Introducción a la Radiología Digital

La radiología digital hace referencia a la radiografía que obtiene imágenes directamente en formato digital, sin haber pasado previamente por una placa de película radiológica. La imagen en radiología digital es un fichero almacenado en la memoria de un ordenador o sistema de almacenamiento, capaz de ser enviado a través de una red a un servidor para su archivo y uso posterior.

Radiografía Computarizada (CR)

La Radiografía Computarizada (CR) es una de las tecnologías más asentadas en el campo de la radiología digital. Fue introducida por Fuji en 1981.

Principios de Funcionamiento de la CR

La CR se basa en fósforos fotoestimulables, que son aquellos que precisan ser iluminados para remitir, también en forma de luz, la energía almacenada en su interior. Estos, por sus propiedades, han encontrado una aplicación muy importante en radiología digital.

• Constituyen la base de los llamados sistemas de radiografía computarizada (CR).
• Se puede depositar una capa de fósforo fotoestimulable sobre un soporte de dimensiones similares a las de una placa convencional y disponer el conjunto en el interior de un chasis similar a los habituales.

Obtención de la Imagen en CR

El chasis CR, una vez irradiado, almacena una información que se lee en equipos especiales que convierten dicha información en una imagen digital. Antes de su procesado en el equipo de lectura, la placa CR contiene una imagen latente, similar a la imagen latente que contiene una placa radiográfica analógica que acaba de ser irradiada y no ha sido aún revelada.

El equipo de lectura de chasis CR es similar a una reveladora de luz diurna de los chasis de la radiología analógica. Una vez que el chasis está dentro del equipo de lectura, este extrae la placa de fósforo, la coloca en un sistema de arrastre por rodillos y barre cada línea horizontal de la placa con un haz de luz láser en la banda energética infrarroja.

La luz láser infrarroja es la excitación adecuada para que el fósforo emita la energía acumulada durante la irradiación con los rayos X, en forma de fotones de luz visible en el intervalo de energías del azul al verde.

Una guía de luz de fibra óptica recoge gran parte de la luz que está emitiendo la placa de fósforo. La transporta a un tubo fotomultiplicador, el cual convierte la luz en una señal eléctrica. Un conversor analógico-digital cuantifica esa señal, transformando la señal eléctrica en un número.

En los sistemas de CR, una vez adquirida la imagen, es preciso borrar la información residual, lo cual se consigue normalmente mediante un barrido de todo el fósforo con un haz de luz intensa que lo «vacía».

Ventajas de la Radiografía Computarizada

• Permite la digitalización de los sistemas de radiografía convencional sin necesidad de cambiar los equipos de RX: se pueden seguir utilizando los mismos generadores, tubos, mesas, etc., y basta con sustituir los chasis con la clásica combinación placa-pantalla por otros que incorporen en su lugar una lámina de fósforo fotoestimulable. Naturalmente, será preciso instalar equipos lectores de CR, pero, incluyendo estos, son necesarios en un número relativamente reducido, dado que cada uno puede dar servicio a varias salas de RX.
• La imagen es digital. En cierto modo, esta es la ventaja clave, con una inversión relativamente reducida, como se argumentaba más arriba. Se dispone de una imagen con todas las ventajas que supone su carácter digital, esto es, con las posibilidades de procesado, transmisión, archivo local y remoto, visualización, anotación, etc.
• La calidad obtenida es satisfactoria; produce una calidad de imagen elevada (no es que garantice una calidad superior a la radiografía convencional de película y pantalla) y, lo que es quizás más importante, estable.

