fluoroscopia digital - presentación
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U.T. 10 FLUOROSCOPIA DIGITAL
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A principios de los 70: Los departamentos de física médica de las universidades de Wisconsin y Arizona comenzaron de forma independiente el estudio de la FD.
A un equipo de fluoroscopia convencional se le instaló un ordenador entre la cámara y el monitor de televisión.
1. INTRODUCCIÓN
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Los primeros investigadores demostraron que inmediatamente después de la inyección intravenosa, podían obtenerse imágenes de FD de sustracción de gran calidad.
Aunque aún se sigue utilizando mucho la inyección intraarterial.
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Las dos principales ventajas de la FD sobre la convencional son:
- La velocidad de adquisición de imágenes.
- La mejora del contraste.
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Un examen mediante FD se realiza de forma muy parecida a una fluoroscopia convencional.
Para el observador inexperto, el equipo utilizado es exactamente el mismo, pero las apariencias engañan.
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Como se puede apreciar en la imagen, se han añadido varios monitores de TV y un ordenador.
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- La consola de control es mucho mas complicada:
- Teclado típico de un ordenador ampliado con otro especial de funciones entre las que caben destacar las de
- adquisición de datos y- obtención de imágenes.
- También tienen zonas de:
- control de vídeo y de - manejo del cursor mediante dispositivos
de señalización conocidos como trackball, joystick o ratón para el control de la regiones de interés (RDI / ROI).
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-En general, se emplea:
• Una pantalla: • Datos del paciente y del examen…• Introducir anotaciones en la imágenes finales.
• Las otras dos pantallas:• controlan la obtención de la imagen.
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2. GENERADOR
Durante la FD, el tubo de rayos X colocado bajo la camilla funciona exactamente igual que durante una radiografía
•Las imágenes se obtienen en FD con tasas frecuentes de adquisición de entre 1 y 10 imágenes por segundo.
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• Se necesitan 33 ms para leer un cuadro de vídeo:
Velocidades de exposición mayores a 33 ms provocan aumento de la dosis que
recibe el paciente.
Ese límite es teórico, y a veces hay que superarlo para disminuir el ruido de la imagen y asegurar una buena calidad.
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El generador de rayos X debe poder conectarse y desconectarsecon gran rapidez, diferenciándose, por tanto, el:
“tiempo de interrogación”: Desde que se conecta el ordenador hasta alcanzar la tensión pico (< 5 ms).
“tiempo de extinción”: desde que se desconecta hasta que deja de generar rayos X (< 5 ms).
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3. DETECTOR DE IMAGEN(Diferencia con el modelo analógico)
El DD, convierte los fotones incidentes en una matriz digital de valores sin necesidad de ningún otro proceso adicional.
- Intensificador de imagen, - La óptica y los - Convertidores
Sistemas analógicos (intensificadores)
Sistemas Digitales
Detector digital
SUSTITUCIÓN
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Composición del Detector Digital:
3. Sustrato de vidrio: La electrónica encargada de recoger y digitalizar la información se encuentra unida a conectores situados en los bordes del detector.
2. Matriz bidimensional (1024x1024 con un área activa de 20,5 x 20,5 cm2)
Ejemplo “de centelleo”: (fotodiodos de silicio amorfo(G.Electric).
1. Captador de Ioduro de Cesio(Emite una imagen de gran calidad: Fotones de luz visible
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Tipos de detectores de imagen:
1. De gas: Xenón a alta presión (Peso Atómico: 53 -> Gran absorción fotoeléctrica) en numerosos alvéolos de tamaño muy pequeño.
Tamaño del alveolo de la matriz: 0,5 mm.
(Muy buena resolución espacial)
2. De centelleo: Transistorizado (unidades de cristal-fotodiodo: Semiconductor salida proporcional a la luz que incide sobre él).
Tamaño del alveolo de la matriz:Área activa de 5 x 20 mm.
Espacio entre detectores: 1 a 5 mm. (Poca Resolución espacial).
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Ejemplo de detector de imagen: “Revolution” de General Electric. (Centelleo)
Colimadores postpaciente
Monitor TV
Digital
Detector
Fotones Rx
Impulsos Eléctricos
Captador de Ioduro de Cesio
Fotonesluz visible
Matriz de silicio amorfo(1024X1024fotodiodos)
00111000
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Cada píxel recoge una señal proporcional al flujo local de
rayos-x,
obteniéndose de esta forma una imagen de 1024x1024 píxeles,
imagen que se renueva hasta 30 veces por segundo.
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4. SISTEMA DE VÍDEO
Equipo de vídeo utilizado en Fluoroscopia Cv:
525 líneas.
