Fluoroscopia digital

TEMA II - FLUOROSCOPIA DIGITAL
• HISTORIA:
Los departamentos de fÃ−sica médica de las universidades de Wisconsing y Arizona comenzaron de forma
independiente el estudio de la fluoroscopÃ−a digital a principio de los 70. Los departamentos de
investigación y desarrollo en los distintos fabricantes prosiguieron esos descubrimientos durante toda la
época.
La estrategia general consistió en usar un equipo de fluoroscopia convencional y colocar un Pc entre la
cámara y el monitor de TV.
La señal de video que sale de la cámara pasa a través del PC y experimenta diversas manipulaciones
antes de ser transmitida al monitor de Tv para su visualización.
Los primeros investigadores demostraron que inmediatamente después de la inyección intravenosa
podÃ−an obtenerse imágenes de fluoroscopÃ−a digital de sustracción de gran calidad. Aunque se sigue
usando mucho la inyección intraarterial.
Las dos principales ventajas de la fluoroscopÃ−a digital sobre la convencional son:
• La velocidad de adquisición de imágenes.
• La mejora del contraste.
Un examen mediante fluoroscopÃ−a digital se realiza de forma muy parecida a una convencional, para el
observador inexperto el equipo usado es el mismo, pero las apariencias engañan.
Como se puede apreciar en imagen, se han añadido varios monitores de Tv y un Pc. La consola de control es
mucho mas complicada, tiene un teclado de Pc ampliado con otro especial de funciones entre las que cabe
destacar las de adquisición de datos y obtención de imágenes. También tiene zonas de control de video
y de manejo del cursor mediante dispositivos de señalización para el control de las zonas de interés.
En general se emplea una pantalla para los datos del paciente y del examen que también sirve para
introducir anotaciones en las imágenes finales y otras dos pantallas que controlan la obtención de la imagen
• GENERADOR:
Durante la fluoroscopia digital, el tubo de Rx colocado bajo la camilla funciona exactamente igual que
durante la radiografÃ−a.
Las imágenes se obtienen con tasas frecuentes de adquisición de imágenes de entre.1 y 10 seg.
Dado que se necesitan 33 miliseg para leer un cuadrado de video, el empleo de velocidades de exposición
mayores a esa solo provocarÃ−a un innecesario aumento de la dosis que recibe el paciente. Ese limite es
teórico y a veces hay que superarlo para disminuir el ruido de la imagen y asegurar una buena calidad.
El generador de Rx debe de poder conectarse y desconectarse con gran rapidez diferenciándose por lo tanto
dos tiempos:
• Tiempo de interrogación: tiempo que transcurre desde que se conecta el generador hasta que se alcanza el
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nivel de tensión de pico requerido.
• Tiempo de extinción: tiempo que transcurre desde que se desconecta el generador hasta que deja de
generar Rx.
• DETECTOR DE IMAGEN:
La diferencia más significativa entre los sistemas basados en intensificadores y la tecnologÃ−a del detector
digital, es que el intensificador de imagen es reemplazado junto con la óptica y los convertidores
analógico-digitales por un detector digital. Este detector digital convierte los fotones incidentes en una
matriz digital de valores sin necesidad de ningún otro proceso adicional.
El detector digital se compone:
• captador de yoduro de cesio: tiene la ventaja de emitir una imagen de gran calidad y el panel de silicio
amorfo contiene una matriz de 1024x1024
• matriz bidimensional consistente en un panel de fotodiodos de silicio amorfo.
Todo esto se ensambla sobre un soporte de vidrio
Estos forman parte del mismo equipo de fluoroscopÃ−a digital y pueden ser de:
• Gas: contiene xenón a alta presión. Se usa éste por que contiene un numero atómico muy elevado y
produce una gran absorción fotoeléctrica.
• Centelleo: formado por unidades de cristal fotodiodo. Es de tougstenato de cadmio aunque a veces
también se puede emplear gesmanato de bismuto, yoduro de cesio, o yoduro de sodio. El fotodiodo es un
material semiconductor normalmente de silicio o germanio y produce una salida proporcional a la luz que
incide sobre él.
Los detectores de imagen reemplazan a los intensificadores de imagen en el diseño de los fluoroscopios
ofreciendo una gran sensibilidad a los Rx y por lo tanto permiten reducir la dosis del paciente.
