Sólo unos pocos descubrimientos han influenciado tanto la medicina, la tecnología y la ciencia como los rayos X. El 8 de noviembre de 1895, el físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen los descubrió accidentalmente cuando experimentaba con rayos catódicos. En un principio los llamó rayos X debido a sus propiedades físicas desconocidas. Pero entonces hizo un sensacional descubrimiento: los rayos eran electromagnéticos, como las ondas de luz o de radio. También podían ser reflejados o quebrados. Sin embargo se diferenciaban de los rayos de luz porque eran de muy alta potencia, lo que los hacía capaces de penetrar la materia sólida.

En noviembre de 1895, Röntgen presentó sus primeras fotografías de rayos X en una conferencia sobre el tema: mostraban los huesos de una mano – y causaron una sensación internacional. La excitación fue tan grande que, por ejemplo, se instalaron equipos de rayos X en zapaterías para que los clientes pudieran examinar sus pies a través del nuevo calzado.

El efecto dañino de los rayos X fue conocido sólo mucho después de su descubrimiento. Muchas personas murieron por el efecto de la radiación, o se enfermaron de leucemia. Gradualmente, las personas comenzaron a protegerse de los rayos.

Los rayos X pueden ser generados haciendo chocar corrientes de electrones en condiciones especiales. Un tubo catódico caliente con carga negativa, emite electrones en un tubo vacío. Luego son acelerados en un campo electromagnético y colisionan en el ánodo de carga positiva. Esto crea los rayos X, que pueden ser plasmados en material fotográfico o en una pantalla fluorescente.

Un tubo de rayos X y una pantalla luminosa, son los dos componentes más importantes de equipo de diagnóstico radiográfico. El objeto de estudio es colocado entre la fuente de rayos y la pantalla. Cuanto más denso sea el material, más radiación absorbe. La imagen del objeto que aparece en la pantalla (por ejemplo un hueso) es oscura. Ocurre exactamente lo opuesto con materiales más penetrables como la piel y los músculos.

El diagnóstico con rayos X puede ayudar a detectar fracturas, cáncer de huesos u osteoporosis, una enfermedad que disminuye el grosor del tejido óseo.

Las ondas de ultrasonido son generadas por cristales que oscilan rápidamente en un campo eléctrico alterno, y tienen un rango de frecuencia de más de 20 kilohertz – más altas de lo que puede detectar el oído humano. Durante un examen médico por ultrasonido, también llamado sonografía, un aparato denominado transductor emite ondas acústicas y también recibe el sonido que es reflejado. Un gel permite que las ondas de ultrasonido de alta frecuencia penetren en el cuerpo más fácilmente. Una vez dentro del cuerpo, impactan con distintos tipos de tejido: el aire, los huesos y otros tejidos mineralizados absorben el ultrasonido casi completamente. Por lo tanto, este procedimiento de diagnóstico no es utilizable para examinar el esqueleto o los pulmones.

Finalmente, las ondas de ultrasonido regresan, en forma similar a un eco, y proveen tres piezas importantes de información: ¿qué tan lejos viajaron?, ¿cuánta energía consumieron?, ¿de qué dirección provinieron? La computadora utiliza esta información, que es provista por un patrón de reflejo acústico, para generar una imagen de dos dimensiones en cuestión de segundos. Los nuevos equipos de ultrasonido pueden incluso proporcionar imágenes tridimensionales. Estas imágenes 3D, en las cuales pueden distinguirse las estructuras más delgadas, son especialmente útiles para la observación médica exacta de los bebés dentro del útero materno.

El ultrasonido no es sólo utilizado para diagnóstico, sino que puede utilizarse para tratamiento. Las ondas sonoras hacen posible llevar a cabo operaciones sumamente precisas, sin dañar demasiados tejidos. Además, los pacientes bajo tratamiento por ultrasonido evitan las heridas dolorosas y la formación de cicatrices. El transductor es la parte más esencial del equipo de tratamiento por ultrasonido. Puede, por ejemplo, destruir un tumor envolviéndolo con ondas sonoras, en una ubicación calculada exactamente de antemano. La temperatura en este punto se eleva a 90 grados – y con cada “disparo”, varios milímetros de tejido maligno se queman. Los pacientes con piedras renales también son frecuentemente tratados con ultrasonido. Las ondas expansivas fragmentan la piedra, siendo un procedimiento muy delicado con el paciente.

