Fluoroscopia digital

Radiología. Radiografía. Rayos X. Detectores de imagen. Sistema de grabación de imagen

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TEMA II - FLUOROSCOPIA DIGITAL

  • HISTORIA:

  • Los departamentos de física médica de las universidades de Wisconsing y Arizona comenzaron de forma independiente el estudio de la fluoroscopía digital a principio de los 70. Los departamentos de investigación y desarrollo en los distintos fabricantes prosiguieron esos descubrimientos durante toda la época.

    La estrategia general consistió en usar un equipo de fluoroscopia convencional y colocar un Pc entre la cámara y el monitor de TV.

    La señal de video que sale de la cámara pasa a través del PC y experimenta diversas manipulaciones antes de ser transmitida al monitor de Tv para su visualización.

    Los primeros investigadores demostraron que inmediatamente después de la inyección intravenosa podían obtenerse imágenes de fluoroscopía digital de sustracción de gran calidad. Aunque se sigue usando mucho la inyección intraarterial.

    Las dos principales ventajas de la fluoroscopía digital sobre la convencional son:

  • La velocidad de adquisición de imágenes.

  • La mejora del contraste.

  • Un examen mediante fluoroscopía digital se realiza de forma muy parecida a una convencional, para el observador inexperto el equipo usado es el mismo, pero las apariencias engañan.

    Como se puede apreciar en imagen, se han añadido varios monitores de Tv y un Pc. La consola de control es mucho mas complicada, tiene un teclado de Pc ampliado con otro especial de funciones entre las que cabe destacar las de adquisición de datos y obtención de imágenes. También tiene zonas de control de video y de manejo del cursor mediante dispositivos de señalización para el control de las zonas de interés.

    En general se emplea una pantalla para los datos del paciente y del examen que también sirve para introducir anotaciones en las imágenes finales y otras dos pantallas que controlan la obtención de la imagen

  • GENERADOR:

  • Durante la fluoroscopia digital, el tubo de Rx colocado bajo la camilla funciona exactamente igual que durante la radiografía.

    Las imágenes se obtienen con tasas frecuentes de adquisición de imágenes de entre.1 y 10 seg.

    Dado que se necesitan 33 miliseg para leer un cuadrado de video, el empleo de velocidades de exposición mayores a esa solo provocaría un innecesario aumento de la dosis que recibe el paciente. Ese limite es teórico y a veces hay que superarlo para disminuir el ruido de la imagen y asegurar una buena calidad.

    El generador de Rx debe de poder conectarse y desconectarse con gran rapidez diferenciándose por lo tanto dos tiempos:

  • Tiempo de interrogación: tiempo que transcurre desde que se conecta el generador hasta que se alcanza el nivel de tensión de pico requerido.

  • Tiempo de extinción: tiempo que transcurre desde que se desconecta el generador hasta que deja de generar Rx.

  • DETECTOR DE IMAGEN:

  • La diferencia más significativa entre los sistemas basados en intensificadores y la tecnología del detector digital, es que el intensificador de imagen es reemplazado junto con la óptica y los convertidores analógico-digitales por un detector digital. Este detector digital convierte los fotones incidentes en una matriz digital de valores sin necesidad de ningún otro proceso adicional.

    El detector digital se compone:

  • captador de yoduro de cesio: tiene la ventaja de emitir una imagen de gran calidad y el panel de silicio amorfo contiene una matriz de 1024x1024

  • matriz bidimensional consistente en un panel de fotodiodos de silicio amorfo.

  • Todo esto se ensambla sobre un soporte de vidrio

    Estos forman parte del mismo equipo de fluoroscopía digital y pueden ser de:

  • Gas: contiene xenón a alta presión. Se usa éste por que contiene un numero atómico muy elevado y produce una gran absorción fotoeléctrica.

