Radiología Digital - D E A - Departamento de...

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Radiología Digital

Juan Pablo Graffigna

Radiología.

• Conceptos Básicos.

• Radiología Convencional.

• Ambiente Digital

• Radiología Computada.

• Radiología Digital.

– CCD

– Flat Pannel

• Calidad en Radiología

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Características Principales

• Modalidad generadora Imágenes Médicas.

• Utiliza Rayos X por Transmisión.

• La imagen obtenida es la proyección de las

estructuras anatómicas.

• Cada tejido presenta diferente atenuación a

los Rayos X.

• Convencional: es de naturaleza analógica y

se imprime sobre una placa radiográfica.

• Digital: utiliza detectores.

Características Principales

Formación de la Imagen

Paciente

Fuente

de RX

Haz

de RX

Atenuación

Placa Radiográfica

Imagen Radiográfica

(luego del revelado)

En la placa queda

la imagen latente

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Trat. de la Película Radiográfica

• Placa radiográfica.

– Base: Poliester.

– Sustrato: Adhesivo.

– Emulsión: Gel con

haluros de plata

(AgCl, AgBr, AgI)

– Protección: Sólo

gel.

Placa de Emulsión DoblePlaca de Emulsión Simple

Capa antireflejo


• Tipos de película:

– Doble emulsión:

• Para chasis sin pantalla. (más definición)

• Para chasis con pantalla.

– Simple emulsión:

• Para uso con una sola pantalla. Ej Mamografía.

• Para cámaras multiformato o láser húmeda. NO RX

• Tamaños: 13x18 hasta 35 x43

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• Características Fotográficas.

– Sensitometría: relaciona exposición con densidad o

ennegrecimiento.

– Densidad Fotográfica: Es el grado de ennegrecimiento de la

película. Logaritmo de la transmisión. Rango útil 0.25 a 2

Densidad

log(Io/I)

log(Exposición) = log(mA.s)

Curva Característica

de la Película


• La curva característica depende de:

– Placa.

– Exposición.(KV, Pantallas)

– Procesado. (Temperatura, concentración y

contaminación de revelador, Tiempo de

revelado)

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• Revelado:

– Cuarto Oscuro con luz adecuada para no velar

las placas.

– Circuitos de agua y desagote a cloacas.

– Almacén de Placas y Chasis.

– Luces de señalización.

– Reveladora automática.

Ambiente Digital

• Busca mejorar la calidad de los sistemas

analógicos.

• Se deben realizar mediciones objetivas y

subjetivas de valoración.

• Existen dos alternativas:

– Radiología Computada.

– Radiología Digital.

• CCD

• Flat Pannel

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RX

Hoja de memoria

Lector de Hojas de

Memoria

Estación de Trabajo

(Procesador)

PACS

Paciente

Radiología Computada (CR).

Descripción Técnica.Radiología Computada (CR).

• Características.

– Imagen Digital.

– Reemplaza al chasis convencional.

– Adquisición Indirecta.

– Requiere un lector que forma la imagen digital.

– Realizados con Fósforo Fotoestimulable.

– Gran Rango Dinámico.

– Diversos tamaños de placas.

– Tiempo de latencia: >1 hora.

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• Descripción.

– También llamada Radiología Digital por

Luminiscencia.

– Utiliza placas de fósforo fotoestimulables y

reutilizables con trampas o huecos para electrones

excitados por RX.

– El material utilizado es el fluorobromuro de bario

activado con europio.

– La energía de RX es cedida a los electrones del material

fotoestimulable pasando a un estado inestable de mayor

energía.

Láser

Fotomultiplicador

Espejo

Hoja de memoria

A/D

Filtro


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• Descripción.

– Los halogenuros de bario tiene la propiedad de

almacenar la energía depositada por los RX.

– La imagen latente se almacena en forma de relieve de

energía y es almacenada por un tiempo.

– La imagen es extraida con un láser rojo que impacta

sobre la placa provocando que los electrones vuelvan a

su estado estable emitiendo fotones color azul.

– La luz azul es filtrada y posteriormente leída por un

fotomultiplicador.



• Descripción.

– El fotomultiplicador genera una señal eléctrica que es digitalizada

con un A/D.

– Previo a la adquisición completa de la imagen se realiza un

premuestreo para mostrar un histograma de prelectura. (Muy

importante para ajustar la imagen)

– Mejor aprovechamiento de la profundidad de bits.

– Independencia de la dosis. Baja dosis, más ruido.

– Las placas se iluminan con UV para reutilizarlas.

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Radiología Digital

• Charge-Coupled Devices (CCDs)

• Paneles uniforme (Flat Panels)

– Silicio amorfo con cesio.

– Selenio amorfo.

Radiología Digital: CCD

• Características

– Esta formado por una pantalla de fósforo

acoplada ópticamente con una cámara CCD.

– Lectura instantánea.

– El acoplamiento óptico puede ser con lentes o

con fibra óptica.

