INSTITUTO MEXICANO DEL SEGURO SOCIAL UNIDAD MEDICA DE ALTA ESPECIALIDAD HOSPITAL DE ESPECIALIDADES “IGNACIO GARCIA TELLEZ” DIVISION DE INGENIERIA BIOMEDICA “FISICA DE LAS RADIACIONES”
ING. JOSE DE JESUS SANCHEZ RUIZ
RECEPTORES DE IMAGEN También podemos referirnos a ellos como detectores de radiación que pueden utilizarse para convertir la imagen aérea en un patrón visible. Pueden adoptar distintas formas. Trataremos dos importantes, los que se usan en medicina 1. Capa Capass de haluros de de plata sobre sobre una base de plástico o papel. 2. Mate Materiales riales fluoresce fluorescentes ntes que convierte convierte la energía de los rayos X en luz para exponer las películas de haluros de plata (luminoforos)
PANTALLAS INTENSIFICADORAS FLUORESCENTES Los rayos X tienen la propiedad de hacer que ciertas sustancias (luminoforos) fluorezcan es decir que emitan luz y radiación ultravioleta. Clases de Luminoforos Sulfuro de Zinc Tungstato de Calcio Actualmente los oxisulfatos de tierras raras
CARACTERISTICAS DE UN LUMINOFORO
Requisitos de un buen Luminoforo Alta absorción de rayos X. Alto rendimiento de conversión (energía de rayos X en
luz). Un espectro de emisión de luz adecuado para usarse
con una película. Adaptabilidad
a los procesos de manufactura y capacidad de resistir diversas condiciones ambientales. No debe presentar luminiscencia residual ni demora en
la actividad (fosforescencia).
PANTALLAS DE LUZ VERDE
Algunos luminoforos de tierras raras emiten una gran parte de su luz en la región verde del espectro. Se deben usar películas radiográficas ortocromáticas que son sensibles a la luz verde.
INTENSIFICACION Cuando un luminoforo absorbe un foton de rayos X
emite un destello de luz. La brillantez de la luz es directamente proporcional a la energía de los rayos X. Las pantallas intensificadoras refuerzan la intensidad
del efecto fotográfico de la radiación. Además de la absorción de quantum de rayos X que resulta en la emisión de cientos de quantum luminosos en la pantalla. Estos se absorben mejor en la película que los rayos X. Estas dos condiciones: la mayor emisión de luminiscencia y aprovechamiento estas por la película condicionan una menor dosis de exposición.
VENTAJAS DE LA REDUCCION DE EXPOSICION 1. Tiempos de exposición más cortos, lo cual disminuye la borrosidad de la imagen. 2. Dosis de radiación más reducida. 3. Mayor duración útil del tubo de rayos X. 4. Mayor flexibilidad en la elección del kilovoltaje. 5. Menor tamaño del foco y reducción de la borrosidad.
ESTRUCTURA DE LA PANTALLA Capa
de minúsculos cristales de luminoforo aglutinados mediante un adhesivo adecuado. Una base de plástico, papel o cartón. Capa protectora sobre las capas externas del luminoforo y de la
base (espesor 8 – 20 micras). Una placa anticurvamiento en la parte posterior de la base. Un material reflectante (dióxido de titanio) entre la base y el
luminoforo. La mayoría de pantallas intensificadoras tienen una capa de luminoforo de 70 – 250 micras de espesor. El espesor de los cristales varían de 3 – 15 micras.
Dos características luminoforo
importantes
de
un
Alto número atómico Gran
densidad (masa por unidad de volumen), esta es importante para calcular el grosor de la capa.
PELICULA RADIOGRAFICA
• Es una película fotosensible donde queda la
imagen visible después del proceso de revelado. • Composición de la película radiográfica Consiste en una base flexible cubierta con una capa, muy delgada que adhiere la emulsión a la base. La emulsión (gelatina que contiene el compuesto de plata casi siempre se extiende en ambas caras). Esto permite menor tiempo de exposición.
• La gelatina: actúa como vehículo para mantener el compuesto de plata. Proporciona a la emulsión una durabilidad antes y después del proceso fotográfico. • Capa Protectora: cada emulsión tiene una capa que protege la superficie sensible de la película. • La Base: es de plástico transparente teñido de azul de 180 micras de espesor. Proporciona adecuada resistencia firmeza e igualdad de la superficie.