Inconvenientes de la Radiografía Computarizada

• La obtención de imágenes con la tecnología CR, debido al sistema de lectura de fósforo, tiene limitada la capacidad para registrar con fidelidad estructuras o detalles de dimensiones muy pequeñas. Dicho de otra manera, el tamaño del haz láser determina el tamaño de píxel y limita la resolución espacial máxima que puede obtenerse en la imagen final.
• La mejora de la resolución espacial mediante la reducción del tamaño de píxel puede incrementar el ruido y afectar a la resolución de contraste, haciendo necesario llegar a un equilibrio entre unos factores y otros.
• Los fósforos fotoestimulables tienden a degradarse con el uso y pueden producir artefactos similares a los que se producen en las pantallas de refuerzo. Además, pueden surgir artefactos por desajuste del arrastre mecánico. También hay que contar con la posibilidad de fallos en la estabilidad del lector o del sistema de borrado.

Radiología Digital Directa (DR)

La Radiología Digital Directa (DR) no necesita ser procesada en un equipo lector de placas, sino que el propio receptor DR está incorporado en la camilla de exploración o en el dispositivo mural y transfiere la información a un ordenador de manera inmediata tras realizar la exposición.

Sistemas Basados en Sensores CCD

La aplicación de dispositivos acoplados de carga (CCD) en los equipos de radiodiagnóstico tuvo lugar a través del fluoroscopio: la salida del intensificador de imagen se acopla ópticamente al sensor CCD mediante dispositivos ópticos adecuados para transmitir la luz emitida.

Una placa intensificadora, situada delante y en contacto con la cara activa del CCD, actúa como conversor fotónico: por cada fotón de RX que interacciona con la placa intensificadora, esta emite un buen número de fotones del espectro visible, a los cuales los elementos del CCD son muy sensibles. El proceso se puede llevar a cabo con un alto índice de rendimiento dado su buen acople óptico.

La secuencia de imágenes que se obtiene es digital y de muy alta calidad. La respuesta de los CCD a la luz es muy lineal y estable, y no existe retraso de imagen.

Sistemas Basados en Detectores de Panel Plano (Flat Panel – FP)

Cuando un detector de Panel Plano (FP) recibe un disparo de RX, genera una secuencia de datos numéricos que transfiere al ordenador que controla el equipo. Se obtiene directamente una imagen en formato digital.

Estos sistemas recogen información del disparo de RX a través de una matriz activa, realizan la digitalización y el ordenador almacena el fichero de los datos recibidos desde el detector, constituyendo así la imagen digital.

Tipos de Detectores de Panel Plano

• Detectores de Selenio (Detección Directa): Convierten directamente los fotones de RX en carga eléctrica, que es lo que la matriz activa transformará en un número (valor del código digital) en el proceso de descarga.
• Detectores de Silicio (Detección Indirecta): Convierten los fotones de RX en fotones de luz visible, y estos, a su vez, se convertirán en carga eléctrica, que es lo que la matriz activa transformará en un número en el proceso de descarga.

Ventajas de la Radiología Digital Directa

• Producen una imagen inmediata, sin procesos intermedios de revelado, de lectura ni de ningún otro tipo.
• Hacen desaparecer los «chasis» y con ello permiten construir un entorno puramente digital, incrementando el rendimiento de salas y equipos.
• Permiten una reducción de costes directos y de manipulación debido a la desaparición de la película como soporte de la imagen.

Inconvenientes de la Radiología Digital Directa

• La limitación técnica más importante citada se asocia a la resolución espacial.
• La posible degradación del panel, de un coste muy elevado, es también un aspecto a considerar.
• Los paneles planos pueden dar lugar a artefactos específicos que afectan a la calidad de la imagen.
• El elevado precio de los paneles.

Factores de Calidad de Imagen en Radiología

La calidad de una imagen radiográfica se define por varios parámetros clave:

Resolución Espacial

Es la capacidad de diferenciar como independientes dos objetos pequeños muy próximos. Se relaciona con la borrosidad o nitidez con la que aparecen en las imágenes.

Contraste (Resolución de Contraste)

Determina la sensibilidad para diferenciar estructuras con números atómicos y densidades de masa similares, por ejemplo, grasa, músculo u otros tipos de tejidos blandos. Se podría relacionar con la definición de la imagen. La Resonancia Magnética (RM) es el medio de diagnóstico por imagen con un nivel de resolución de contraste más elevado.

