Radiografia en Pacientes de Cuidados Intensivos by Anonymous erRU5EPwl
domingo, 19 de junio de 2016
miércoles, 1 de junio de 2016
lunes, 30 de mayo de 2016
martes, 17 de mayo de 2016
PROCESADO DE LA IMAGEN LATENTE
PROCESADO DE LA IMAGEN LATENTE
El procesado de la imagen latente invisible crea la imagen visible. El procesado hace que los iones de plata en el cristal de haluro de plata que han sido expuestos a la luz se conviertan en granos microscópicos de plata. La secuencia de procesado se compone de los siguientes pasos:
- Humectación
- Revelado
- Lavado en baño de paro
- Fijado
- Lavado
- Secado
Procesado de películas
La imagen latente es invisible porque solamente unos pocos iones de plata se han convertido en plata metálica y se han depositado en el centro de sensibilidad. El procesado de películas magnifica esta acción muchas veces hasta que todos los iones de plata en un cristal expuesto se transforman en plata metálica, convirtiendo así la imagen latente en una imagen radiográfica visible.
El cristal expuesto se convierte en un grano negro que es visible microscópicamente. La plata que contienen las joyas o los cubiertos también sería negra si no estuviera muy pulida, lo cual alisa la superficie y la convierte en reflectante.
El procesado es tan importante para conseguir una radiografía de calidad como el posicionamiento y la técnica. Un cambio en las condiciones de procesado recomendadas nunca debería ser un sustituto de una mala exposición radiográfica porque el resultado siempre es una dosis más alta para el paciente.
Antes de la introducción del procesado de películas automático, las películas de rayos X se procesaban manualmente. Obtener una radiografía seca y lista para usar tardaba aproximadamente 1 hora.
Procesado automático
El primer procesador automático de películas de rayos X fue introducido por Pako en 1942. El primer
modelo comercial disponible podía procesar 120 películas por hora usando unos colgadores de película especiales. Estos colgadores pasaban de un tanque a otro. El tiempo total del ciclo de procesado de una película era aproximadamente de 40 minutos.
El procesado automático de películas de rayos X avanzó significativamente en 1956, cuando la Eastman Kodak Company introdujo los primeros sistemas con rodillos para procesar radiografías médicas. El procesador automático con rodillos medía aproximadamente 3 m de largo, pesaba cerca de tres cuartos de tonelada y se vendía por el equivalente de unos 350.000 dólares actuales.
El procesado automático representó una revolución para los ocupados departamentos de revelado. Obtener una radiografía acabada pasó a ser factible en 6 minutos, a la vez que se eliminó la variabilidad en los resultados causada por el elemento humano. Tanto la eficacia de los departamentos como el flujo de trabajo y la calidad de las radiografías mejoraron.
Otro hito significativo fue la introducción en 1965 del procesado rápido de 90 segundos por Eastman Kodak. El procesado rápido fue posible gracias al desarrollo de nuevos productos químicos y emulsiones y al secado más rápido de las películas con base de poliéster. Con este procesador el tiempo de procesado es de 90 segundos. Este tipo de sistema de procesado automático sigue siendo el
estándar actualmente.
En 1987, Konica comercializó un procesador automático de películas con un ciclo de procesado de aproximadamente 45 segundos. Este procesado, sin embargo, requiere películas y productos químicos especiales.
Secuencia de procesado
El procesado de películas radiográficas requiere cierto número de pasos.
Todo el procesado radiográfico se hace hoy día de forma automática, por lo que el apartado siguiente no trata el procesado manual. Los productos químicos empleados en los dos tipos de procesado son básicamente los mismos. En el procesado automático el tiempo requerido por cada paso es menor y las concentraciones químicas y las temperaturas son más altas.
El primer paso en la secuencia de procesado es la humectación de la película, para hinchar la emulsión y permitir que los baños químicos posteriores puedan alcanzar todas las partes de la emulsión uniformemente. Este paso se omite en el proceso automático, en el que el agente humectante se incorpora en el paso siguiente, el revelado.
El paso de revelado es muy corto y muy importante. Después del revelado, la película se lava en una solución ácida para parar el proceso de revelado y eliminar el exceso de productos químicos de revelado de la emulsión. Los fotógrafos llaman a este paso baño de paro. En el procesado radiográfico, el baño de paro se incluye en el paso siguiente, el fijado.
La parte de gelatina de la emulsión es endurecida al mismo tiempo para incrementar su solidez estructural. Al fijado le sigue un lavado vigoroso de la película para eliminar cualquier producto químico restante de los pasos de procesado previos.
Finalmente, la película se seca para eliminar el agua usada para lavarla y para hacer que la película sea aceptable para manipularla y visionarla.
El revelado, el fijado y el lavado son pasos importantes en el procesado de las películas radiográficas. Las reacciones químicas precisas involucradas en estos pasos no se comprenden del todo. Sin embargo, es necesaria una revisión del proceso general debido a la importancia del procesado en una radiografía de alta calidad.
Química del procesado
Los productos químicos utilizados en el procesado de películas se diseñan para penetrar en una emulsión y causar un efecto. Los que se utilizan en los procesadores automáticos lo hacen de forma eficiente en el poco tiempo que la película está sumergida.
Por tanto, deben seguirse estos pasos al mezclar soluciones, limpiar un procesador o participar en cualquier actividad con soluciones de procesado o cerca de éstas:
- Llevar una máscara adecuada que reduzca la inhalación de vapores, no la mascarilla quirúrgica estándar que sólo protege frente a partículas y gérmenes.
- Llevar guantes de nitrilo. No usar guantes quirúrgicos: sólo protegen frente a materia biológica. Recordar que los productos químicos fotográficos se diseñan para penetrar, y los guantes finos de látex no garantizan la seguridad.
- Llegar gafas protectoras. Las salpicaduras de productos químicos en los ojos son dolorosas.
Humectación
Un disolvente es un líquido en el que se pueden disolver varios sólidos y polvos. El disolvente universal es el agua, que se usa para disolver todos los productos químicos del procesado de radiografías.
Para que estos productos químicos penetren en la emulsión, la radiografía se debe tratar con un agente humectante. El agente humectante es el agua, que penetra en la gelatina de la emulsión, hinchándola. En el procesado automático, el agente humectante es el revelador.
