Un intensificador de imágenes de rayos X (XRII) es un intensificador de imágenes que convierte los rayos X en luz visible con mayor intensidad que las pantallas fluorescentes más tradicionales . Dichos intensificadores se utilizan en sistemas de formación de imágenes de rayos X (como los fluoroscopios ) para permitir que los rayos X de baja intensidad se conviertan en una salida de luz visible convenientemente brillante . El dispositivo contiene una ventana de entrada de baja absorbencia / dispersión, típicamente aluminio, pantalla fluorescente de entrada, fotocátodo, óptica electrónica, pantalla fluorescente de salida y ventana de salida. Todas estas piezas están montadas en un entorno de alto vacío dentro de vidrio o, más recientemente, de metal / cerámica. Por su intensificaciónefecto, permite al espectador ver más fácilmente la estructura del objeto que se está fotografiando que las pantallas fluorescentes solas, cuyas imágenes son tenues. El XRII requiere dosis absorbidas más bajas debido a una conversión más eficiente de cuantos de rayos X en luz visible. Este dispositivo se introdujo originalmente en 1948. [1]
Operación
La función general de un intensificador de imágenes es convertir los fotones de rayos X incidentes en fotones de luz de suficiente intensidad para proporcionar una imagen visible. Esto ocurre en varias etapas. La primera es la conversión de fotones de rayos X en fotones de luz mediante el fósforo de entrada . El yoduro de cesio activado con sodio se usa típicamente debido a su alta eficiencia de conversión gracias al alto número atómico y al coeficiente de atenuación de masa . [2] Los fotones de luz se convierten en electrones mediante un fotocátodo. Una diferencia de potencial (25-35 kilovoltios) creada entre el ánodo y el fotocátodo acelera estos fotoelectrones mientras que las lentes de electrones enfocan el haz hasta el tamaño de la ventana de salida. La ventana de salida generalmente está hecha de sulfuro de zinc-cadmio activado con plata y convierte los electrones incidentes de nuevo en fotones de luz visible. [2] En los fósforos de entrada y salida, el número de fotones se multiplica por varios miles, de modo que en general hay una gran ganancia de brillo. Esta ganancia hace que los intensificadores de imagen sean muy sensibles a los rayos X, de modo que se pueden utilizar dosis relativamente bajas para procedimientos fluoroscópicos. [3] [4] [5] [6]
Historia
Los intensificadores de imágenes de rayos X estuvieron disponibles a principios de la década de 1950 y se vieron a través de un microscopio. [7]
La visualización de la salida se realizó a través de espejos y sistemas ópticos hasta la adaptación de los sistemas de televisión en la década de 1960. [8] Además, la salida se pudo capturar en sistemas con una cámara de película cortada de 100 mm utilizando salidas pulsadas de un tubo de rayos X similar a una exposición radiográfica normal; la diferencia es que el II en lugar de un casete de pantalla de película proporciona la imagen para que la película la grabe.
Las pantallas de entrada varían de 15 a 57 cm, siendo las de 23 cm, 33 cm y 40 cm las más comunes. Dentro de cada intensificador de imágenes, el tamaño real del campo se puede cambiar utilizando los voltajes aplicados a la óptica electrónica interna para lograr una ampliación y un tamaño de visualización reducido. Por ejemplo, los 23 cm que se utilizan comúnmente en aplicaciones cardíacas se pueden configurar en un formato de 23, 17 y 13 cm. Debido a que la pantalla de salida permanece de tamaño fijo, la salida parece "ampliar" la imagen de entrada. La digitalización de alta velocidad con señal de vídeo analógica se produjo a mediados de la década de 1970, con la fluoroscopia pulsada desarrollada a mediados de la década de 1980 utilizando tubos de rayos X de conmutación rápida de baja dosis. A finales de la década de 1990, los intensificadores de imagen comenzaron a ser reemplazados por detectores de pantalla plana (FPD) en las máquinas de fluoroscopia, lo que competía con los intensificadores de imagen. [9]
Aplicaciones clínicas
Las máquinas de fluoroscopia móviles con "arco en C" a menudo se denominan coloquialmente intensificadores de imagen (o II), [10] sin embargo, estrictamente hablando, el intensificador de imagen es sólo una parte de la máquina (es decir, el detector).
