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 Tambin podemos referirnos a ellos como detectores de radiacin que pueden utilizarse para convertir la imagen area en un patrn visible. Pueden adoptar distintas formas. Trataremos dos importantes, los que se usan en medicina 1. Capas de haluros de plata sobre una base de plstico o papel. 2. Materiales fluorescentes que convierte la energa de los rayos X en luz para exponer las pelculas 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 radiacin 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 absorcin de rayos X. Alto rendimiento de conversin (energa de rayos X en luz). Un espectro de emisin de luz adecuado para usarse con una pelcula. 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 regin verde del espectro. Se deben usar pelculas radiogrficas ortocromticas 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 energa de los rayos X. Las pantallas intensificadoras refuerzan la intensidad del efecto fotogrfico de la radiacin. Adems de la absorcin de quantum de rayos X que resulta en la emisin de cientos de quantum luminosos en la pantalla. Estos se absorben mejor en la pelcula que los rayos X. Estas dos condiciones: la mayor emisin de luminiscencia y aprovechamiento estas por la pelcula condicionan una menor dosis de exposicin.

VENTAJAS DE LA REDUCCION DE EXPOSICION 1. Tiempos de exposicin ms cortos, lo cual disminuye la borrosidad de la imagen. 2. Dosis de radiacin ms reducida. 3. Mayor duracin til del tubo de rayos X. 4. Mayor flexibilidad en la eleccin del kilovoltaje. 5. Menor tamao del foco y reduccin de la borrosidad.

ESTRUCTURA DE LA PANTALLACapa de minsculos cristales de luminoforo aglutinados mediante un adhesivo adecuado. Una base de plstico, papel o cartn. 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 (dixido de titanio) entre la base y el luminoforo. La mayora de pantallas intensificadoras tienen una capa de luminoforo de 70 250 micras de espesor. El espesor de los cristales varan de 3 15 micras.

Dos caractersticas luminoforo

importantes

de

un

Alto nmero atmico Gran densidad (masa por unidad de volumen), esta es importante para calcular el grosor de la capa.

PELICULA RADIOGRAFICA Es una pelcula fotosensible donde queda la

imagen visible despus del proceso de revelado. Composicin de la pelcula radiogrfica Consiste en una base flexible cubierta con una capa, muy delgada que adhiere la emulsin a la base. La emulsin (gelatina que contiene el compuesto de plata casi siempre se extiende en ambas caras). Esto permite menor tiempo de exposicin.

La gelatina: acta como vehculo para mantener el compuesto de plata. Proporciona a la emulsin una durabilidad antes y despus del proceso fotogrfico. Capa Protectora: cada emulsin tiene una capa que protege la superficie sensible de la pelcula. La Base: es de plstico transparente teido de azul de 180 micras de espesor. Proporciona adecuada resistencia firmeza e igualdad de la superficie.

HALUROS DE PLATA Tienen un dimetro de 1 micra, en cada centmetro cbico de emulsin 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 energa de la luz de los rayos X se efecta un cambio fsico en ellos. Este cambio, la formacin 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 pelcula radiogrfica. Entre las pantallas se coloca la pelcula radiogrfica que debe tener contacto homogneo 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 CONTRASTEContraste Radiogrfico: comprende la diferencia de densidad entre dos reas de una radiografa. Cuando la diferencia es grande el contraste es alto y viceversa. Cuanto mayor sea el contraste radiogrfico, ms fcil ser diferenciar las estructuras en la radiografa. El contraste radiogrfico es el producto de dos factores bien determinados: el contraste del sujeto y el contraste de la pelcula.

Contraste del Sujeto: es la proporcin que existe entre las intensidades de los rayos X que emergen de dos reas del sujeto radiografiado. Esta relacionado con el patrn de intensidades de los rayos X en la imagen radiogrfica rea que llega al receptor. Contraste de la Pelcula: Es el componente del contraste radiogrfico que determina como se relaciona el patrn de intensidades de los rayos X con el patrn de densidades de la radiografa misma. Tiene que ver con el tipo de pelcula, las condiciones del proceso, el velo de la pelcula y el tipo de exposicin.