Revelado
La principal acción del revelado es transformar los iones de plata de los cristales expuestos en plata metálica. El revelador es el producto químico que lleva a cabo esta tarea. El revelador proporciona electrones al centro de sensibilidad del cristal para transformar los iones de plata en plata.
Aparte del disolvente, el revelador contiene otros ingredientes. Para que la plata iónica se transforme en metálica, se debe proporcionar un electrón al ion de plata.
Cuando un producto químico libera un electrón, en este caso el revelador, para neutralizar un ion positivo, el proceso se llama reducción. El ion de plata se reduce a plata metálica, y el producto químico responsable de ello se llama agente reductor.
Lo contrario de la reducción es la oxidación, una reacción que produce un electrón. La oxidación y la reducción ocurren simultáneamente y se llaman reacciones redox. Para ayudar a recordar la asociación correcta, se puede pensar en un juego de palabras con la palabra EUR/OPE (Europa en inglés): los electrones se usan en la reducción/oxidación produce electrones.
El principal componente, sin embargo, es la hidroquinona. Los constituyentes secundarios del agente revelador son la fenidona y el metol.
Habitualmente, la hidroquinona y la fenidona se combinan para un procesado rápido. Al ser reductoras, cada una de estas moléculas tiene una abundancia de electrones que pueden liberarse fácilmente a los iones de plata.
La densidad óptica de una radiografía procesada es resultado del revelado de cristales que contienen una imagen latente.
La curva característica de una radiografía está marcada por la acción sinérgica de los agentes reveladores. La hidroquinona actúa de forma bastante lenta, pero es responsable de los tonos más oscuros. La fenidona actúa rápidamente e influye en los tonos más claros de gris. La fenidona controla la parte baja de la curva, mientras que la hidroquinona controla la parte alta.
Un cristal de haluro de plata no expuesto tiene una carga electrostática negativa distribuida en toda su superficie. Un cristal de haluro de plata expuesto, sin embargo, tiene una carga electrostática negativa distribuida por toda su superficie menos en el centro de sensibilidad. Las cargas electrostáticas similares en el revelador y en el cristal de haluro de plata hacen que sea difícil que el revelador penetre la superficie del cristal, excepto en la región del centro de sensibilidad de un cristal expuesto.
En un cristal expuesto, el revelador penetra en el cristal a través del centro de sensibilidad y reduce los iones de plata remanentes a plata atómica. El centro de sensibilidad puede considerarse un electrodo metálico conductor a través del cual los electrones se transfieren del revelador al cristal.
El revelado se produce a lo largo del tiempo y depende de factores como el tamaño del cristal, la concentración de revelador y la temperatura. En un primer momento, la plata metálica se acumula lentamente en el centro de sensibilidad. Después del revelado completo, los cristales expuestos se destruyen y un grano de plata metálica es todo lo que queda. Los cristales no expuestos no se ven afectados por este proceso.
La reducción de un ion de plata se acompaña de la liberación de un ion de bromuro. El ion de bromuro se desplaza a través de lo que queda de cristal hasta la parte de gelatina de la emulsión. Allí el ion se disuelve en el revelador y se elimina de la película.
El revelador contiene componentes alcalinos, como el carbonato de sodio y el hidróxido de sodio. Estos agentes activadores mejoran la acción del agente revelador controlando la acción de los iones de hidrógeno: el pH.
Estos componentes alcalinos son cáusticos, es decir, son muy corrosivos y pueden causar quemaduras en la piel. El hidróxido de sodio es el álcali más fuerte y se conoce comúnmente como lejía. Hay que tener mucho cuidado al mezclar una solución reveladora con hidróxido de sodio. Se deben llevar guantes de goma y, sobre todo, nunca acercarla a la boca o a los ojos.
El bromuro de potasio y el yoduro de potasio se añaden al revelador como sustancias antivelo. Las sustancias antivelo restringen la acción del revelador a los cristales de haluro de plata que han sido irradiados. Sin el agente antivelo los cristales que no han sido expuestos se reducen también a plata metálica. Esto da como resultado un incremento del velo que se conoce como velo de revelado.
El revelador incluye también un preservante para controlar la oxidación del agente revelador por el aire. El aire se introduce en la química del proceso cuando el producto se mezcla, se manipula y se almacena; este tipo de oxidación se llama oxidación aérea. El preservante ayuda a mantener el ritmo de revelado adecuado controlando la oxidación aérea.
Una vez mezclados, todos estos productos químicos duran sólo un par de semanas; por tanto, los tanques de llenado requieren cierres flotantes bien ajustados para el control de la oxidación aérea. La hidroquinona es particularmente sensible a la oxidación aérea. Es fácil determinar cuándo el agente revelador se ha oxidado, ya que se vuelve marrón. La adición de preservante conserva la transparencia del revelador. El preservante más habitual es el sulfito de sodio.
Los reveladores usados en los procesadores automáticos contienen un endurecedor, el cual habitualmente es glutaraldehído. Si la emulsión se hincha demasiado o se vuelve demasiado blanda, la película no se transportará adecuadamente a través del sistema debido a la estrecha tolerancia del sistema de transporte.
El endurecedor controla el hinchado y el reblandecimiento de la emulsión. Cuando las películas que salen del procesador están húmedas, la causa más habitual es que se ha acabado el endurecedor.
El revelador puede contener impurezas metálicas y sales solubles. Estas impurezas pueden acelerar la oxidación de la hidroquinona, haciendo el revelador inestable. Los quelatos se introducen como agentes secuestrantes para que formen complejos estables con estas sales e iones metálicos.
Con un revelado adecuado, todos los cristales expuestos que contienen una imagen latente se reducen a plata metálica, y los no expuestos no se ven afectados. El proceso de revelado, sin embargo, no es perfecto: algunos cristales que contienen una imagen latente permanecen sin revelar (reducir), mientras que otros cristales que no han sido expuestos pueden revelarse. Ambas acciones reducen la calidad de la radiografía.
