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Transcripción

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2 Tema IV: Relación de las características del equipo con la dosis y la calidad de imagen. Tema V: Relación entre los factores de exposición y la calidad de imagen. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 2

3 Objetivos Conocer la variedad de términos relacionados con la calidad de imagen. Comprender su relación tanto con los parámetros del equipo de rayos X como con la dosis impartida al paciente. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 3

4 Introducción Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 4

5 Calidad en una imagen radiológica Conjunto de propiedades inherentes a la IMAGEN RADIOLÓGICA, que permite caracterizarla y valorarla con respecto a las restantes de su especie. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 5

6 Calidad en una imagen radiológica Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 6

7 Qué es la radiología digital? En radiología convencional, la posición espacial y el ennegrecimiento son valores analógicos. La radiología digital usa una matriz para representar una imagen. Una matriz es un área cuadrada o rectangular agrupada por filas y columnas. El elemento más pequeño de la matriz se llama píxel. Los píxeles de la matriz se usan para almacenar los niveles de gris individuales de una imagen, que se representan por números enteros positivos. Su colocación se codifica por su números de fila y columna(x,y). Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 7

8 Qué es la radiología digital? Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 8

9 Transición de la radiología convencional a digital Recientemente se han sustituido todos los equipos convencionales radiográficos y fluoroscópicos por técnicas digitales. La radiología digital se ha convertido en un reto con posibles ventajas y desventajas. El cambio de radiología convencional a digital requiere formación adicional. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 9

10 Transición de la radiología convencional a digital Las imágenes digitales pueden procesarse numéricamente. Esto no es posible en radiología convencional! Las imágenes digitales pueden transmitirse facilmente a través de redes y archivarse. Debe prestarse atención al aumento potencial de dosis al paciente, debido a la tendencia a : Producir más imágenes de las necesarias. Producir mayor calidad de imagen no indispensable para el propósito clínico. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 10

11 Transición de la radiología convencional a digital Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 11

12 Dosis de radiación en radiología digital Las películas convencionales permiten detectar errores si una técnica radiográfica se usa erróneamente: las imágenes salen demasiado claras u oscuras. La tecnología digital proporciona al usuario siempre una buena imagen, ya que su rango dinámico compensa una selección de técnica errónea, incluso si la dosis es más alta de lo necesario. Se impone la necesidad de establecer una relación entre calidad de imagen y dosis a través de algún indicador de exposición latitud o rango dinámico. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 12

13 Calidad de imagen y dosis El contenido de información diagnóstica en radiología digital es mayor generalmente que en radiología convencional si se utilizan parámetros para impartir dosis de radiación iguales en ambos casos. El más amplio rango dinámico de los detectores digitales y las posibilidades del posprocesado permiten obtener más información de las imágenes radiológicas. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 13

14 Calidad de imagen y dosis Imagen de película convencional Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 14

15 Calidad de imagen y dosis Imagen digital Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 15

16 Conceptos básicos Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 16

17 Parámetros del equipo Kilovoltage(kV): calidad del haz. Penetración. Carga: corriente de tubo y tiempo de disparo(mas): intensidad. Filtración(mm Al): calidad del haz. Penetración. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 17

18 Parámetros del equipo Parámetros que influyen en la exposición del paciente Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 18

19 Calidad de imagen Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 19

20 Calidad de imagen: histograma Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 20

21 Brillo o densidad Intensidad de luz que representa los píxeles individuales en el monitor. El término brillo sustituye al término densidad en radiología convencional Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 21

22 Brillo o densidad Los mas controlan la cantidad de rayos X que llegan = intensidad. La infradosificación o sobredosificación puede ser controlada ajustando los mas. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 22

23 Brillo o densidad Los sistemas de rad. digital se diseñan para mostrar electrónicamente el brillo óptimo de la imagen. En rad. digital las variaciones de los mas no tienen un efecto de control sobre la imagen. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 23

24 Contraste Se define como la diferencia de brillo o densidad óptica entre dos zonas próximas de la imagen (entre la zona clara y la zona oscura). El término resolución de contraste se refiere a la capacidad de un sistema para diferenciar tejidos similares. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 24