La resolución temporal también es mejor respecto a los intensificadores de imagen reduciendo la
borrosidad de movimiento.
El rango de contraste es mayor con respecto a los intensificadores de imagen, y la resolución espacial es
prácticamente la misma.
El intensificador de imagen funciona de modo de magnificación y puede ser ligeramente mejor que los de
panel plano. Los de panel plano son un poco más caros que los intensificadores de imagen por lo que se usan
primordialmente en especialidades que requieran gran velocidad como por ejemplo en angiografÃ−as y
cateterismos cardiacos.
La fluoroscopÃ−a digital reduce la dosis, la borrosidad de movimiento y tiene mejor contraste aunque tiene
casi la misma resolución espacial que la convencional a pesar de ser más cara.
• TRATAMIENTO DE LA IMAGEN:
La principal ventaja de la fluoroscopÃ−a digital es la posibilidad de usar técnicas de sustracción y la
capacidad de visualizar la vascularización mediante una inyección intravenosa de material de contraste.
El contraste de la imagen se obtiene por técnicas de sustracción que proporcionan imágenes
instantáneas en tiempo real durante el paso del bolo del medio de contraste.
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La sustracción temporal y la sustracción de energÃ−a son los dos métodos mas usados en fluoroscopÃ−a
digital. Ambos tienen ventajas y desventajas usándose más las de sustracción temporal debido a las
limitaciones que los generadores de alta tensión imponen a las técnicas de sustracción energÃ−a.
Si se combinan ambas técnicas, el proceso se llama sustracción hibrida y mejora más aun el contraste ya
que reduce el movimiento del paciente entre las imágenes sustraÃ−das.
• Sustracción temporal: conjunto de técnicas de ordenador en las que se resta una imagen obtenida en un
momento dado de otra obtenida después (concepto general de sustracción).
A la primera sustracción se la llama máscara.
Si en el periodo intermedio entre una y otra se inyecta en la estructura vascular un agente de contraste en la
imagen sustraÃ−da solo se verán los vasos que contengan el material de contraste. Hay dos tipos principales
de sustracción temporal:
• Con máscara: se coloca al paciente bajo control fluoroscópico normal para garantizar que la región
anatómica a estudiar se encuentra dentro del campo de visión del intensificador de imagen.
Una vez que tenemos eso, se coloca el inyector en una vena u arteria. El inyector está programado para
inyectar de 30 a 50 ml de contraste a una velocidad de 15 a 20 ml/s si está en una vena y en una arteria 25 ml
de contraste inyectados a una velocidad de 10 a 12 ml segundo.
Los pasos a seguir son:
Cambiamos el aparato de normal a digital lo que requiere aumentar la corriente del tubo de Rx de 20 a 100
veces mas que la fluoroscopÃ−a convencional, y la activación de un programa de adquisición de
imágenes.
Una vez que tenemos esto programado se dispara el inyector y después de un periodo de retraso de 4 a 10
segundos antes de que el bolo de contraste alcance la zona anatómica se realiza una exposición mediante un
pulso inicial de Rx.
La imagen obtenida (máscara) se almacena en una memoria primaria y se muestra en un monitor de video.
Después de obtener la máscara se almacenan todas las imágenes en posiciones de memoria. A medida
que se reciben las imágenes, se les va restando la máscara apareciendo la imagen sustraÃ−da.
Esta imagen se obtiene restando la primera de la segunda. Las imágenes de sustracción aparecen en tiempo
real y luego son almacenadas en un disco. Después del examen las imágenes se pueden volver a recuperar
para estudiarlas mas detenidamente.
• Con diferencia de intervalos de tiempos: consiste en ilustrar la secuencia de adquisición de imágenes
durante un examen.
Esta técnica se usa sobre todo para obtener imágenes de corazón.
Consiste en la toma de imágenes comenzando 5 segundos después de la inyección y prosigue con una
tasa de 15 por segundo durante 4 segundos con lo que en el estudio se han obtenido 60 imágenes que se
identificaran mediante un número de cuadro desde el 1 hasta el 30.
Cada imagen se almacena en una posición de memoria distinta a medida que se toma.