El revelado de películas es básicamente una reacción química. Como todas las reacciones químicas, está gobernada por tres características físicas: el tiempo, la temperatura y la concentración (de revelador). Los tiempos de revelado largos aumentan la reducción de la plata en cada grano e incrementan el revelado del número total de granos. El uso de temperaturas más altas tiene el mismo efecto.
De forma similar, la reducción de la plata es controlada por la concentración de los productos químicos del revelador. Si se aumenta la concentración del revelador, el reductor se hace más activo y puede penetrar más fácilmente los cristales de haluro de plata tanto expuestos como no expuestos.
Los fabricantes de películas de rayos X y de productos químicos de revelado han determinado cuidadosamente las condiciones óptimas de tiempo, temperatura y concentración para un revelado correcto. Se puede esperar encontrar las condiciones óptimas de contraste, velocidad y velo si se siguen las recomendaciones del fabricante para el revelado.
Las desviaciones de las recomendaciones del fabricante pueden resultar en una pérdida de calidad de imagen.
La imagen de una película velada es gris y no tiene el contraste suficiente. Las causas del velo son muchas, pero probablemente las más importantes son las que acaban de mencionarse: el tiempo, la temperatura y la concentración de revelador. Un incremento en cualquiera de estos factores por encima de las recomendaciones del fabricante da como resultado un incremento del velo de revelado.
El velo puede estar causado también por contaminación química del revelador (velo químico), por exposición involuntaria a radiación (velo de radiación) y por un almacenamiento inadecuado a temperaturas y humedades elevadas. Los productos químicos antivelo, como los indozoles o los triazoles, son ingredientes importantes del revelador.
Fijado
Una vez el revelado está completo, las películas deben tratarse para que la imagen no desaparezca y quede fijada de forma permanente. Este estadio del procesado es el fijado. La imagen se fija en la película y esto produce películas de calidad de archivo.
Cuando las películas se sacan del revelador, una parte de éste permanece atrapada en la emulsión y continúa efectuando su acción reductora. Si el revelado no se para, se crea velo de revelado. El paso en el procesado manual que sigue al revelado se llama baño de paro, y su función es precisamente ésta: neutralizar el revelador residual en la emulsión y parar su acción. El producto químico usado en el baño de paro es el ácido acético.
En el procesado automático no se usa el baño de paro, ya que las cintas transportadoras presionan la película hasta limpiarla. Además, el fijador contiene ácido acético, que se comporta como un baño de paro. Este ácido acético, sin embargo, se llama activador. Un activador neutraliza el pH de la emulsión y para la acción del revelador.
Los términos líquido de lavado, hipo y tiosulfato se usan frecuentemente de forma indistinta para referirse al fijador. Los fijadores eliminan los cristales de haluro de plata no expuestos y no revelados de la emulsión. El tiosulfato de sodio se conoce normalmente como hipo, pero el tiosulfato de amonio es el agente fijador usado en la mayoría de procesos.
Las áreas en el haz de rayos X formador de imágenes donde los rayos X se han eliminado por absorción fotoeléctrica dan lugar a cristales de haluro de plata no expuestos. Estos cristales no expuestos serán eliminados por el fijador.
La retención de hipo es un término empleado para describir la retención indeseada de fijador en la emulsión. Un exceso de hipo oxida lentamente la imagen y hace que pierda color y se vuelva más marrón al cabo del tiempo. Los agentes fijadores retenidos en la emulsión se combinan con la plata para formar sulfuro de plata, que tiene un color amarillo-marrón.
El fijador también contiene un producto químico conocido como endurecedor. A medida que el bromuro de plata revelado y el no reducido se eliminan de la emulsión durante el fijado, la emulsión se encoge. El endurecedor acelera este proceso de encogimiento y hace que la emulsión sea más rígida o dura.
El objetivo de los endurecedores es asegurar que la película se transporta adecuadamente a través de la sección de lavado y secado, y asegurar un secado rápido y completo. Los productos químicos utilizados habitualmente como endurecedores son el alumbre de potasio, el cloruro de aluminio y el alumbre de cromo. Normalmente, sólo se usa uno en una determinada formulación.
El fijador contiene también un preservante que tiene la misma composición y que sirve para lo mismo que el preservante del revelador. El preservante es el sulfito de sodio y es necesario para mantener el equilibrio químico debido al transporte del revelador y del fijador de un tanque a otro.
La alcalinidad/acidez (el pH) del fijador debe permanecer constante. Esto se consigue añadiendo un tampón, habitualmente acetato, al fijador.
Los iones metálicos deben ser secuestrados en el fijador de la misma forma que lo son en el revelador. Los iones de aluminio son la principal impureza en este punto. Los ácidos bóricos y las sales bóricas se utilizan para el secuestro.
Finalmente, el fijador contiene agua como el disolvente. Otros productos químicos pueden emplearse como disolvente pero serían más gruesos y más propensos a engancharse al sistema de transporte del procesador automático.
Lavado
El paso siguiente en el procesado es el lavado de productos químicos residuales de la emulsión, y particularmente hipo remanente en la superficie de la película. El limpiador usado es el agua. En el procesado automático, la temperatura del agua de lavado debe mantenerse aproximadamente a 3 °C por debajo de la temperatura del revelador.
De esta manera, el baño de lavado sirve también para estabilizar la temperatura de revelado. Un lavado inadecuado resulta en un exceso de retención de hipo y en la producción de una imagen que se desvanecerá y se volverá marrón con el tiempo, y será de una calidad de archivo baja.
Secado
Para el paso final del procesado, el secado de la radiografía, se dispara aire seco caliente sobre las dos superficies de la película a medida que se transporta por la cámara de secado.
La secuencia total de acciones involucrada en el procesado manual requiere más de 1 hora. La mayoría de procesadores automáticos son de 90 segundos y requieren un tiempo desde el principio hasta el final (el tiempo dry-todrop) de sólo 90 segundos.
El proceso de conversión de la imagen latente a una imagen visible puede resumirse como un proceso de tres pasos en la emulsión. Primero, la imagen latente se forma por exposición de los granos de haluro de plata. Seguidamente, los granos expuestos, y solamente ellos, se hacen visibles con el revelado. Finalmente, el fijado elimina los granos no expuestos de la emulsión y convierte en permanente la imagen.