PROCESO DE PELICULAS RADIOGRAFICAS Bases de Proceso Soluciones del Proceso o Pasos del Proceso a) Revelado b)Fijado c) Lavado d)Secado

A)REVELADOR: Componentes bsicos 1. Solvente: el agua es el solvente bsico. Disuelve y ioniza los compuestos qumicos de este. Permite que se hinche la gelatina de la emulsin de la pelcula para que los agentes reveladores puedan penetrarla. 2. Agentes Reveladores: Hidroquinona y la Fenidona. 3. Activadores: aumentan la potencia del revelador. Es un alcalino como el carbonato de sodio o de potasio.

4. Conservadores: Es un elemento que retrasa la oxidacin de la solucin alcalina del revelador. 5. Restringentes: son el Bromuro y el Yoduro de Potasio se denominan tambin agentes antivelo. Protegen de la accin del revelador a los grnulos de plata no expuestos. 6. Endurecedores, agentes que se utilizan en las procesadoras automticas. Enjuague

FIJADORElimina de la pelcula revelada los cristales no revelados antes del lavado, para que no se decolore u oscurezca por el tiempo o exposicin a la luz. Endurece las capas de gelatina. 1. Solvente: es el agua que disuelve a los dems ingredientes llevando el agente fijador. Disuelve los complejos de hiposulfito de plata. 2. El Agente Fijador: Disuelve y elimina de la emulsin 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 emulsin se hinche demasiado, o que se ablande durante el lavado y/o secado con aire caliente. 5. El Acidificador: es el cido actico. Acelera la accin de otras sustancias qumicas. Amortiguador.

LAVADO: Elimina las sustancias remanentes del proceso. Permite que la pelcula permanezca inerte a la luz y/o la actividad qumica.

SECADO: con aire caliente.

REVELADOR AUTOMATICO

El proceso en el revelador automtico sigue la misma secuencia del proceso de revelado manual. Actualmente es lo que se emplea , por la mayor demanda.

TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA El fsico A. M. Cormack y el ingeniero G. M. Hounsfield, por el descubrimiento ganaron el premio Nbel 1979. En 1963 A. M. Cormack demostr que se podan determinar los coeficientes de absorcin de una estructura plana y medir desde un determinado nmero de direcciones, las variaciones de los haces. En 1967 Hounsfield inicio sus investigaciones sobre reconocimiento de imgenes y tcnicas 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 escner craneal.

PRINCIPIO DEL CALCULO MATRICIAL REALIZADO POR ORDENADOR Un ordenador calcula las diferentes densidades de acuerdo a la informacin de atenuacin 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 definicin de la imagen se logra a travs de los pxel que constituyen la base de la unidad de volumen Voxel. La matriz de las unidades vara 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 translacin y rotacin, fueron los denominados los de segunda generacin. La tercera generacin solo hacen una rotacin. 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 Restitucin de los Datos d) Archivo

SISTEMA DE MEDIDA Esta comprendido por un conjunto emisor (el tubo de rayos X) y los detectores los cuales estn contenidos en el gantry. Esta coraza que contiene el sistema es mvil y puede inclinarse en relacin 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 rgano 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 imgenes aparecen en monitores de televisin. 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 rganos que se evalan, cuanta ms reducida, ms importante es la discriminacin. Nivel de Ventana: debe ser aproximadamente el valor medio de las densidades de los rganos que se desean estudiar. A la pantalla se le acopla un sistema fotogrfico que permite la obtencin de documentos.

REGISTRO DE LOS DATOS Se realiza sobre cintas magnticas. dispone de una segunda consola diagnstico, que permite revisar examen anterior, sin interrumpir examen que se esta realizando. Se de el el

LOCALIZACION DE LOS CORTES La orientacin del plano de corte (inclinacin del Gantry) se determina por referencias anatmicas. Plano orbito meatal para el crneo. Plano axial transverso para el trax. Plano axial transverso para el abdomen. El nivel de corte se puede determinar con respecto a localizaciones externas. Es importante obtener una radiografa de frente o perfil con el tomgrafo antes del estudio; la finalidad, realizar un scanograma para planificar los diferentes cortes a realizar.

OPACIFICACIONES UTILIZADAS EN TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTARIZADA Inyeccin Intravenosa: contrastes que se usan en urografa y angiografa a dosis similares 1 a 3 cc / Kg., perfusin lenta, semirpida y en bolo; permite visualizar los vasos sanguneos y la captacin del contraste. Opacificaciones Digestivos: se utilizan productos hidrosolubles muy diluidos (1 a 3 %).