La fluoroscopia, que utiliza una máquina de rayos X con un intensificador de imágenes, tiene aplicaciones en muchas áreas de la medicina. La fluoroscopia permite ver imágenes en vivo para que la cirugía guiada por imágenes sea factible. Los usos comunes incluyen ortopedia , gastroenterología y cardiología . [11] Las aplicaciones menos comunes pueden incluir la odontología . [12]
Configuraciones
Un sistema que contiene un intensificador de imágenes se puede utilizar como equipo fijo en una sala de proyección exclusiva o como equipo móvil para su uso en un quirófano . Una unidad de fluoroscopia móvil generalmente consta de dos unidades, el generador de rayos X y el detector de imágenes (II) en un brazo en C móvil y una unidad de estación de trabajo separada que se usa para almacenar y manipular las imágenes. [13] El paciente se coloca entre los dos brazos, generalmente en una cama radiotransparente . Los sistemas fijos pueden tener un brazo en C montado en un pórtico de techo, con un área de control separada. La mayoría de los sistemas dispuestos como arcos en C pueden tener el intensificador de imágenes colocado encima o debajo del paciente (con el tubo de rayos X debajo o arriba respectivamente), aunque algunos sistemas estáticos en la sala pueden tener orientaciones fijas. [14] Desde el punto de vista de la protección radiológica , es preferible la operación debajo de la camilla (tubo de rayos X) ya que reduce la cantidad de radiación dispersa sobre los operadores y trabajadores. [15] [16] También se encuentran disponibles "mini" arcos en C móviles más pequeños, que se utilizan principalmente para obtener imágenes de las extremidades, por ejemplo, para cirugías menores de la mano . [17]
Detectores de panel plano
Los detectores planos son una alternativa a los intensificadores de imagen. Las ventajas de esta tecnología incluyen: menor dosis para el paciente y mayor calidad de imagen porque los rayos X siempre son pulsados y no se deteriora la calidad de la imagen con el tiempo. A pesar de que el FPD tiene un coste superior al de los sistemas II / TV, los notables cambios en el tamaño físico y la accesibilidad de los pacientes merecen la pena, especialmente cuando se trata de pacientes pediátricos. [9]
Comparación de funciones de los sistemas II / TV y FPD
Característica [9] | Panel plano digital | Convencional II / TV |
Gama dinámica | Ancho, alrededor de 5,000: 1 | Limitado por TV, aproximadamente 500: 1 |
Distorsión geométrica | Ninguno | Pin-cojín y 'S-distorsión |
Tamaño del detector (a granel) | Perfil delgado | Voluminoso, significativo con gran campo de visión |
Área de imagen FOV | 41 x 41 cm | 40 cm de diámetro (25% menos de área) |
Calidad de la imagen | Mejor en dosis altas | Mejor en dosis bajas |
Ver también
- Detector de rayos x
- Angiografía rotacional
Referencias
- ^ Krestel, Erich (1990). Sistemas de imágenes para diagnóstico médico . Berlín y Munich: Siemens Aktiengesellschaft. págs. 318–327. ISBN 3-8009-1564-2.
- ^ a b Wang, Jihong; Blackburn, Timothy J. (septiembre de 2000). "El tutorial de física AAPM / RSNA para residentes" . RadioGraphics . 20 (5): 1471–1477. doi : 10.1148 / radiographics.20.5.g00se181471 . PMID 10992034 .
- ^ Hendee, William R .; Ritenour, E. Russell (2002). Física de imágenes médicas (4ª ed.). Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons. pag. 237. ISBN 9780471461135.
- ^ Schagen, P. (31 de agosto de 1979). "Intensificadores de imágenes de rayos X: diseño y posibilidades futuras". Transacciones filosóficas de la Royal Society A: Ciencias matemáticas, físicas y de la ingeniería . 292 (1390): 265–272. Código Bibliográfico : 1979RSPTA.292..265S . doi : 10.1098 / rsta.1979.0060 .
- ^ Bronzino, editado por Joseph D. (2006). Dispositivos y sistemas médicos (3ª ed.). Hoboken: CRC Press. págs. 10–5. ISBN 9781420003864.CS1 maint: texto adicional: lista de autores ( enlace )
- ^ Singh, Hariqbal; Sasane, Amol; Lodha, Roshan (2016). Libro de texto de Física Radiológica . Nueva Delhi: JP Medical. pag. 31. ISBN 9789385891304.
- ^ Airth, GR (31 de agosto de 1979). "Intensificadores de imágenes de rayos X: aplicaciones y limitaciones actuales". Transacciones filosóficas de la Royal Society A: Ciencias matemáticas, físicas y de la ingeniería . 292 (1390): 257–263. Código Bibliográfico : 1979RSPTA.292..257A . doi : 10.1098 / rsta.1979.0059 .
- ^ "Radiografía en la década de 1960" . Instituto Británico de Radiología . Consultado el 5 de enero de 2017 .
- ^ a b c Seibert, J. Anthony (22 de julio de 2006). "Detectores de pantalla plana: ¿cuánto mejores son?" . Radiología pediátrica . 36 (S2): 173–181. doi : 10.1007 / s00247-006-0208-0 . PMC 2663651 . PMID 16862412 .
- ^ Krettek, cristiano; Aschemann, Dirk, eds. (2006). "Utilización de rayos X en quirófano". Técnicas de posicionamiento en aplicaciones quirúrgicas . Berlín: Springer. pag. 21. doi : 10.1007 / 3-540-30952-7_4 . ISBN 978-3-540-25716-5.
- ^ "Fluoroscopia: antecedentes, indicaciones, contraindicaciones" . Medscape . 7 de abril de 2016 . Consultado el 5 de enero de 2017 .
- ^ Uzbelger Feldman, D; Yang, J; Susin, C (2010). "Una revisión sistemática de los usos de la fluoroscopia en odontología". Revista China de Investigación Dental . 13 (1): 23–9. PMID 20936188 .
- ^ "Fluoroscopia: funcionamiento y seguridad de la unidad móvil" (PDF) . Sociedad Estadounidense de Tecnólogos Radiológicos . Consultado el 21 de mayo de 2017 .
- ^ Bushberg, Jerrold T .; Seibert, J. Anthony; Leidholdt, Edwin M .; Boone, John M. La física esencial de la imagen médica . Lippincott Williams y Wilkins. pag. 283. ISBN 9781451153941.
- ^ Smith, Libro de texto de endourología de Arthur D. Smith . PMPH-USA. pag. 13. ISBN 9781550093650.
- ^ Mitchell, Erica L .; Furey, Patricia (enero de 2011). "Prevención de lesiones por radiación de imágenes médicas" . Revista de Cirugía Vascular . 53 (1): 22S – 27S. doi : 10.1016 / j.jvs.2010.05.139 . PMID 20843625 .
- ^ Athwal, George S .; Bueno, Reuben A .; Wolfe, Scott W. (noviembre de 2005). "Exposición a la radiación en la cirugía de la mano: Mini versus brazo en C estándar". La Revista de Cirugía de la Mano . 30 (6): 1310-1316. doi : 10.1016 / j.jhsa.2005.06.023 . PMID 16344194 .