PANTALLAS INTENSIFICADORAS RADIOGRÁFICAS
PANTALLAS INTENSIFICADORAS RADIOGRÁFICAS
Las pantallas intensificadoras radiográficas son una parte del receptor de imagen convencional. El receptor de imagen (IR , image receptor) incluye la chasis (que es un elemento protector), las pantallas intensificadoras radiográficas y la película radiográfica.
Aunque algunos rayos X alcanzan la emulsión de la película, es realmente la luz visible procedente de las pantallas intensificadoras radiográficas la que expone la película radiográfica. La luz visible se emite desde el fósforo de las pantallas intensificadoras radiográficas, que es activado por los rayos X formadores de la imagen y que salen del paciente.
Construcción de la pantalla
El uso de una película para detectar los rayos X y las estructuras anatómicas es ineficiente. De hecho, menos de un 1% de los rayos X incidentes en una película radiográfica interactúan con la película y contribuyen a la imagen latente.
La mayoría de los aparatos de rayos X están hechos con la película en contacto con una pantalla intensificadora radiográfica porque el solo uso de películas requiere exponer a los pacientes a altas dosis. Una pantalla intensificadora radiográfica es un dispositivo que convierte la energía del haz de rayos X en luz visible. Esta luz visible interactúa con la película radiográfica, formando la imagen latente.
Aproximadamente el 30% de los rayos X que pasan por la pantalla intensificadora radiográfica interactúan con la pantalla. Para cada una de estas interacciones se emite un alto número de fotones de luz visible.
Por un lado, el uso de una pantalla intensificadora radiográfica disminuye considerablemente la dosis administrada al paciente; por otro lado, la imagen está ligeramente borrosa. Sin embargo, con las pantallas modernas esta falta de nitidez no es importante.
Las pantallas intensificadoras radiográficas se parecen a hojas flexibles de plástico o de cartulina. Además, se ajustan a los tamaños correspondientes de las películas.
Normalmente las películas radiográficas están intercaladas entre dos pantallas. La película usada se llama película de doble emulsión porque tiene una capa de emulsión en ambas partes de la base. La mayoría de las pantallas tienen cuatro capas diferentes.
Capa protectora
La capa de la pantalla intensificadora radiográfica más próxima a la película radiográfica es la capa protectora. Tiene un espesor de 10 a 20 mm y se aplica a la cara de la pantalla para hacerla resistente a la abrasión y al daño producido por el uso. Esta capa también ayuda a eliminar la acumulación de la electricidad estática y proporciona una superficie para el lavado habitual sin afectar al fósforo activo. Esta capa protectora es transparente.
Fósforo
La capa activa de las pantallas intensificadoras radiográficas es el fósforo. El fósforo emite luz durante la estimulación de los rayos X. Las capas de fósforo se presentan en espesores de 50 a 300 mm, según el tipo de pantalla. La sustancia activa de la mayor parte de los fósforos antes de 1980 era tungstato de calcio, colocado en una matriz de polímeros. Los tierras raras, como el gadolinio, el lantano y el itrio son los materiales de fósforo en las pantallas más nuevas y más rápidas.
La acción del fósforo puede demostrarse viendo una cinta o chasis abierto en una habitación oscura a través de la ventana protectora de la cabina de control. La pantalla intensificadora radiográfica brilla intensamente cuando se expone a los rayos X.
Muchos materiales reaccionan de esta forma, pero las radiografías requieren que los materiales posean ciertas características. A lo largo de los años se han usado varios materiales como fósforos ya que exhibían estas características. Estos materiales incluyen el tungstato de calcio, el sulfuro de zinc, el sulfato de plomo bario y las tierras raras (gadolinio, lantano e itrio).
Capa reflexiva
Entre el fósforo y la base hay una capa reflexiva, de aproximadamente 25 mm de espesor, hecha de una sustancia brillante como el óxido de magnesio o el dióxido de titanio. Cuando los rayos X interactúan con el fósforo, la luz se emite de forma isótropa.
Menos de la mitad de la luz se emite en la dirección de la película. La capa reflexiva intercepta la luz dirigida en otras direcciones y la redirige hacia la película. La capa reflexiva incrementa la eficiencia de las pantallas intensificadoras radiográficas, acercando al doble el número de fotones de luz que alcanza la película.
Algunas pantallas intensificadoras radiográficas incorporan tintes especiales en la capa de fósforo para absorber selectivamente estos fotones de luz emitidos en un ángulo grande hacia la película. Estos fotones de luz incrementan la falta de nitidez de la imagen. Como tienen que viajar una distancia más larga en el fósforo que los que se emiten en la dirección perpendicular a la película, estos fotones son más fáciles de absorber por el tinte. Por desgracia, esta incorporación reduce algo la velocidad de la pantalla.
Base
La capa más alejada de la película es la base. La base tiene aproximadamente 1 mm de espesor y sirve principalmente como un soporte mecánico a la capa de fósforo activa. El poliéster es el material de la base más popular en las pantallas intensificadoras radiográficas, ya que también lo es para películas radiográficas.
Características de la pantalla
Los radiólogos se preocupan por tres características principales de las pantallas intensificadoras radiográficas: la velocidad de la pantalla, el ruido de la imagen y la resolución espacial.
Como las pantallas se usan para reducir la dosis aplicada al paciente, una característica es la magnitud de reducción de dosis. Esta propiedad se llama factor de intensificación y es una medida de la velocidad de la pantalla.
Con algunas excepciones, un incremento en la velocidad de la pantalla puede resultar en un incremento del ruido de la imagen. El ruido de la imagen tiene una apariencia de punteado sobre algunas imágenes y puede tener varias fuentes.
Por desgracia, cuando los rayos X formadores de la imagen se convierten en luz visible y la luz visible produce la imagen latente, la imagen pierde algo de nitidez. La resolución espacial de la pantalla es su habilidad para producir una imagen clara y exacta. La resolución se mide normalmente como el espaciado interlineal mínimo que puede detectarse y reproducirse en la imagen.
Velocidad de la pantalla
Hay muchos tipos de pantallas intensificadoras radiográficas y cada fabricante emplea diferentes nombres para identificarlas. Sin embargo, todas las pantallas se identifican normalmente por su velocidad relativa expresada numéricamente. El límite de velocidades de pantalla va desde 100 (lentas y detalladas) hasta 1.200 (muy rápidas).