  • Centelleo: formado por unidades de cristal fotodiodo. Es de tougstenato de cadmio aunque a veces también se puede emplear gesmanato de bismuto, yoduro de cesio, o yoduro de sodio. El fotodiodo es un material semiconductor normalmente de silicio o germanio y produce una salida proporcional a la luz que incide sobre él.

  • Los detectores de imagen reemplazan a los intensificadores de imagen en el diseño de los fluoroscopios ofreciendo una gran sensibilidad a los Rx y por lo tanto permiten reducir la dosis del paciente.

    La resolución temporal también es mejor respecto a los intensificadores de imagen reduciendo la borrosidad de movimiento.

    El rango de contraste es mayor con respecto a los intensificadores de imagen, y la resolución espacial es prácticamente la misma.

    El intensificador de imagen funciona de modo de magnificación y puede ser ligeramente mejor que los de panel plano. Los de panel plano son un poco más caros que los intensificadores de imagen por lo que se usan primordialmente en especialidades que requieran gran velocidad como por ejemplo en angiografías y cateterismos cardiacos.

    La fluoroscopía digital reduce la dosis, la borrosidad de movimiento y tiene mejor contraste aunque tiene casi la misma resolución espacial que la convencional a pesar de ser más cara.

  • TRATAMIENTO DE LA IMAGEN:

  • La principal ventaja de la fluoroscopía digital es la posibilidad de usar técnicas de sustracción y la capacidad de visualizar la vascularización mediante una inyección intravenosa de material de contraste.

    El contraste de la imagen se obtiene por técnicas de sustracción que proporcionan imágenes instantáneas en tiempo real durante el paso del bolo del medio de contraste.

    La sustracción temporal y la sustracción de energía son los dos métodos mas usados en fluoroscopía digital. Ambos tienen ventajas y desventajas usándose más las de sustracción temporal debido a las limitaciones que los generadores de alta tensión imponen a las técnicas de sustracción energía.

    Si se combinan ambas técnicas, el proceso se llama sustracción hibrida y mejora más aun el contraste ya que reduce el movimiento del paciente entre las imágenes sustraídas.

  • Sustracción temporal: conjunto de técnicas de ordenador en las que se resta una imagen obtenida en un momento dado de otra obtenida después (concepto general de sustracción).

  • A la primera sustracción se la llama máscara.

    Si en el periodo intermedio entre una y otra se inyecta en la estructura vascular un agente de contraste en la imagen sustraída solo se verán los vasos que contengan el material de contraste. Hay dos tipos principales de sustracción temporal:

  • Con máscara: se coloca al paciente bajo control fluoroscópico normal para garantizar que la región anatómica a estudiar se encuentra dentro del campo de visión del intensificador de imagen.

  • Una vez que tenemos eso, se coloca el inyector en una vena u arteria. El inyector está programado para inyectar de 30 a 50 ml de contraste a una velocidad de 15 a 20 ml/s si está en una vena y en una arteria 25 ml de contraste inyectados a una velocidad de 10 a 12 ml segundo.

    Los pasos a seguir son:

    Cambiamos el aparato de normal a digital lo que requiere aumentar la corriente del tubo de Rx de 20 a 100 veces mas que la fluoroscopía convencional, y la activación de un programa de adquisición de imágenes.

    Una vez que tenemos esto programado se dispara el inyector y después de un periodo de retraso de 4 a 10 segundos antes de que el bolo de contraste alcance la zona anatómica se realiza una exposición mediante un pulso inicial de Rx.

    La imagen obtenida (máscara) se almacena en una memoria primaria y se muestra en un monitor de video.

    Después de obtener la máscara se almacenan todas las imágenes en posiciones de memoria. A medida que se reciben las imágenes, se les va restando la máscara apareciendo la imagen sustraída.

    Esta imagen se obtiene restando la primera de la segunda. Las imágenes de sustracción aparecen en tiempo real y luego son almacenadas en un disco. Después del examen las imágenes se pueden volver a recuperar para estudiarlas mas detenidamente.