Ese tipo de equipos son adecuados para FD, pero la resolución es mejor con un equipo de 1.000 líneas.
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No obstante, los equipos de vídeo convencionales tienen dos limitaciones que restringen su empleo con sistemas digitales:
Primero, el sistema entrelazado que utilizan para leer el blanco de la cámarade televisión puede degenerar bastante la imagen digital.
Segundo, los tubos de las cámaras de televisión de los equipos convencionales producen un elevado nivel de ruido. Su relación señal-ruido (RSR) es de 200:1, y para FD se necesita una RSR de 1.000:1.
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El generador de rayos X y el conjunto de detectores
permanecen fijos y
el paciente va desplazándose por delante del haz.
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5 . TRATAMIENTO DE LA IMAGEN
Casi todos los equipos digitales proporcionan imágenes con matrices de tamaños
256X256, 512X512, y 1024X1024.
Con el mismo campo de visión (FOW / CDV), la resolución mejorará al aumentar el tamaño de la matriz.
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EJEMPLO:
¿Cuántos píxeles hay en una matriz de 256X256?
RESPUESTA:
256X256 = 65.536 p
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A la matriz de 1024X1024 se le suele denominar sistema de 1.000 líneas.
La resolución de la imagen en Fcvdepende de la matriz y del tamaño del intensificador de imagen.
En Fcv, es posible obtener una estimación aproximada de los límites teóricos de resolución, dividiendo el tamaño del elemento fosforescente del tubo intensificador de imagen por el tamaño de la matriz.
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Rango dinámico de exposición
Rango de valores de exposicivalores de exposicióónnsobre los que el detector es capaz de capturar y generar una señal útil.
Cuanto más ancho sea el rango dinámico, mayores serán las características anatómicas que puedan ser visualizadas.
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En otras palabras, un rango dinámico de exposición grande permite la visualización en una misma imagen tanto de
- características anatómicas altamente radio-transparentes (pulmón),
como de
- características anatómicas altamente radio-opacas (huesos).
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El rango dinámico de un detector digital es varias veces superior al mejor de los sistemas basados en un intensificador de imagen
Los beneficios de un detector digital, incluyen:
Una alta eficiencia, Mayores áreas (20,5 x 20,5 cm2), Alta resolución espacial, Imágenes sin distorsiónMenor probabilidad de fallo y de degradación en su rendimiento, Capaz de generar imágenes de 1024x1024 pixels, a treinta imágenes por segundo.
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Si el ordenador tiene un rango dinámico grande permitirá una mayor latitud de la imagen, se
podrá variar electrónicamente el contraste de la región de interés(RDI / ROI) y la información final
será mucho mayor.
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5.2 Métodos de sustracción.
Principal ventaja de la F.D. es la posibilidad de utilizar técnicas de sustracción para visualizar la vascularización de una región determinada, mediante la inyección de algún material de contraste.
Mayor inconveniente de la F.D. es que necesita utilizar un haz de zona, lo que aumenta la radiación dispersa y disminuye el contraste de la imagen.
El contraste se puede aumentar mediante lo que hemos denominado técnicas de sustracción digital, utilizadas sobre todo para angiografías.
Las técnicas de sustracción proporcionan imágenes instantáneas, en tiempo real, durante el paso del medio de contraste.
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Métodos de sustracción:
Sustracción temporal.Sustracción de energía.Sustracción híbrida.
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5.3. Sustracción temporal
Se trata de un conjunto de técnicas digitales en las que se resta una imagen obtenida en un momento determinado de otra obtenida después.
Si durante el periodo intermedio se inyecta en la estructura vascular un agente de contraste, en la imagen sustraída sólo se verán los vasos que contengan el medio de contraste.
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Existen dos tipos de sustracción temporal:
Sustracción TEMPORAL con máscara
Sustracción TEMPORAL mediante diferencia de intervalos de tiempo (D.I.T.):
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1. Paciente bajo control fluoroscópico normal.2. Canalización de la vena e inyección del contraste..3. Tras 4-10 sg y antes de que llegue el contraste se activa
el programa de adquisición de imágenes y se realiza la máscara.
- SUSTRACCISUSTRACCIÓÓN TEMPORAL CON POR MN TEMPORAL CON POR MÁÁSCARASCARA:
máscara
4-10 sg.Canalización e inyección del contraste
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4. Llegada del contraste y adquisición de otras imágenes a las que se les resta la máscara (sustrae-> sustracción).
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Cada imagen se obtiene a partir de un pulso de rayos X de 33
msg. Como el sistema de vídeo tiene una respuesta
relativamente lenta y el ruido puede ser elevado se suman
varias imágenes de vídeo (4 a 8) para obtener cada imagen
final; ésto mejora la calidad de la imagen pero aumenta la
dosis recibida por el paciente.