HALUROS DE PLATA Tienen un diámetro de 1 micra, en cada centímetro cúbico de emulsión existen miles de millones de ellos. Esta compuesto por plata y bromo, cloro o yodo. Cuando los microcristales de haluros de plata son expuestos a la energía de la luz de los rayos X se efectúa un cambio físico en ellos. Este cambio, la formación de la imagen latente se visualiza mediante el proceso de revelado.
CHASIS Es un dispositivo a prueba de luz que contiene las pantallas intensificadoras (generalmente dos) y la película radiográfica. Entre
las pantallas se coloca la película radiográfica que debe tener contacto homogéneo sin aire entre estas estructuras. La
cara frontal del chasis deja pasar las radiaciones. La parte posterior tiene plomo que no deja pasar
radiaciones.
EL CONTRASTE Contraste Radiográfico: comprende la diferencia de densidad entre dos áreas de una radiografía. Cuando la diferencia es grande el contraste es alto y viceversa. Cuanto mayor sea el contraste radiográfico, más fácil será diferenciar las estructuras en la radiografía.
El contraste radiográfico es el producto de dos factores bien determinados: el contraste del sujeto y el contraste de la película.
Contraste del Sujeto: es la proporción que existe entre las intensidades de los rayos X que emergen de dos áreas del sujeto radiografiado. Esta relacionado con el patrón de intensidades de los rayos X en la imagen radiográfica área que llega al receptor. Contraste de la Película : Es el componente del contraste radiográfico que determina como se relaciona el patrón de intensidades de los rayos X con el patrón de densidades de la radiografía misma.
Tiene que ver con el tipo de película, las condiciones del proceso, el velo de la película y el tipo de exposición.
PROCESO DE PELICULAS RADIOGRAFICAS
Bases de Proceso Soluciones del Proceso o Pasos del Proceso a) Revelado b)Fijado c) Lavado d)Secado
A)REVELADOR: A)REVELAD OR: Componentes Co mponentes básicos 1. Solve Solvente: nte: el agua es el solvente solvente básico. básico. Disuelve y ioniza los compuestos químicos de este. Permite que se hinche la gelatina de la emulsión de la película para que los agentes reveladores puedan penetrarla. 2. Agentes Reveladores: Reveladores: Fenidona.
Hidroquinona Hidroquinona
y
la
3. Activadores: aumentan la potencia potencia del revelador. Es un alcalino como el carbonato de sodio o de potasio.
4. Conservadores: Es un elemento que retrasa la oxidación de la solución alcalina del revelador. 5. Restr Restringent ingentes: es: son el Bromuro Bromuro y el Yoduro de Potasio se denominan también agentes antivelo. Protegen de la acción del revelador a los gránulos de plata no expuestos. 6. Endurecedores, agentes que se utilizan en las procesadoras automáticas. Enjuague
FIJADOR Elimina de la película revelada los cristales no revelados antes del lavado, para que no se decolore u oscurezca por el tiempo o exposición a la luz. Endurece las capas de gelatina. 1. Solve Solvente: nte: es el agua agua que disuelve disuelve a los los demás demás ingredientes llevando el agente fijador. Disuelve los complejos de hiposulfito de plata. 2. El Agente Fijador: Disuelve Disuelve y elimina elimina de la emulsión emulsión los haluros de plata no revelados. Deja la imagen de plata negra producida por el revelador. Los fijadores usados son el hiposulfito de sodio y el hiposulfito de amonio.
3. El Conservador: El sulfito de Sodio. 4. El Endurecedor: es una sal de aluminio, impide que la gelatina de la emulsión se hinche demasiado, o que se ablande durante el lavado y/o secado con aire caliente. 5. El Acidificador: es el ácido acético. Acelera la acción de otras sustancias químicas. Amortiguador.
LAVADO: Elimina las sustancias remanentes del proceso. Permite que la película permanezca inerte a la luz y/o la actividad química.
SECADO: con aire caliente.
REVELADOR AUTOMATICO
El proceso en el revelador automático sigue la misma secuencia del proceso de revelado manual. Actualmente es lo que se emplea , por la mayor demanda.
TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA El físico A. M. Cormack y el ingeniero G. M. Hounsfield,
por el descubrimiento ganaron el premio Nóbel 1979. En
1963 A. M. Cormack demostró que se podían determinar los coeficientes de absorción de una estructura plana y medir desde un determinado número de direcciones, las variaciones de los haces. En
1967 Hounsfield inicio sus investigaciones sobre reconocimiento de imágenes y técnicas de almacenamiento de datos en ordenador. Hounsfield tuvo la idea de detectar los rayos X mediante un cristal emisor de luz visible cuando se expone a rayos X. En 1971 y el primero de Octubre se realizo el primer
escáner craneal.
PRINCIPIO DEL CALCULO MATRICIAL REALIZADO POR ORDENADOR
Un ordenador calcula las diferentes densidades de acuerdo a la información de atenuación que recibe de los detectores. Este calculo se realiza en cada unidad de volumen. El tubo de rayos X gira 360 grados alrededor del punto que se examina. La definición de la imagen se logra a través de los píxel que constituyen la base de la unidad de volumen Voxel. La matriz de las unidades varía entre 256 x 256 = 65,536 y 512 x 512 = 262,144
EVOLUCION DE LA TECNOLOGIA EN TOMOGRAFIA Inicialmente el tubo de rayos X y los detectores
realizaban un movimiento de translación y rotación, fueron los denominados los de segunda generación. La tercera generación solo hacen una rotación. TAC convencional y TAC helicoidal. TAC
helicoidal con varias hileras de detectores.
ESTRUCTURA DE UNA CADENA DE ESCANER
a) Sistema de Medida b) Sistema de Tratamiento de Datos c) Sistema de Restitución de los Datos d)Archivo
SISTEMA DE MEDIDA
Esta comprendido por un conjunto emisor (el tubo de rayos X) y los detectores los cuales están contenidos en el gantry. Esta coraza que contiene el sistema es móvil y puede inclinarse en relación al paciente que esta en una camilla cuya cabecera esta localizada en el haz del tubo esta colimado para proporcionar cortes de 1 a 10 m.m. los cuales pueden elegirse de acuerdo al órgano en estudio.
SISTEMA DE TRATAMIENTO DE DATOS
Consiste en el ordenador, el cual calcula la densidad elemental de cada voxel. Actualmente se logra imagen en tiempo real, lo que significa que el calculo de los datos se realiza durante el tiempo de medida.
SISTEMA DE VISUALIZACION
Esta constituido por muchos controles que permiten introducir las ordenes y estudiar los resultados (ventanas, medidas manipuladores de la imagen). Las imágenes aparecen en monitores de televisión. Las variaciones de densidad registradas por el aparato se encuentra comprendida entre –1000 U. H. (aire) y +1000 U. H. (hueso), 0 es la densidad del agua. Ancho de la Ventana: que permita el estudio de las densidades de los órganos que se evalúan, cuanta más reducida, más importante es la discriminación. Nivel de Ventana: debe ser aproximadamente el valor medio de las densidades de los órganos que se desean estudiar. A la pantalla se le acopla un sistema fotográfico que permite la obtención de documentos.
REGISTRO DE LOS DATOS
Se realiza sobre cintas magnéticas. dispone de una segunda consola diagnóstico, que permite revisar examen anterior, sin interrumpir examen que se esta realizando.
Se de el el
LOCALIZACION DE LOS CORTES
La orientación del plano de corte (inclinación del Gantry) se determina por referencias anatómicas. Plano orbito meatal para el cráneo. Plano axial transverso para el tórax. Plano axial transverso para el abdomen.
El nivel de corte se puede determinar con respecto a localizaciones externas. Es importante obtener una radiografía de frente o perfil con el tomógrafo antes del estudio; la finalidad, realizar un scanograma para planificar los diferentes cortes a realizar.
OPACIFICACIONES UTILIZADAS EN TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA Inyección Intravenosa: contrastes que se usan en
urografía y angiografía a dosis similares 1 a 3 cc / Kg., perfusión lenta, semirápida y en bolo; permite visualizar los vasos sanguíneos y la captación del contraste. Opacificaciones Digestivos: se utilizan productos
hidrosolubles muy diluidos (1 a 3 %).
RADIOLOGIA DIGITAL
Se diferencia de la radiología convencional porque utiliza un chasis sin película, en la R.D. se utiliza una placa de captación de imagen, que es una pantalla de refuerzo especial reutilizable, que utiliza fósforos fotoestimulantes de almacenamiento, que son capaces de retener una imagen latente. Al incidir los rayos X, son excitados los electrones que están dentro de los cristales de fósforo y son captados en un estado de energía superior semiestable. Entonces la energía de los rayos X es convertida en una imagen.