La velocidad de la pantalla es un número relativo que describe con qué eficiencia se produce la conversión de rayos X en luz útil. La velocidad de las pantallas de tungstato de calcio se asigna a un valor de 100 y es la base para la comparación de todas las otras pantallas. Las pantallas de tungstato de calcio rara vez se usan para algo más. Las pantallas de alta velocidad de tierras raras tienen velocidades superiores a 1.200; las pantallas detalladas tienen velocidades de aproximadamente 50 a 80.
La velocidad de una pantalla intensificadora radiográfica no expresa información sobre la dosis aplicada al paciente. Esta información se relaciona por el factor de intensificación (IF). El IF es la relación entre la exposición requerida para producir la misma densidad óptica con una pantalla y la exposición requerida para producir esa densidad óptica sin una pantalla.
La densidad óptica elegida para comparar una pantalla intensificadora radiográfica con otra es normalmente de 1,0. El valor del IF se puede usar para determinar la reducción de dosis que acompaña el uso de una pantalla.
Varios factores influyen en la velocidad de las pantallas intensificadoras radiográficas, algunos de los cuales los controla el radiólogo. Últimamente, la velocidad de la pantalla se determina por el número relativo de rayos X que interactúan con el fósforo y con qué eficiencia la energía de los rayos X se convierte en luz visible que interactúa con la película.
Calidad de la radiación. Cuando se aumenta el voltaje aplicado sobre el tubo de rayos X, el IF también se incrementa.
Las pantallas tienen números atómicos más altos que las películas; por tanto, aunque la absorción real en la pantalla decrece con el aumento de kVp, la absorción relativa comparada con la de la película aumenta. En 70 kVp, el IF característico para una pantalla es 60, mientras que para
pantallas de tierras raras es 150.
Procesado de la imagen. Cuando la película radiográfica se expone a la luz, sólo se afectan las capas superficiales de la emulsión. Sin embargo, la emulsión se ve afectada uniformemente cuando la exposición es a rayos X.
Por tanto, un tiempo excesivo de revelado para la película resulta en una disminución del IF porque la emulsión más próxima a la base contiene imagen no latente, aunque todavía se puede reducir a plata si el revelado permite el tiempo suficiente para penetrar la emulsión en profundidad. Esto también es relativamente poco importante porque las películas hechas a mano tienen capas de emulsión más finas que las producidas por exposición directa.
Temperatura. Las pantallas intensificadoras radiográficas emiten más luz por interacción de rayos X en temperaturas bajas que en temperaturas altas. Consecuentemente, el IF es más bajo para temperaturas más altas. Esta característica, aunque relativamente sin importancia en la clínica con un entorno controlado, puede ser significativa en el campo de trabajo con climas cálidos o fríos.
Ruido de la imagen
El ruido aparece en la imagen como un picoteado de fondo. Ocurre con más frecuencia cuando se usan pantallas rápidas y técnicas de altos kVp. El ruido reduce el contraste de la imagen.
Las pantallas intensificadoras radiográficas de tierras raras incrementan la velocidad por dos características importantes, ambas superiores a otros tipos de pantallas. El porcentaje de rayos X absorbido por la pantalla es más alto. Esto se llama eficiencia de detección (DQE, detective quantum efficiency). La cantidad de luz emitida por cada rayo X absorbido es también más alta. Esto se llama eficiencia de conversión (CE, conversion efficiency).
Si el espesor de fósforo se duplica, la DQE se incrementa al 40%, así que el valor de mAs se puede reducir a 5 mAs. La velocidad es ahora de 200, pero no hay incremento de ruido porque se absorbe el mismo número de rayos X.
Sin embargo, si el fósforo se cambia por uno con un valor de CE del 10%, la velocidad se duplica a expensas del aumento de ruido. Se consigue una velocidad de pantalla de 200 porque se emite el doble de luz por absorción de rayos X. Como mucho sólo se requiere la mitad de rayos X y esto produce en un incremento del abigarramiento del cuanto, que es un componente principal del ruido de la imagen.
El abigarramiento del cuanto con frecuencia es un resultado directo de sistemas de películas y pantallas muy rápidas que requieren cantidades muy pequeñas de exposición y producen una imagen granulada, veteada y emborronada.
En la práctica, las pantallas de tierras raras de la misma resolución espacial son al menos dos veces más rápidas que el tungstato de calcio sin un incremento significativo de ruido. Las pantallas de tierras raras tienen DQE y CE más altas, pero la ganancia en velocidad se debe principalmente a DQE.
Resolución espacial
Con frecuencia se usan los términos detalle de la imagen o visibilidad del detalle cuando se describe la calidad de la imagen. Estos términos cualitativos combinan medidas cuantitativas de la resolución espacial y de la resolución en contraste. La resolución espacial se refiere a lo pequeños que pueden ser los objetos para poder ser detectados en la imagen. La resolución de contraste se refiere a la capacidad de la técnica para detectar en la imagen tejidos similares.
El uso de las pantallas intensificadoras radiográficas añade un paso más al proceso de la imagen con rayos X. Estas pantallas intensificadoras tienen la desventaja de presentar una resolución espacial más baja que la resolución de las radiografías de exposición directa.
La resolución espacial se mide de varias formas y se puede dar como un valor numérico. La resolución espacial está limitada principalmente por el tamaño del punto focal efectivo. Para nuestro objetivo, debería ser suficiente con una descripción general.
Una radiografía en el foco muestra buena resolución espacial; fuera del foco, la resolución espacial es pobre y, por tanto, la imagen es menos nítida.
Las pantallas muy rápidas pueden resolver 7 lp/mm y las pantallas de detallado fino alcanzan 15 lp/mm. Las películas de exposición directa pueden resolver 50 lp/mm. El ojo desnudo puede resolver sobre 10 lp/mm.
Cuando los rayos X interactúan con el fósforo de la pantalla, el área de la emulsión de la película que se activa por la luz emitida es mayor que la que sería con exposición directa de rayos X. Esta situación produce una reducción de la resolución espacial o pérdida de nitidez de la imagen.