25 Contraste: Factores Al aumentar el kilovoltage (kvp), el haz es más energético aumenta la penetración de los rayos X. A altos kvp, la diferencia entre hueso y tejido blando disminuye, por lo que el contraste disminuye. El contraste puede ser mejorado utilizando ténicas de bajo kvp, aumentando la probabilidad del efecto fotoeléctrico. Al aumentar el kvp la dosis al paciente disminuye. Al aumentar la filtración reducimos la componente de baja energía del espectro de rayos X, mejorando la resolución de contraste, el mejor ejemplo es la mamografía. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 25

26 Contraste: histograma Al aumentar el kvp el histograma se estrecha. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 26

27 Contraste: Radiología convencional En radiología convencional el factor de control del contraste es el kvp. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 27

28 Contraste: Radiología digital Los sistemas de rad. digital se diseñan para mostrar electrónicamente el contraste óptimo de la imagen. En rad. digital el contraste se puede modificar. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 28

29 Contraste: Radiología digital Imagen óptima Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 29

30 Contraste: Radiología digital Imagen muy contrastada y "blanda"(equivale a un kvp bajo). Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 30

31 Contraste: Radiología digital Imagen poco contrastada (equivale a un kvp alto). Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 31

32 Ruido Fluctuación indeseable en la densidad o brillo de la imagen. Es un proceso aleatorio. En radiología convencional implica la observación de una imagen con aspecto granuloso o moteado. Se reduce aumentando la carga (mas) aumenta la dosis en el paciente. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 32

33 Ruido Fuentes de ruido: Ruido inherente al proceso estadístico de la detección. Ruido del detector: respuesta no uniforme, ruido electrónico, tamaño del grano, tamaño de píxel. Moteado cuántico (rad. conv. en películas con pantalla). Ruido de estructuras del paciente (radiación dispersa efecto Compton producido al interaccionar los rayos X con el paciente) se reduce considerablemente utilizando correctamente la rejilla antidifusora. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 33

34 Ruido Se cuantifica mediante la desviación estándar(σ) de una región uniforme de la imagen. Relación señal ruido Nos describe cuánto de importante es el ruido en la imagen. RSR = VP σ Es aconsejable una RSR alta para mostrar así las partes blandas de bajo contraste. En RD mediante el post-procesado podemos reducir el ruido con la aplicación de filtros. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 34

35 Ruido-ejemplo Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 35

36 Ruido-ejemplo Dosis 0.09 µgy Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 36

37 Ruido-ejemplo Dosis 0.9 µgy Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 37

38 Nitidez-Resolución Es la menor distancia que dos objetos pueden estar separados y aparecer como objetos distintos en la imagen. Una imagen nítida será aquella en la que las estructuras aparecen bien diferenciadas. El tamaño focal afecta a la nitidez (un foco pequeño aumenta la nitidez) Factores geométricos (distancia foco-receptor, distancia focal de la rejilla). Factores de adquisición (tamaño de píxel seleccionado) Factores de movimiento (movimiento involuntario del paciente, movimiento respiratorio, etc). Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 38

39 Nitidez-Resolución Imagen de un maniquí de barras con distinto tamaño de foco. Foco fino Foco grueso Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 39

40 Nitidez-Resolución Imagen con distinto tamaño de píxel. 64x53 píxeles 1024x840 píxeles Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 40

41 Distorsión y artefactos Incorrecta representación del tamaño o de la forma del objeto cuando es proyectado a los distintos dispositivos radiológicos. Causas: Distinta magnificación de estructuras anatómicas. Uso inadecuado de la rejilla antidifusora (puede verse en la imagen). Mal funcionamiento del dispositivo de imagen (en CR s p.e. un mal funcionamiento de un fotomultiplicador). Imágenes latentes ("ghosting"). Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 41

42 Distorsión y artefactos Prótesis metálica Saturación parte inferior Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 42

43 Distorsión y artefactos Suciedad en la guía de luz de un lector CR. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 43

44 Rango dinámico - Latitud El rango dinámico es la razón entre el máximo nivel de luminosidad que el detector puede medir antes de saturarse y el mínimo nivel descontado el ruido de lectura. Fuera de ese rango el detector percibe un negro o un blanco absolutos. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 44

