Radiología Digital Juan Pablo Graffigna Radiología. Conceptos Básicos. Radiología Convencional. Ambiente Digital Radiología Computada. Radiología Digital. CCD Flat Pannel Calidad en Radiología 1
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 Fuente de RX Haz de RX Paciente Atenuación Imagen Radiográfica (luego del revelado) Placa En placa Radiográfica queda la imagen latente 2
Trat. de la Película Radiográfica Placa radiográfica. Base: Poliester. Sustrato: Adhesivo. Emulsión: Gel con haluros de plata (AgCl, AgBr, AgI) Protección: Sólo gel. Capa antireflejo Placa de Emulsión Doble Simple Trat. de la Película Radiográfica 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 3
Trat. de la Película Radiográfica 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) Curva Característica de la Película log(exposición) = log(ma.s) Trat. de la Película Radiográfica La curva característica depende de: Placa. Exposición.(KV, Pantallas) Procesado. (Temperatura, concentración y contaminación de revelador, Tiempo de revelado) 4
Trat. de la Película Radiográfica 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 5
Radiología Computada (CR). RX PACS Paciente Estación de Trabajo (Procesador) Hoja de memoria Lector de Hojas de Memoria 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. 6
Radiología Computada (CR). 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. Radiología Computada (CR). Espejo Láser Filtro Fotomultiplicador A/D Hoja de memoria 7
Radiología Computada (CR). 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. Radiología Computada (CR). 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. 8
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. 9
RX Radiología Digital: CCD Paciente PACS Lente CCD Acond. y Conv A/D Estación de Trabajo (Procesador) Radiología Digital: 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. 10
Radiología Digital: CCD Radiología Digital. Flat Panels: Silicio RX Paciente PACS Procesador Pantalla Fl. Fotodiodos TFT Estación de Trabajo 11
Características. 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 12
Radiología Digital. Flat Panels: Silicio Características. 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. Radiología Digital. Flat Panels: Silicio 13
Radiología Digital. Flat Panels: Silicio Radiología Digital. Flat Panels: Silicio 14
Radiología Digital. Flat Panels: Selenio Características. 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. Radiología Digital. Flat Panels: Selenio 15
Radiología Digital. Flat Panels: Selenio Radiología Digital. Flat Panels: Selenio 16
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. Calidad Radiográfica Contraste Radiográfico 17
Calidad Radiográfica Contraste de Detector Placa: 1 a 2 órdenes Depende de la pantalla intensificadora. Calidad Radiográfica Contraste de Detector Electrónico: 5 órdenes 18
Calidad Radiográfica Contraste de Visualización. Sólo en imágenes digitales. Se ajusta con la LUT. Se modifica el centro y el ancho de ventana. Calidad Radiográfica Contraste 19
Calidad Radiográfica 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. Calidad Radiográfica Ruido 20
Calidad Radiográfica 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 Basado en el modelo de Blackwell. Descripción matemática. Calidad Radiográfica Modelo de Rose. 21
Comparación. Técnica. Parámetro Dominio de de la la imagen Radiología Conv. Analógico CR CR Digital 2 etapas DR: DR: CCD Digital 1 etapa etapa DR: DR: FP FP Digital 1 etapa etapa Area Area de de la la imagen. Medidas estándar. Medidas estandar. Limitadas (fabricante) Limitadas (fabricante) Veloc. de de Adquisición RX RX a Señal Eléctrica Minutos Minutos Segundos Segundos ---- ---- NO NO NO NO SI SI (ase) (ase) Parámetro Resolución (lp/mm) Radiología Conv. Comparación. Técnica. CR CR DR: DR: DR: DR: CCD FP FP 3-4 3-4 2 4 y más más con con ase ase Rango dinámico Medio 1000:1 Alto Alto 10000:1 Alto Alto Alto Alto 2000:1 Prof. de de pixel pixel 10-12bits 10-12bits 10-14bits 22
Comparación. Tiempos. Parámetro Tiempo Examen/ Diag. Tiempo de de espera pac. pac. 3 exp. exp. Radiología CR CR DR: DR: DR: DR: Conv. CCD FP FP 22-55min 13-42min 7-9min 7-9min 8m42s 6m8s 4m34s 4m34s Comparación. Si vs Se 23