Las pantallas de alta velocidad tienen baja resolución espacial y las pantallas de detallado fino tienen alta resolución espacial. La resolución espacial mejora con cristales de fósforo más pequeños y capas de fósforo más delgadas.
CONTROL DE LA RADIACIÓN DISPERSA
CONTROL DE LA RADIACIÓN DISPERSA
El contraste y la resolución de contraste son características muy importantes de la calidad de la imagen. El contraste se forma a partir de las áreas de luz, oscuridad y de escalas de grises en la imagen de rayos X. Estas variaciones constituyen la radiografía. La resolución de contraste es la capacidad para conseguir distinguir diferentes tejidos adyacentes en una misma imagen. La radiación dispersa producida por el efecto Compton produce ruido, reduce el contraste de la imagen y también la resolución de contraste. Esto produce una imagen menos visible.
Al incremento de la radiación dispersa contribuyen tres factores: el incremento del valor de kVp, un tamaño del campo de rayos X mayor y un mayor grosor del paciente. Los colimadores se diseñan para controlar y minimizar la radiación dispersa, limitando el tamaño del campo únicamente a la anatomía de interés. Los tres principales tipos de estos componentes que restringen el haz de rayos X son los diafragmas de apertura, los conos o cilindros y los colimadores. Al eliminar los rayos X dispersos del haz remanente, la rejilla elimina una fuente importante de ruido, mejorando, por tanto, el contraste de la imagen.
Las dos características principales de cualquier imagen son la resolución espacial y la resolución de contraste. También se conocen como detalle de la imagen o visibilidad del detalle. De hecho, estas cualidades son bastante diferentes y están influidas por las distintas relaciones de la cadena de formación de la imagen.
La resolución espacial se determina por el tamaño del punto focal y otros factores que contribuyen al emborronamiento. La resolución de contraste está determinada por la radiación dispersa y otras fuentes del ruido de las imágenes radiográficas. Hay dos herramientas principales para controlar la radiación dispersa: los aparatos que restringen el haz y las rejillas.
Producción de la radiación dispersa
Hay dos tipos de rayos X responsables de la densidad óptica y del contraste en una radiografía: los que pasan a través del paciente sin interactuar y los que se dispersan dentro del paciente por interacción Compton. Los rayos X que salen del paciente no se aprovechan y los que interactúan con el receptor de imagen se llaman rayos X formadores de la
imagen.
Una correcta colimación del haz de rayos X tiene un efecto principal que reduce la dosis aplicada al paciente, pues se restringe el volumen de tejido irradiado. Una buena colimación también mejora el contraste de la imagen. Lo ideal sería que sólo los rayos X que no interactúan con el paciente alcanzaran el receptor de imagen.
Cuando la radiación dispersa se incrementa, la radiografía pierde contraste y aparece gris y emborronada. En la intensidad relativa de la radiación dispersa influyen principalmente tres factores: kVp, tamaño del campo y grosor del paciente.
kVp
Cuando la energía de los rayos X aumenta, el número absoluto de interacciones Compton decrece; sin embargo, el número de interacciones por efecto fotoeléctrico se reduce mucho más rápidamente. Por tanto, el número relativo de rayos X bajo interacción Compton aumenta.
Es fácil decir que todas las radiografías deberían tomarse en el valor de kVp razonablemente menor porque de este modo se obtendría una dispersión mínima y así un mayor contraste de la imagen. Por desgracia, no es tan sencillo.
Además, para menores kVp hay menos rayos X que alcanzan el receptor de imagen, un fenómeno que se compensa normalmente incrementando el valor de mAs. El resultado es un aumento todavía mayor en la dosis sobre el paciente.
Con pacientes grandes, el valor de kVp debe ser alto para asegurar una penetración adecuada en la porción del cuerpo de la que se pretende obtener una radiografía. Por ejemplo, si los factores técnicos normales para un examen anteroposterior (AP) de abdomen no son adecuados, se tiene la opción de incrementar los mAs o bien los kVp.
Incrementando los mAs normalmente se producen suficientes rayos X para proporcionar una imagen satisfactoria, pero puede ocasionar una dosis inaceptablemente alta sobre el paciente. Por otro lado, un incremento mucho más pequeño del valor de kVp basta para proporcionar suficientes rayos X, y esto se puede hacer con una dosis mucho más baja sobre el paciente. Por desgracia, cuando se incrementa el valor de los kVp el nivel de la radiación dispersa también aumenta, propiciando una disminución del contraste de la imagen.
Para reducir este nivel de radiación dispersa se usan colimadores y rejillas.
Es importante resaltar que la dosis sobre el paciente para 90 kVp es aproximadamente un tercio que para 70 kVp. En general, debido a la reducción de la dosis sobre el paciente, se prefiere una técnica con un valor de kVp alto que otra con un valor de kVp bajo.
Tamaño del campo
Otro factor que afecta al nivel de la radiación dispersa y que es controlado es el tamaño del campo
irradiado por rayos X. Cuando se incrementa el tamaño del campo, la radiación dispersa también aumenta.
En comparación con un tamaño de campo grande, los factores de exposición radiográfica pueden tener que aumentarse con objeto de mantener la misma DO cuando la exposición se hace con un tamaño de campo menor. Una reducción de la radiación dispersa causa una DO radiográfica menor, la cual se debe elevar mediante técnicas de aumento.
Grosor del paciente
Tomar imágenes de las partes gruesas del cuerpo produceb una mayor proporción de radiación dispersa que tomar imágenes de partes delgadas. Por ejemplo, se puede comparar una radiografía de estructuras del hueso de una extremidad con una radiografía de tórax o de pelvis. Incluso cuando ambas se toman con la misma combinación película-pantalla, la radiografía de la extremidad será mucho más nítida debido a la reducida cantidad de radiación dispersa presente en ella.
Los tipos de tejido (músculo, grasa, hueso) y la patología, como un pulmón lleno de líquido, también intervienen en la producción de la radiación dispersa.