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Es posible también realizar un cambio de máscara si la primera máscara obtenida no es la adecuada, por movimiento del paciente o técnica inadecuada; en este caso se utiliza alguna de las imágenes posteriores.
En un examen normal se suelen obtener unas 30 imágenes y de ellas la quintasuele tener el contraste necesario para hacer de máscara. Otra posibilidad es integrar varias imágenes y utilizar esa imagen compuesta como máscara.
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En la imagen de sustracción pueden aparecer artefactos por falta de registro si el paciente se mueve entre la obtención de la máscara y las imágenes siguientes.
En este caso, en el mismo píxel no se registra el mismo punto de la anatomía.
Se puede intentar eliminar el artefacto recolocando la máscara, es decir, desplazándola hasta que se superpongan de nuevo las imágenes ( se pueden realizar desplazamientos de 1 píxel o incluso de 1/10 del ancho del píxel); pero, es un trabajo tedioso y, normalmente al recolocar una zona de la imagen, se descoloca otra.
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Cada imagen de sustracción se obtiene con una máscara distinta.
Se elige una diferencia de intervalos de tiempo, por ejemplo de 4 imágenes,
de manera que la primera imagen que aparece sea la sustracción de la imagen 5ª menos la 1ª; la segunda imagen corresponderá a la sustracción de la 6ª menos la 2ª, y así sucesivamente.
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-- SUSTRACCISUSTRACCIÓÓN TEMPORAL MEDIANTE N TEMPORAL MEDIANTE DIFERENCIA DE INTERVALOS DE TIEMPO (DIFERENCIA DE INTERVALOS DE TIEMPO (D.I.T.):
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El flujo dinámico del medio de contraste se observa en tiempo real.
Las imágenes por diferencia de intervalos de tiempo D.I.T. presentan:
- menos artefactos por movimiento del paciente
- menos contraste que las obtenidas mediante sustracción con máscara.
Por estos motivos esta técnica se utiliza fundamentalmente para realizar estudios de corazón.
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Demuestra la lesión en la proyección de angiografía digital lateral. Se puede apreciar un pequeño doble saco en el fondo del aneurisma que es un signo de ruptura previa (flecha) Hay otro muy pequeño aneurisma ( 1 milímetro) por debajo de este.
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Angiograma de la arteria carótida derecha que muestra un estrechamiento severo (estenosis) de la arteria carótida interna justo más alláde la bifurcación carotídea. En esta diapositiva se ve un agrandamiento de la vena o ulceración en el área luego de la estenosis. Obsérvese el segmento estrecho cerca del extremo inferior de la imagen.Fecha de adquisición: 1/1/1997 12:00:00 AMAdquirido por: MosbyPublishing Company
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Paciente con hipertensión arterial secundaria vásculo-renal. Se observa estenosis de la arteria renal derecha
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Paciente hipertenso con estenosis de la arteria renal derecha. Obsérvese la diferente captación de contraste de ambos riñones al comienzo y al final de la secuencia.
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6. APLICACIONES
La introducción de la tecnología digital en las salas de hemodinámica ha cambiado la práctica diaria de los especialistas en cardiología.
Como consecuencia inmediata, se trabaja más que nunca teniendo en cuenta la más baja exposición posible que puedan sufrir tanto el paciente como el personal facultativo.
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En segundo lugar, la mejora en la calidad de la imagen conduce a la utilización de un contraste más diluido en la sala de hemodinámica o de un uso en menor cantidad de dicho contraste.
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En cardiología, por ejemplo, la introducción de esta tecnología proporciona el sustrato necesario para la utilización de nuevas aplicaciones. El objetivo es dotar al cardiólogo no sólo con información precisa de la lesión a tratar, sino también proporcionarle el impacto funcional en los tejidos circundantes.
Debido al rango dinámico de exposición del detector, las mediciones de densitometría contarán con una mayor precisión y fiabilidad.
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Basándose en estas mediciones de densitometría, el especialista en cardiología será capaz de diagnosticar, de forma más precisa, por ejemplo, las regurgitaciones valvulares. Hablando propiamente en términos de impacto funcional, las mediciones densitométricas permitirán una cuantificación más precisa del flujo sanguíneo tanto en los vasos del epicardio como en el área microvascular.
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El alto rango dinámico de exposición del detector digital, permite la visualización, por ejemplo, del mediastino, reduciendo la saturación debida a los tejidos pulmonares.
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Como consecuencia de esto, tanto las adquisiciones rotacionales como las futuras adquisiciones en 3D y 4D,proporcionarán al cardiólogo una óptima visibilidad de las arterias coronarias.