Ruido

Depende de varios factores que tienen que ver con la homogeneidad de la imagen. Se puede considerar como inherente al sistema y se manifiesta como un fino granulado en la imagen.

Artefactos

Son elementos que aparecen en la imagen y que no se corresponden con ninguna estructura anatómica. Derivan de factores físicos, de parámetros técnicos o de circunstancias en la exploración.

Magnificación

Es el aumento de tamaño que se produce en las imágenes radiográficas. Se calcula con la fórmula: Fm = SID / SOD

• SID: Distancia entre la fuente de rayos X y el detector de imagen.
• SOD: Distancia entre la fuente de rayos X y el objeto.

Para minimizar la magnificación de la imagen, hay que reducir la distancia entre el objeto radiografiado y el detector de imagen (distancia objeto-receptor) tanto como sea posible, o bien aumentar la SID.

Distorsión

Es la representación errónea del tamaño o de la forma del objeto cuando es proyectado en los medios de registro radiográficos.

Factores que Influyen en la Distorsión:

• Distancia foco – detector de imagen (SID)
• Distancia objeto – detector de imagen (OID)
• Alineación del receptor de imagen con el objeto
• Alineación controlada del rayo central

Relaciones clave:

1. +SID (mayor SID) = -distorsión, -aumento, +resolución, -dispersión, +calidad de imagen, -magnificación. Una SID larga reduce la magnificación.
2. -OID (menor OID) = -aumento, -amplificación, -distorsión, +resolución.

Desenfoque

Se produce porque el punto focal efectivo no es exactamente un punto, sino que corresponde a una superficie rectangular que es de menor tamaño en el lado del ánodo, por lo que el mayor desenfoque se produce en la parte que corresponde al cátodo (donde el punto focal efectivo es mayor).

Factores de Calidad de Imagen Dependientes del Sujeto

• Número atómico de las estructuras o tejidos que atraviesan los RX.
• Densidad del tejido.
• Espesor o grosor del tejido atravesado.
• Energía de los fotones de RX.

Tubo Intensificador de Imagen y Fluoroscopia

El Tubo Intensificador de Imagen (TI)

El tubo intensificador de imagen, desarrollado por Thomas A. Edison, es un complejo dispositivo electrónico que recibe el haz de radiación, lo transforma en luz visible y la intensifica. El tubo se encuentra normalmente en el interior de una envoltura de vidrio que, además de proporcionar resistencia estructural, mantiene el vacío en su interior. Al instalarse, se monta dentro de un armazón metálico para protegerlo del trato brusco y evitar su rotura.

Funcionamiento y Componentes: El Fotocátodo

El fotocátodo es donde se produce la fotoemisión. Con este proceso, se intensifica la señal (cantidad de luz) para formar la imagen, reduciendo así la irradiación al paciente. En un tubo intensificador de imagen, cada rayo X incidente que interactúa con el fósforo de entrada da como resultado una gran cantidad de fotones de luz en el fósforo de salida. El intensificador de imagen que se describe aquí tiene una ganancia de flujo de 3.000.

Características del Tubo Intensificador de Imagen

• La resolución es unas 10 veces menor que la de la imagen radiográfica.
• El contraste es inferior al de la imagen radiográfica.
• El brillo o luminosidad de la imagen puede modificarse mediante el control automático de ganancia, que produce una variación de los valores de exposición.
• La radiación recibida por el paciente es mayor; por ejemplo, un minuto de radioscopia de tórax equivale aproximadamente a 50 radiografías de tórax.