Con la ayuda de las imágenes por resonancia magnética o la tomografía de resonancia nuclear, delgadas imágenes superpuestas, también llamadas tomografías, pueden ser tomadas de cualquier parte del cuerpo y en cualquier ángulo, sin penetrarlo.

Este procedimiento, completamente distendido, ha sido aplicado desde comienzos de 1980, y trabaja con fuertes campos magnéticos e impulsos de radio cortos. Es también conocido como tomografía de resonancia de vuelta nuclear. Esta denominación, describe la propiedad de un núcleo atómico para girar sobre su eje como un trompo, transformándolo en un pequeño imán. Los núcleos atómicos de hidrógeno, que están presentes en el cuerpo en grandes cantidades, se comportan exactamente del mismo modo.

En las imágenes por resonancia magnética, el cuerpo es sometido a un campo magnético aproximadamente 30.000 veces más fuerte que el terrestre. Este campo magnético artificial hace que los átomos de hidrógeno del cuerpo se aliñen en una dirección, como las agujas de una brújula en un campo magnético terrestre. Bobinas de radiofrecuencia envían impulsos cortos con una longitud de onda y una fuerza exactamente determinadas dentro del cuerpo. El impulso hace girar a los átomos de hidrógeno alineados. Una vez que el impulso ha cesado, los átomos regresan rápidamente a sus posiciones originales. Durante este período, también conocido como relajación, los átomos de hidrógeno emiten señales de resonancia, las cuales son medidas.

Las señales recibidas sirven como base para la formación de imágenes del interior del cuerpo, con la ayuda de un proceso computarizado, similar a los ya desarrollados para radiografías o tomografías computadas. Los distintos tejidos aparecen en la pantalla con diferentes niveles de brillo. Los tejidos ricos en agua son muy brillantes, mientras que los tejidos que contienen poco líquido son oscuros. Por lo tanto, los huesos son apenas visibles, mientras que los músculos, ligamentos, tendones y órganos pueden ser reconocidos fácilmente en tonos de grises precisamente graduados.

La palabra láser está formada por las siglas de las palabras que especifican la tecnología que implica: Luz Amplificada por Simulación de Emisión de Radiación.

Para hacerlo sencillo, un láser – que genera haces de luz intensos y altamente concentrados – es un amplificador de luz. Su historia comenzó en Nueva York en 1960. El 7 de julio de ese año, Theodore H. Maiman presentó una lámpara que emitía una brillante línea de luz roja – un haz de luz concentrado.

Y así es como funcionaba el primer láser del mundo, que Maiman fabricó utilizando una piedra preciosa de rubí: un flash es disparado sobre el rubí, haciendo que algunas de sus moléculas oscilen. Las moléculas entran entonces en un estado de excitación de alta energía. Sin embargo, cada molécula intenta volver a su estado normal. Cuando lo hacen, emiten una partícula de luz, también conocida como fotón – un fenómeno sobre el que Albert Einstein ya había teorizado en 1917. La luz láser se forma cuando un número muy grande de moléculas de rubí son excitadas, ya que pueden estimularse las unas a las otras a volver a su estado original.

En 1960, los primeros lásers en estado sólido y gaseoso fueron inventados por Nikolai Gennadiyevich Basov y Alexander Mikhailovich Prokhorov en la Unión Soviética, y Maiman y All Javan en los Estados Unidos. El láser semiconductor los siguió en 1962 y poco después el láser de tinte.

Hoy en día, los lásers se han vuelto componentes vitales de muchas áreas de la tecnología. Ésto incluye el campo de la medicina, en el cual las aplicaciones del láser son utilizadas diariamente, asegurando precisión en técnicas quirúrgicas y tratamientos. La luz artificial concentrada también permite la mínima invasión, limita los efectos colaterales y es especialmente benévola para el paciente.

Los haces intensivos de láser pueden cortar y cauterizar tejidos humanos en fracciones de segundos, sin dañar los tejidos circundantes. Una enorme variedad de afecciones pueden ser tratadas segura y efectivamente, desde la vasodilatación hasta los carcinomas de hígado. Mientras tanto, más de tres millones de operaciones oftalmológicas que involucran terapia de láser, son realizadas cada año en todo el mundo.