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RX

Acond. y Conv A/D


(Procesador)

PACSPaciente

Lente

CCD


• Descripción del CCD.

– Estructura comprimida de fotodiodos

configurados en un arreglo.

– La carga eléctrica almacenada es proporcional a

la cantidad de luz recibida.

– La energía es transferida fila por fila.

– La señal es analógica y se acondiciona en la

salida.


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RX


PACS

Paciente

Pantalla Fl.

Procesador

FotodiodosTFT

Radiología Digital.

Flat Panels: Silicio

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– Utilizan una capa de silicio amorfo

sobre una hoja de vidrio formando

fotodiodos (~100um).

– Necesitan la pantalla centelladora

que convierte la energía de RX en

fotones de luz visible.

– Los fotodiodos convierten la

energía de los fotones de luz visible

en señales eléctricas.

Radiología Digital. Flat Panels: Silicio

Radiología Digital. Flat Panels: Silicio

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– Transistores especiales (TFT) construyen la

imagen pixel por pixel utilizando líneas de

control para cada TFT.

– La información de cada pixel es integrada en

una señal de video que es enviada a la estación

de trabajo.

– Existen diferentes tamaños en función del

objeto de estudio y del fabricante.





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– No necesitan cobertura centelladora.

– Conversión directa de RX a Señales eléctricas.

– aSe es un buen fotoconductor.

– El sensor puede ser de gran espesor (500um)

sin afectar la resolución. QE=50%

– 80%MTF a 20lp/mm.


Flat Panels: Selenio



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Calidad Radiográfica

Contraste Radiográfico

• Contraste radiográfico: diferencia en la fluencia de fotones que llegan al detector desde dos tejidos distintos.

• Descripción Matemática:

• Depende de:

– Número atómico.

– Densidad Física.

– Densidad de Electrones.

– Espesor.

– Energía del Haz.

• Análisis de tejidos: Tejido Blando, Grasa, Hueso.


Contraste Radiográfico

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Contraste de Detector

• Placa: 1 a 2 órdenes

– Depende de la pantalla intensificadora.


Contraste de Detector

• Electrónico: 5 órdenes

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Contraste de Visualización.

• Sólo en imágenes digitales.

• Se ajusta con la LUT.

• Se modifica el centro y el ancho de ventana.


Contraste

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Ruido

• Se basa en que la señal

adquirida es un proceso

aleatorio.

• La imagen tiene incertezas.

• Se debe analizar

estadísticamente.

• Se valora a través de la

desviación estándar de la

señal recibida.


Ruido

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Relación Señal a Ruido (S/N)

DQE: Eficiencia cuántica de detección.

• Bloque perfecto (en términos de ruido) es

aquel que produce una S/N de salida igual a

la S/N de entrada.

• DQE = SNsal/SNent

• Bloque perfecto DQE=1


Modelo de Rose.• Basado en el modelo

de Blackwell.

• Descripción

matemática.

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Comparación.Técnica.

Parámetro Radiología

Conv.

CR DR:

CCD

DR:

FP

Dominio de

la imagen

Analógico Digital

2 etapas

Digital

1 etapa

Digital

1 etapa

Area de la

imagen.

Medidas

estándar.

Medidas

estandar.

Limitadas

(fabricante)

Limitadas

(fabricante)

Veloc. de

Adquisición

Minutos Minutos Segundos Segundos

RX a Señal

Eléctrica

---- NO NO SI (aSe)


Conv.

CR DR:

CCD

DR:

FP

Dominio de

la imagen

Analógico Digital

2 etapas

Digital

1 etapa

Digital

1 etapa

Area de la

imagen.

Medidas

estándar.

Medidas

estandar.

Limitadas

(fabricante)

Limitadas

(fabricante)

Veloc. de

Adquisición

Minutos Minutos Segundos Segundos

RX a Señal

Eléctrica

---- NO NO SI (aSe)

Comparación.Técnica.


Conv.

CR DR:

CCD

DR:

FP

Resolución

(lp/mm)

3-4 2 4 y más

con aSe

Rango

dinámico

Medio

1000:1

Alto

10000:1

Alto Alto

2000:1

Prof. de

pixel

10-12bits 10-12bits 10-14bits


Conv.

CR DR:

CCD

DR:

FP

Resolución

(lp/mm)

3-4 2 4 y más

con aSe

Rango

dinámico

Medio

1000:1

Alto

10000:1

Alto Alto

2000:1

Prof. de

pixel

10-12bits 10-12bits 10-14bits

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Comparación.Tiempos.


Conv.

CR DR:

CCD

DR:

FP

Tiempo

Examen/

Diag.

22-55min 13-42min 7-9min 7-9min

Tiempo de

espera pac.

3 exp.

8m42s 6m8s 4m34s 4m34s


Conv.

CR DR:

CCD

DR:

FP

Tiempo

Examen/

Diag.

22-55min 13-42min 7-9min 7-9min

Tiempo de

espera pac.

3 exp.

8m42s 6m8s 4m34s 4m34s

Comparación.

Si vs Se

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