  • Con diferencia de intervalos de tiempos: consiste en ilustrar la secuencia de adquisición de imágenes durante un examen.

  • Esta técnica se usa sobre todo para obtener imágenes de corazón.

    Consiste en la toma de imágenes comenzando 5 segundos después de la inyección y prosigue con una tasa de 15 por segundo durante 4 segundos con lo que en el estudio se han obtenido 60 imágenes que se identificaran mediante un número de cuadro desde el 1 hasta el 30.

    Cada imagen se almacena en una posición de memoria distinta a medida que se toma.

    Si se elige una diferencia de intervalos de tiempo de 4 imágenes, el primer cuadro que aparecerá será la sustracción del cuadro 5 menos el cuadro 1, la segunda imagen corresponde a la sustracción del cuadro 6 menos el cuadro 2, la tercera la del cuadro 7 menos el cuadro el cuadro 3.

    El flujo dinámico del material de contraste se observa en tiempo real mostrando tomas relativamente libres de artefactos de movimiento, pero con menos contraste que las imágenes obtenidas mediante sustracción con mascara.

    Si el paciente se mueve durante la adquisición de la máscara y la imagen siguiente la imagen de sustracción tendrá artefactos de falta de registro en el mismo pixel de la matriz no se registra el mismo punto de la anatomía ya que no están estrictamente superpuestas.

    En resumen:

    Con mascara: obtenemos una mascara preinyección (sin contraste) y a continuación disparamos el inyector con su retraso programado, antes de que el bolo del medio de contraste alcance la zona anatómica volvemos a disparar obteniendo una imagen posterior a la inyección sin tratar pero ya sustraída de la primera y finalmente obtendremos una imagen de sustracción mejorada que conseguimos sustrayendo la mascara preinyección de la obtenida tras la inyección.

  • Sustracción de energía: se usan dos haces de Rx distintos para obtener una imagen de sustracción a partir de las diferencias de interacción fotoeléctrica. Se usan dos métodos:

  • Pulsos alternativos del haz a 70 y 90 Kvp

  • Colocación de filtros distintos en el haz de forma alternativa mediante un mecanismo rotatorio. Se usan filtros de 4 mm de aluminio y 2 mm de cobre. El resultado de ambos métodos es un espectro de emisión alternativo del haz de Rx con dos niveles de energía.

  • Sustracción híbrida: algunos equipos de fluoroscopía digital son capaces de combinar la sustracción temporal y de energía en un método conocido como sustracción hibrida.

  • La sustracción de imágenes se realiza según el sistema de mascaras anteriormente descrito. No obstante la máscara y las imágenes siguientes se obtienen mediante técnicas de sustracción de energía.

  • APLICACIONES DE LA FLUOROSCOPÍA DIGITAL:

  • La aplicación en las técnicas de hemodinámica ha cambiado la práctica diaria de los especialistas en cardiología. Como consecuencia inmediata se trabaja más que nunca teniendo en cuenta la menor exposición posible que puedan sufrir tanto el paciente como el personal facultativo.

    En segundo lugar la mejora en la calidad de la imagen conduce la utilización de un contraste más diluido en la sala de hemodinámica o de un uso de menor cantidad del contraste.

    El alto rango dinámico de exposición del detector digital permite la visualización por ejemplo del mediastino, reduciendo la saturación debida a los tejidos pulmonares.

    Como consecuencia de esto, las adquisiciones actuales como las de 3D y 4D, proporcionaran al cardiólogo una optima visibilidad de las arterias coronarias.

  • SISTEMA DE GRABACION DE IMÁGENES:

  • Hay tres tipos de sistemas:

  • Cinefluorografía: la imagen es recogida desde la pantalla de salida del intensificador mediante un sistema de lentes y espejos acoplados a la salida del mismo y grabada en película de cine para su posterior visualización.

