan con los electrones y se desintegran emitiendo dos rayos energéticos en direcciones opuestas, lo que permite identificar la posición de los núcleos emisores.

El núcleo, que tiene también el comportamiento de un diminuto imán; sometido a una combinación de alto campo magnético y campos electromagnéticos oscilantes, emite radiaciones que permiten identificar su posición. Esta técnica es llamada resonancia magnética nuclear (RMN).
Las imágenes TEP y RMN, combinadas, están facilitando el estudio de la bioquímica y la fisiología de los órganos. Los campos más apasionantes que están siendo desarrollados son los que se refieren al cerebro. Se ha llegado a determinar que cada actividad específica del cerebro corresponde a reacciones bioquímicas en lugares bien localizados. Ello permite concluir que el pensamiento y la inteligencia están repartidos en todo el cerebro. Por ejemplo, cuando uno piensa que está corriendo se pone en actividad una parte del cerebro, diferente a la que correspondería al pensar en una flor. Cada tema de pensamiento tiene su casilla.

El estudio del cerebro con imágenes provenientes de sus átomos y núcleos nos están luces de los procesos cognitivos, los que permitirán alguna vez que podamos comunicarnos en formas hoy insospechadas, sólo con la mente, por ejemplo.

Como levantándose para competir con estas nuevas técnicas, los rayos x son usados en el marco de la tomografía Computarizada (TC).

La que toma imágenes del cuerpo en rebanadas, con un haz de rayos x en abanico, de un espesor de un cm. La computadora sirve para construir una imagen tridimensional a partir de una serie de mediciones. Las imágenes son tan precisas que se puede detectar una hemorragia intercerebral y una infiltración grasa en el hígado. La TC permite identificar con precisión la forma de tumores, lo que ayuda a un más apropiado tratamiento por irradiación. Otra técnica que es bastante usada es la de ultrasonido. Como se sabe, el sonar detecta objetos marinos por los rebotes de las ondas sónicas de alta frecuencia. Este principio es usado en medicina. La mejor muestra de esta técnica, desarrollada en Glasgow en los años 60, es el examen de un niño en desarrollo dentro del útero. Con ultrasonido se detecta tumores y se estudia los latidos del corazón en relación con movimientos anormales. Ultimamente, con ultrasonido, se puede detectar y medir flujos sanguíneos. Esto se logra por el llamado efecto Doppler. Para comprender este fenómeno hasta recordar que el sonido de la bocina de un auto que se acerca es más agudo que cuando se aleja. Como vemos, las ciencias físicas, antes limitadas a laboratorios sofisticados, se han establecido en centros médicos para beneficio de los pacientes. Sólo falta señalar que para el buen uso de este equipamiento es necesario personal permanente entrenado. Los físicos del país están realizando ese esfuerzo.