Normalmente, el radiólogo no controla el espesor del paciente. Si se percibe que los rayos X dispersados aumentan mucho con el espesor del paciente, se puede producir una radiografía de alta calidad siempre y cuando se usen los factores técnicos adecuados y los aparatos que reducen la radiación dispersa que alcanza el receptor, por ejemplo, una raqueta de compresión.
Los aparatos de compresión mejoran la resolución espacial debido a que reducen el espesor del paciente y aproximan el objeto más al receptor de imagen. La compresión también reduce la dosis sobre el paciente y mejora la resolución de contraste.
Control de la radiación dispersa
Efecto de la radiación dispersa en el contraste de la imagen
Una de las características más importantes de la calidad de la imagen es el contraste, que mide las diferencias entre las áreas claras y oscuras de una radiografía. El contraste es el grado de diferencia en la DO entre dos regiones de la imagen. La resolución de contraste es la capacidad para poder
reproducir y distinguir tejidos blandos.
Incluso bajo las condiciones más favorables, la mayoría de los vestigios de rayos X se dispersan.
Si se pudiese hacer la radiografía de la sección transversal de un hueso grande usando solamente rayos X transmitidos y no dispersados, la imagen sería muy nítida. El cambio en la DO de áreas claras a oscuras, correspondiente al tejido blando y al hueso, sería muy abrupto, y por tanto el contraste de la imagen sería muy alto.
Por otro lado, si se toma una radiografía sólo con rayos X dispersados y sin rayos X transmitidos sobre el receptor de la imagen, ésta tendría el aspecto de una nube gris. El contraste de la radiografía sería muy bajo.
Sin embargo, en una situación normal los rayos X que alcanzan el receptor de imagen consisten tanto en rayos X transmitidos como dispersados. La imagen tendría un contraste moderado. La pérdida de contraste se debe a la presencia de rayos X dispersados.
Existen dos tipos de aparatos para reducir la cantidad de radiación dispersa que alcanza el receptor de imagen: restrictores del haz y rejillas.
Restrictores del haz
Básicamente hay tres tipos de aparatos restrictores del haz: los diafragmas de apertura, los conos o cilindros y el colimador de abertura variable.
Diafragma de apertura. Una abertura es el aparato restrictor del haz más sencillo de los que existen. Básicamente, es un diafragma metálico de plomo o recubierto de plomo adjuntado a la cabecera del tubo de rayos X. La abertura del diafragma se diseña normalmente para que cubra menos que el tamaño del receptor de imagen usado.
La mayor parte de los ejemplos clínicos de los diafragmas de apertura son sistemas de imagen radiográfica para traumatismos. Los más habituales tienen un valor fijado de distancia fuente-receptor (SID, source-to-image receptor distance) y está equipado con diafragmas para acomodar los tamaños de película de 13 × 18 cm, 20 × 25 cm y 25 × 30 cm. Los sistemas de imagen radiográficas para trauma se pueden posicionar para reproducir todas las partes del cuerpo.
Los sistemas de rayos X dedicados especialmente a radiografías de tórax se suministran con diafragmas de abertura fija. Estos diafragmas de abertura para radiografía de tórax se diseñan para irradiar todo de un receptor de imagen de 35 × 43 cm excepto un borde de 1 cm.
Conos y cilindros. Los conos y cilindros de extensión se consideran modificaciones de los diafragmas de abertura. En ambos, una estructura metálica restringe el haz útil al tamaño requerido.
La posición y el tamaño de la parte final actúan como un diafragma de abertura y determinan el tamaño del campo.
A diferencia del haz producido por un diafragma de apertura, el haz útil producido por los conos y cilindros de extensión normalmente es circular. Los dos se llaman conos de forma habitual, incluso aunque el más usado actualmente sea el cilindro.
Una de las dificultades de usar los conos es el alineamiento. Si la fuente de rayos X, el cono y el receptor de imagen no están alineados en el mismo eje, un lado de la radiografía puede no ser expuesto porque el borde del cono puede interferir con el haz de rayos X. Esta interferencia se llama recorte de cono.
Hace mucho, los conos se usaban mucho en radiología de diagnóstico. Hoy se reservan principalmente para determinadas áreas.
Colimador de abertura variable. El colimador de abertura variable es el componente más común en radiología de diagnóstico para restringir el paso del haz de rayos X.
No todos los rayos X se emiten de forma precisa desde el punto focal del tubo de rayos X. Algunos rayos X se producen con electrones que se desvían e interactúan en puntos del ánodo diferentes del punto focal. Es la radiación de fuera del foco, que incrementa el emborronamiento de la imagen.
Para controlar la radiación de fuera del foco, primero se precisa un componente con hojas de colimación múltiples que sobresalen por encima del colimador en el revestimiento
del tubo de rayos X.
También se precisan obturadores, normalmente de plomo, de al menos 3 mm de espesor. Estos obturadores trabajan de dos en dos y se controlan de forma independiente, admitiendo así tanto campos cuadrados como rectangulares.
La localización de la luz en un colimador de abertura característico se consigue con una pequeña lámpara y un espejo. El espejo debe estar suficientemente lejos en la parte del tubo de rayos X de las hojas de colimación para proteger un patrón de luz suficientemente nítido cuando la lámpara se enciende.
La lámpara del colimador y el espejo se deben ajustar de forma que el campo de luz protegida coincida con el haz de rayos X. Si el campo de luz y el haz de rayos X no coinciden, la lámpara o el espejo se deben ajustar. La comprobación de esta coincidencia es una evaluación necesaria en cualquier programa de control de calidad. Un desajuste entre el campo de luz y el haz de rayos X puede provocar que la colimación elimine estructuras anatómicas.
Según el potencial del tubo, puede ser necesario un filtraje de la colimación para producir radiografías de alta calidad con una mínima exposición sobre el paciente. Algunos revestimientos del colimador se diseñan para permitir un intercambio fácil del filtraje añadido. Los filtrajes de 0, 1, 2 y 3 mm de aluminio (Al) son los más habituales.
Ni siquiera en la posición inicial el filtraje añadido es cero, pues las estructuras de los colimadores interceptan el haz. Además del filtraje inherente al tubo, el puerto de salida (normalmente de plástico) y el espejo también propician el filtraje. El filtraje añadido del ensamblaje de colimación es normalmente equivalente a cerca de 1 mm de Al.