RADIOLOGIA DIGITAL Se diferencia de la radiologa convencional porque utiliza un chasis sin pelcula, en la R.D. se utiliza una placa de captacin de imagen, que es una pantalla de refuerzo especial reutilizable, que utiliza fsforos fotoestimulantes de almacenamiento, que son capaces de retener una imagen latente. Al incidir los rayos X, son excitados los electrones que estn dentro de los cristales de fsforo y son captados en un estado de energa superior semiestable. Entonces la energa 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 lnea a lnea por un rayo lser. La energa lser 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 gua de luz ptica y transmitida a un fotomultiplicador que convierte a la luz en una seal elctrica analgica 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) Estacin de identificacin 4) Digitalizador 5) Estacin 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 pelcula, ni pantalla intensificadora, nicamente hay una placa de imagen revestida de fsforos radiosensibles de almacenamiento.

3. Estacin de Identificacin: Compuesta por un PC, la tableta identificadora, en la cual se introducen los chasis, el software de identificacin y la consola.

4. Digitalizador: digitaliza la imagen y la transmite al procesador de imgenes para su posterior procesado y visualizacin.

5. Estacin de Visualizacin y Procesado: se pueden utilizar una serie de funciones para tratar la imagen a) Optimizar los criterios de visualizacin. b) Aplicar funciones de realce de la imagen. c) Editar la informacin de la imagen. d) Hacer anotaciones y analizar las imgenes. 6. Reveladora: necesaria una reveladora especial que puede imprimir pelculas lser y pelculas convencionales, con su correspondiente cuarto oscuro.

7. Un Servidor: es un sistema de red informtica que permite almacenar toda la informacin que se genera en formato digital.

Funcin de Archivar: Nos permite archivar la imagen en servidor DICOM. Las imgenes se archivan al final del proceso. Funcin de Imprimir: nos permite imprimir la imagen en una reveladora digital, permite imprimir hasta 4 imgenes diferentes en una misma placa. Funcin de Informacin: da toda la informacin de la radiografa, datos del paciente, el chasis utilizado, la orientacin de la placa, la orientacin del paciente, los filtros aplicados, la msica contraste aplicada, la colimacin. Toda la informacin de la placa.

VENTAJAS DE LA RADIOLOGIA DE ARCHIVAR Disminuir los convencional. costos de la radiografa

Disminucin de la radiacin al paciente. Con el sistema digital se pueden obtener de una radiografa, varias con buena calidad. Tener un acceso rpido a cualquier radiografa e informe radiolgico desde un ordenador conectado a la red del servidor DICOM.

METODOS RADIOGRAFICOS ESPECIALES FLUOROSCOPIA: Los exmenes de pacientes en movimiento ha evolucionado favorablemente. El avance de la tecnologa, el uso de nuevos luminoforos y del intensificador de imgenes, ha logrado reducir las cantidades de radiacin, adems de realizarse en menor tiempo. 5 pasos a seguir a) Observacin: se realiza una breve visualizacin de todo el trax incluye corazn y mediastino. Se visualiza la lesin y se estudia su tamao, homogeneidad y contornos. b) Rotacin: una leve rotacin (10 20 grados) puede establecer si una lesin es anterior o posterior. Puntos de referencia pueden ser el esternon y la columna vertebral.

c) Respiracin: Durante la inspiracin la columna vertebral no se mueve, las costillas se mueven hacia arriba, el diafragma y los campos pulmonares hacia abajo. Puede relacionar una lesin con la pared torcica, el mediastino, el corazn, el diafragma o el pulmn. En el colapso pulmonar, durante la inspiracin el desplazamiento mediastinico es hacia el lado afecto.

d)Ingestin: el estudio con bario es fundamental en cualquier caso de una densidad intratoraxica de naturaleza desconocida. Puede tratarse de una lesin del esfago o del estomago. Balanceo: necesario explorar al paciente en diferentes posiciones como: prono, supino, trendeleburg, lordotica o en decbito. Facilita el reconocimiento de liquido pleural, niveles hidroaereos, desplazamiento de estructuras adyacentes.