  • Su principal aplicación es en algunas técnicas de angiografía como el cateterismo cardiaco.

    La dosis que recibe el paciente es mayor que cuando la imagen se procesa en un PC y se graba en un disco óptico o en una cinta magnética pero la calidad de la imagen también es mayor.

    Para esta técnica se usan cámaras con películas de 16mm o bien de 35mm controladas mediante motores sincronizados con el equipo de fluoroscopía impresionando entre 7,5 y hasta 60 imágenes por segundo.

  • Seriografía o fotofluorografía: la fluoroscopía sirve para efectuar las radiografías en un sitio y momento oportuno, a esto se le llama radiografía al acecho obteniendo así las mejores imágenes diagnosticas. Pueden obtenerse imágenes de serigrafía mediante dos procedimientos distintos:

  • Serorradiografía o radiografía al acecho: el telemando nos ofrece la posibilidad de interrumpir fluoroscopía y hacer una radiografía con el mismo tubo cambiando de una a otra mediante un simple juego de pedales.

  • Para ello una película introducida en un chasis es interpuesta entre el paciente y el intensificador de imagen.

    Al accionar un control que desplaza rápidamente la bandeja con el chasis seleccionando los miliamperios cuya tarea corre a cargo del exposímetro automático de las cámaras de ionización para impresionar la película.

    Estas películas proporcionan una buen calidad de imágenes.

    Podemos además seleccionar en la consola de control del telemando la cantidad de imágenes que deseamos obtener en cada placa así podemos seleccionar para obtener una sola imagen que ocupe toda la película, o bien varias imágenes obtenidas mediante el desplazamiento de la bandeja y la utilización de colimadores automáticos que dividen la película en función del número de imágenes seleccionadas pudiendo obtener 2, 3, 4, radiografías seriadas en una radiografía. El máximo son 6 radiografías en la misma radiografía, aunque lo normal son 2 o 3.

    Los diafragmas automáticos del telemando funcionan no solo droscopia ya que mantienen la seriación radiográfica, sino durante todo el tiempo de la fluoroscopía ya que mantienen el campo colimado al círculo de la pantalla fluorescente de entrada del intensificador de imagen.

  • Cámara de seriografia o seriografos: están poco a poco desplazando a las películas cargadas en chasis o seriorradiografias.

  • Son cámaras parecidas a las de cinefluorografia pero su diferencia fundamental es que expone una sola imagen cada vez que se les activa.

    Además son impresionadas por la imagen de la pantalla de salida del intensificador de imagen por lo que la dosis que recibe el paciente es menor para obtener una seriografía con cámara que con película en el chasis y se interrumpe durante menos tiempo la exploración, por lo que es menos molesta para el paciente y para el técnico.

    La cámara esta acoplada al sistema óptico de lentes y espejos situado a la salida del intensificador.

    Estas cámaras usan películas de 70 y 105mm en general. Cuanto mayor es el tamaño de la película, mayor es la calidad de la imagen pero también la dosis del paciente. Pese a ello incluso con la película de 105, la dosis que recibe el paciente es mucho menor que con la serorradiografía en chasis.

    • Grabación en cinta de video: consiste en la grabación mediante video similar a los de uso domestico de las imágenes obtenidas en el monitor de Tv aunque por su comodidad es un sistema de grabación de imagen muy extendido, la resolución de las mismas es muy inferior a la obtención mediante cinerradiografia, debido a que este ultimo caso las imágenes son grabadas directamente desde la pantalla de salida del intensificador mientras que el video las graba desde la pantalla del monitor.

    • Grabación en soportes informáticos, discos ópticos u otros: en este caso es necesario incorporar un convertidor analógico-digital que permita la incorporación y manipulación de los datos a través de un PC. Las imágenes digitalizadas pueden ser archivadas en discos ópticos o en CDS.

    Procesado y tratamiento de la imagen radiológica

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