Usos de la Fluoroscopia

La fluoroscopia es una técnica de imagen dinámica con múltiples aplicaciones clínicas:

• Examen auxiliar para el tratamiento de enfermedades coronarias: Durante la caracterización cardíaca, la fluoroscopia es utilizada para ver el estado en que se encuentran las arterias coronarias.
• Evaluación pulmonar: Permite evaluar la expansión y contracción pulmonar durante la respiración en reposo, en inspiración y al toser. Puede ayudar a detectar el movimiento disparejo o decreciente del diafragma.
• Evaluación del tracto urinario: Mediante un enema de bario, se utiliza para evaluar la estructura y función del tracto urinario. En algunas ocasiones, es usada durante una pielografía intravenosa (IVP).
• Evaluación de órganos reproductores femeninos: Utilizada en la evaluación de las trompas de Falopio, puede servir para identificar problemas en el útero.
• Cirugía ortopédica: Durante una cirugía ortopédica, la fluoroscopia ayuda al médico a realinear el hueso fracturado o a colocar un clavo en el hueso fracturado.

Riesgos Asociados a la Fluoroscopia

Existe un riesgo menor de daño a las células o tejidos expuestos a radiación electromagnética energética, incluyendo niveles bajos de RX utilizados en las pruebas diagnósticas como la fluoroscopia, ya que esta puede liberar mayores dosis de radiación que los RX convencionales. La cantidad de radiación que el paciente reciba dependerá del tiempo que dure el examen.

Procedimiento de Fluoroscopia

Definiciones Clave

• Catéter: Tubo de plástico que se introduce en un vaso sanguíneo. Sirve para guiar en el tratamiento de problemas vasculares (mediante un stent, globo, etc.), introducir medicamentos o como guía para un diagnóstico.
• Vía: Parte externa del tubo (se refiere a la vía intravenosa).

Pasos del Procedimiento de Fluoroscopia

El tipo específico de procedimiento o examen que se esté realizando determinará si se necesita alguna preparación previa. Su médico debe proporcionarle cualquier instrucción antes del procedimiento. Aunque cada hospital puede tener protocolos específicos y puede haber diferencias entre los exámenes y procedimientos, una fluoroscopia normalmente sigue este proceso:

1. En el interior de la sala solamente estará el personal imprescindible, que además debe ir debidamente protegido con el delantal plomado.
2. El tiempo de radioscopia debe ser reducido al mínimo indispensable; por lo tanto, no debe ser utilizada para centrar, pre-localizar o mientras se dan instrucciones o el paciente está cambiando de postura.
3. El paciente es colocado en la mesa de RX y se introduce una vía intravenosa en la mano o brazo. Puede inyectarse en la línea intravenosa una sustancia de contraste o colorante con el fin de visualizar mejor la estructura que está siendo estudiada. Para los procedimientos que requieran la inserción de un catéter, como una cateterización cardíaca o colocación de catéter, puede usarse una zona adicional de inserción en la ingle u otra zona.
4. Se utiliza un escáner de RX especial para producir las imágenes fluoroscópicas de la estructura del cuerpo que está siendo examinada o tratada. El área del cuerpo que será evaluada se colocará entre los RX y la pantalla fluorescente.
5. Durante el examen, la sala puede estar oscura para que las imágenes del fluoroscopio puedan ser vistas más claramente. Algunos equipos de fluoroscopia usan intensificadores de imagen, por lo que la sala podrá permanecer iluminada.
6. Dependiendo del tipo de estudio que se realiza, es posible que se le pida al paciente que inspire y contenga la respiración, que tosa o resuelle mientras le son tomadas las imágenes.
7. Si se realiza una serie de fluoroscopia con ingesta de bario, el paciente deberá ingerir varios tragos de un preparado de bario mientras dure la sesión de RX. El técnico le indicará cuándo y cuánto beber. Al final de la prueba, habrá tomado aproximadamente 2 tazas de preparación de bario. Para un enema de bario, el material de contraste se administra a través de un tubo colocado en el recto.
8. El tipo de cuidado requerido después del procedimiento dependerá del tipo de procedimiento realizado. Determinados procedimientos, como la cateterización cardíaca, necesitarán un periodo de recuperación de varias horas con inmovilización de la pierna o el brazo donde se introdujo el catéter cardíaco. Otros procedimientos pueden requerir menos tiempo para la recuperación. El médico le dará instrucciones más específicas relacionadas con el cuidado después del examen o procedimiento.