Rejillas
Los rayos X dispersados que alcanzan el receptor de imagen son parte de los rayos formadores de la imagen; en efecto, estos rayos X que son dispersados hacia delante contribuyen a la imagen. La rejilla es un componente extremadamente efectivo en la reducción del nivel de radiación dispersa que alcanza el receptor. Está formada por una serie de secciones de material opaco a la radiación (septos de la rejilla) cuidadosamente elaboradas, que alternan con material transparente a la radiación (material intermedio).
La rejilla se sitúa entre el paciente y el receptor de imagen. Esta técnica para reducir la cantidad de radiación dispersa que alcanza el detector fue demostrada en 1913 por Gustave Bucky. Con el paso de los años, la rejilla de Bucky se ha mejorado mediante una fabricación más precisa, pero el principio básico no ha cambiado.
La rejilla está diseñada para transmitir solamente los rayos X cuya dirección está en línea recta con la fuente y el receptor de imagen. Los rayos X dispersados son absorbidos por el material de la rejilla.
Los rayos X salientes del paciente que golpean los septos opacos a la radiación de la rejilla se absorben y no alcanzan el receptor de imagen. Por ejemplo, una rejilla característica puede tener un ancho de unos 50 mm separados por un material intermedio de cerca de 350 mm de ancho. Consecuentemente, más del 12,5% de todos los rayos X que alcanzan la rejilla interactúan con los septos opacos a la radiación y se absorben.
El haz de rayos X primario que incide sobre el material intermedio se transmite al receptor de la imagen. Los rayos X dispersados que inciden sobre el material intermedio pueden ser transmitidos o no, según su ángulo de incidencia y las características físicas de la rejilla.
Si el ángulo de incidencia de un rayo X dispersado es suficientemente grande para producir la intersección sobre los septos de plomo de la rejilla, entonces será absorbido. Si el ángulo es pequeño, los rayos X dispersados serán transmitidos como un rayo primario. Las medidas de laboratorio pueden demostrar que las rejillas de alta calidad pueden atenuar del 80 al 90% de la radiación dispersa. De esta rejilla se dice que produce una buena «limpieza».
Índice de la rejilla. Hay tres dimensiones importantes en una rejilla: el espesor de los septos opacos a la radiación (T), el ancho del material intermedio (D) y la altura de la rejilla (h). El índice de la rejilla es la altura de la rejilla dividida entre el ancho del material intermedio.
Los índices de la rejilla altos son más efectivos en la limpieza de la radiación dispersa que los valores menores. Esto se debe a que el ángulo de incidencia de rayos dispersados permitido para valores del índice de la rejilla altos es menor que el permitido para valores del índice de la rejilla pequeños.
En general, el intervalo de índices de la rejilla va de 5:1 a 16:1, usándose con frecuencia las rejillas de índice alto en radiografías de altos valores de kVp. Una rejilla con índice de 8:1 a 10:1 se usa normalmente en sistemas de rayos X de propósito general. Una rejilla de 5:1 eliminará aproximadamente el 85% de la radiación dispersa, mientras que valores de 16:1 pueden eliminar incluso un 97%.
Frecuencia de la rejilla. Es el número de septos o líneas de la rejilla por cada pulgada o centímetro de la superficie de la rejilla. Las rejillas con alta frecuencia muestran menos líneas definidas sobre la radiografía que las rejillas de baja frecuencia.
Si el ancho de los septos de la rejilla se mantiene constante, se debe encontrar un valor de frecuencia más alto y un material intermedio más estrecho si existe un valor del índice más alto.
Cuando la frecuencia de la rejilla aumenta existen más septos opacos a la radiación y se absorben más rayos X, por tanto la dosis aplicada al paciente debe ser alta si se pretende obtener radiografías de alta calidad. La desventaja del incremento de la dosis sobre el paciente asociada con la alta frecuencia puede superarse mediante la reducción del ancho de los septos, pero esto reduce el índice efectivo de la rejilla y por tanto su capacidad de limpieza.
La mayoría de las rejillas tienen frecuencias en el límite de 25 a 45 líneas por centímetro. La frecuencia de la rejilla se puede calcular si se conocen los anchos de los septos opacos a la radiación y del material intermedio. La frecuencia se calcula dividiendo el ancho de un par de líneas (T + D),
expresado en mm, entre 1 cm.
Material intermedio. El objetivo del material intermedio es mantener una separación precisa entre los delicados septos de plomo. El material intermedio de la mayoría de las rejillas es o aluminio o fibra de plástico; existen opiniones variadas sobre cuál de los dos es mejor.
El aluminio tiene un número atómico mayor que el plástico y por tanto puede producir un filtraje selectivo de los rayos X dispersados no absorbidos en el plomo. El aluminio también tiene la ventaja de que produce menos líneas de rejillas visibles en la radiografía.
Por otro lado, el uso de aluminio como material intermedio incrementa la absorción de rayos X primarios intermedios, especialmente para valores bajos de kVp. El resultado es un mayor mAs y una mayor dosis sobre el paciente. Por encima de 100 kVp, esta propiedad no es importante, pero en valores bajos de kVp la dosis sobre el paciente puede verse aumentada en un 20%. Por esta razón, los interespaciados de rejillas de fibra se prefieren generalmente antes que los de aluminio.
El aluminio todavía tiene dos ventajas más sobre la fibra de plástico. Es no higroscópico, es decir, no absorbe humedad como hace la fibra de plástico. Las rejillas con fibras de plástico como material intermedio pueden deformarse si absorben humedad. Además, el aluminio es más fácil de fabricar con una calidad alta pues es más fácil de moldear y de enrollar en hojas de un espesor muy preciso.
Septos de la rejilla. Teóricamente, los septos de la rejilla deberían ser infinitamente delgados y deberían tener propiedades de absorción alta. Hay varios materiales posibles a partir de los cuales se forman los septos de la rejilla. El plomo es el más usado porque es fácilmente moldeable y relativamente barato. Su alto número atómico y su alta densidad de masa hacen del plomo el material elegido para la fabricación de las rejillas. Se ha probado con tungsteno, platino, oro y uranio, pero ninguno tiene las características generales deseadas del plomo.
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