45 Rango dinámico - Latitud La zona útil(fuera de saturación) es la zona lineal. Los detectores digitales tienen un rango dinámico más amplio que las películas. En RD durante el post-procesado podemos reescalar el histograma y obtener una imagen aceptable debido a la linealidad de su rango dinámico. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 45

46 Rango dinámico - Latitud Manupulación: Anchura y nivel de ventana Anchura de ventana (windows width): Controla la diferencia relativa en los valores de grises. Al incrementar su anchura aumenta el la diferencia relativa de nivel y genera una imagen con mayor contraste. Nivel de ventana (windows level): Cambia el brillo o densidad de la imagen. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 46

47 Rango dinámico - Latitud Reescalado del histograma Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 47

48 Rango dinámico - Latitud Reescalado del histograma: infradosificación Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 48

49 Rango dinámico - Latitud Reescalado del histograma: sobredosificación Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 49

50 Indicador de exposición En RC una película muy blanco o muy negra indicaba infraexposición o sobreexposición. En los sistemas digitales se pueden producir imágenes de buena calidad para un amplio intervalo de dosis. El oscurecimiento o su falta en las imágenes digitales depende solo del post-procesado y no de la dosis no hay una relación directa entre la apariencia y la dosis. Dosis altas en RD solo reducen el ruido. Se hace necesario la definición de un parámetro que relacione la dosis y la calidad de imagen en RD = INDICADOR DE EXPOSICIÓN (EI) Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 50

51 Indicador de exposición EI sería lo que es la velocidad para una película convencional. Se usa para el seguimiento de las diferencias en la exposición entre sistemas digitales en un mismo centro, para comparar técnicas entre distintos centros. Los sistemas digitales informan al usuario a través del EI que dosis ha recibido el detector y orienta al operador sobre el uso de la técnica correcta. Generalmente la relación entre dosis y exposición es de tipo logarítmico (doblar la dosis incrementa el EI un factor 0.3) Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 51

52 Indicador de exposición Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 52

53 Indicador de exposición EI=1.15, imagen ruidosa EI=1.87 Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 53

54 Control automático de exposición(cae) Han sido desarrollados para eliminar el error humano en la selección de la técnica. Una vez que el operador elige la tensión, el CAE selecciona la carga (mas) adecuada. Su elemento esencial es un dispositivo instalado en la carcasa del detector o el propio detector que detecta cuando el dispositivo de imagen se ha irradiado con la dosis óptima para obtener una buena calidad de imagen. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 54

55 Conclusiones Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 55

56 Factores del equipo Wolbarst (1993) Tabla 19-1 Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 56

57 Acciones ICRP 93 Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 57

58 Acciones ICRP 93 Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 58

59 Acciones ICRP 93 Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 59

60 Ejemplos Producto dosis-área(pda) cgy cm 2 Hart et al. NRPB W14 Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 60

61 Ejemplos Dosis a la entrada (DSE) en mgy. Vano et al., Radiology (243) Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 61

62 Ejemplos Dosis a la entrada (DSE) en mgy. Compagnone et al., Br J radiol 79, ; 2006 Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 62

63 Recomendaciones básicas 1. Distancia foco-receptor Usar la distancia de focalización de la parrilla en uso. Si en el bucky de pared hay más de una parrilla, cambiarla según necesidad. 2. Tamaño de campo Usar colimación automática siempre que se disponga de ella. No superar NUNCA el tamaño de campo. 3. Tensión (kv) Usar la recomendada para cada exploración. Salvo en espesores extremos, se usan los mas para obtener la densidad/dosis requerida en receptor. Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 63

64 Recomendaciones básicas 1. Tiempo de exposición Tiempos largos producen borrosidad en la imagen(debido al movimiento del paciente) y no aumentan la densidad/dosis (a igualdad de mas). 2. Exposición automática(cae) Usar siempre que se disponga de ella. Imprescindible su uso con sistemas CR y DR (para evitar dosis excesivas que pasan desapercibidas en la imagen). Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 64

65 FIN Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico p. 65