RADIOLOGIA DIGITAL
El chasis se pone en el digitalizador, el cual extrae la placa de imagen y esta es explorada línea a línea por un rayo láser. La energía láser libera los electrones captados emitiendo luz visible de color azul. La intensidad de la luz que emite la placa es proporcional a la cantidad de rayos que han incidido. La luz es captada por una guía de luz óptica y transmitida a un fotomultiplicador que convierte a la luz en una señal eléctrica analógica que, a su vez es convertida en una corriente digital de bitios. Un convertidor AD de bitios digitaliza la imagen.
EQUIPO NECESARIO
1) Tubo de rayos X 2) Chasis especiales 3) Estación de identificación 4) Digitalizador 5) Estación de procesado 6) Reveladora 7) Servidor
1. Tubos de Rayos X : cualquier aparato de rayos X es compatible con este sistema ya que las pantallas necesitan de los rayos X para estimularlas. 2. Chasis Especiales: son diferentes a los chasis de rayos X convencional. Tienen un chip de memoria. Los datos del paciente y del examen realizado se introducen en este chip mediante el identificador. En el chasis no hay película, ni pantalla intensificadora, únicamente hay una placa de imagen revestida de fósforos radiosensibles de almacenamiento.
3. Estación de Identificación: Compuesta por un PC, la tableta identificadora, en la cual se introducen los chasis, el software de identificación y la consola.
4. Digitalizador: digitaliza la imagen y la transmite al procesador de imágenes para su posterior procesado y visualización.
5. Estación de Visualización y Procesado: se pueden utilizar una serie de funciones para tratar la imagen a) Optimizar los criterios de visualización. b) Aplicar funciones de realce de la imagen. c) Editar la información de la imagen. d) Hacer anotaciones y analizar las imágenes. 6. Reveladora: necesaria una reveladora especial que puede imprimir películas láser y películas convencionales, con su correspondiente cuarto oscuro.
7. Un Servidor: es un sistema de red informática que permite almacenar toda la información que se genera en formato digital.
Función de Archivar: Nos permite archivar la imagen en servidor DICOM. Las imágenes se archivan al final del proceso. Función de Imprimir: nos permite imprimir la imagen en una reveladora digital, permite imprimir hasta 4 imágenes diferentes en una misma placa. Función de Información: da toda la información de la radiografía, datos del paciente, el chasis utilizado, la orientación de la placa, la orientación del paciente, los filtros aplicados, la música contraste aplicada, la colimación. Toda la información de la placa.
VENTAJAS DE LA RADIOLOGIA DE ARCHIVAR Disminuir
los
costos
de
la
radiografía
convencional. Disminución de la radiación al paciente. Con el
sistema digital se pueden obtener de una radiografía, varias con buena calidad. Tener un acceso rápido a cualquier radiografía e
informe radiológico desde un ordenador conectado a la red del servidor DICOM.
METODOS RADIOGRAFICOS ESPECIALES
FLUOROSCOPIA: Los exámenes de pacientes en movimiento ha evolucionado favorablemente. El avance de la tecnología, el uso de nuevos luminoforos y del intensificador de imágenes, ha logrado reducir las cantidades de radiación, además de realizarse en menor tiempo. 5 pasos a seguir a) Observación: se realiza una breve visualización de todo el tórax incluye corazón y mediastino. Se visualiza la lesión y se estudia su tamaño, homogeneidad y contornos. b) Rotación: una leve rotación (10 – 20 grados) puede establecer si una lesión es anterior o posterior. Puntos de referencia pueden ser el esternon y la columna vertebral.
c) Respiración: Durante la inspiración la columna vertebral no se mueve, las costillas se mueven hacia arriba, el diafragma y los campos pulmonares hacia abajo. • Puede relacionar una lesión con la pared torácica, el mediastino, el corazón, el diafragma o el pulmón. • En el colapso pulmonar, durante la inspiración el desplazamiento mediastinico es hacia el lado afecto.
d)Ingestión: el estudio con bario es fundamental en cualquier caso de una densidad intratoraxica de naturaleza desconocida. Puede tratarse de una lesión del esófago o del estomago. Balanceo: necesario explorar al paciente en diferentes posiciones como: prono, supino, trendeleburg, lordotica o en decúbito. Facilita el reconocimiento de liquido pleural, niveles hidroaereos, desplazamiento de estructuras adyacentes.