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Si se elige una diferencia de intervalos de tiempo de 4 imágenes, el primer cuadro que aparecerá será la
sustracción del cuadro 5 menos el cuadro 1, la segunda imagen corresponde a la sustracción del cuadro 6
menos el cuadro 2, la tercera la del cuadro 7 menos el cuadro el cuadro 3.
El flujo dinámico del material de contraste se observa en tiempo real mostrando tomas relativamente libres
de artefactos de movimiento, pero con menos contraste que las imágenes obtenidas mediante sustracción
con mascara.
Si el paciente se mueve durante la adquisición de la máscara y la imagen siguiente la imagen de
sustracción tendrá artefactos de falta de registro en el mismo pixel de la matriz no se registra el mismo
punto de la anatomÃ−a ya que no están estrictamente superpuestas.
En resumen:
Con mascara: obtenemos una mascara preinyección (sin contraste) y a continuación disparamos el inyector
con su retraso programado, antes de que el bolo del medio de contraste alcance la zona anatómica volvemos
a disparar obteniendo una imagen posterior a la inyección sin tratar pero ya sustraÃ−da de la primera y
finalmente obtendremos una imagen de sustracción mejorada que conseguimos sustrayendo la mascara
preinyección de la obtenida tras la inyección.
• Sustracción de energÃ−a: se usan dos haces de Rx distintos para obtener una imagen de sustracción a
partir de las diferencias de interacción fotoeléctrica. Se usan dos métodos:
• Pulsos alternativos del haz a 70 y 90 Kvp
• Colocación de filtros distintos en el haz de forma alternativa mediante un mecanismo rotatorio. Se usan
filtros de 4 mm de aluminio y 2 mm de cobre. El resultado de ambos métodos es un espectro de emisión
alternativo del haz de Rx con dos niveles de energÃ−a.
• Sustracción hÃ−brida: algunos equipos de fluoroscopÃ−a digital son capaces de combinar la sustracción
temporal y de energÃ−a en un método conocido como sustracción hibrida.
La sustracción de imágenes se realiza según el sistema de mascaras anteriormente descrito. No obstante la
máscara y las imágenes siguientes se obtienen mediante técnicas de sustracción de energÃ−a.
• APLICACIONES DE LA FLUOROSCOPÃ A DIGITAL:
La aplicación en las técnicas de hemodinámica ha cambiado la práctica diaria de los especialistas en
cardiologÃ−a. Como consecuencia inmediata se trabaja más que nunca teniendo en cuenta la menor
exposición posible que puedan sufrir tanto el paciente como el personal facultativo.
En segundo lugar la mejora en la calidad de la imagen conduce la utilización de un contraste más diluido en
la sala de hemodinámica o de un uso de menor cantidad del contraste.
El alto rango dinámico de exposición del detector digital permite la visualización por ejemplo del
mediastino, reduciendo la saturación debida a los tejidos pulmonares.
Como consecuencia de esto, las adquisiciones actuales como las de 3D y 4D, proporcionaran al cardiólogo
una optima visibilidad de las arterias coronarias.
• SISTEMA DE GRABACION DE IMÃ GENES:
Hay tres tipos de sistemas:
• CinefluorografÃ−a: la imagen es recogida desde la pantalla de salida del intensificador mediante un sistema
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de lentes y espejos acoplados a la salida del mismo y grabada en pelÃ−cula de cine para su posterior
visualización.
Su principal aplicación es en algunas técnicas de angiografÃ−a como el cateterismo cardiaco.
La dosis que recibe el paciente es mayor que cuando la imagen se procesa en un PC y se graba en un disco
óptico o en una cinta magnética pero la calidad de la imagen también es mayor.
Para esta técnica se usan cámaras con pelÃ−culas de 16mm o bien de 35mm controladas mediante
motores sincronizados con el equipo de fluoroscopÃ−a impresionando entre 7,5 y hasta 60 imágenes por
segundo.
• SeriografÃ−a o fotofluorografÃ−a: la fluoroscopÃ−a sirve para efectuar las radiografÃ−as en un sitio y
momento oportuno, a esto se le llama radiografÃ−a al acecho obteniendo asÃ− las mejores imágenes
diagnosticas. Pueden obtenerse imágenes de serigrafÃ−a mediante dos procedimientos distintos:
• SerorradiografÃ−a o radiografÃ−a al acecho: el telemando nos ofrece la posibilidad de interrumpir
fluoroscopÃ−a y hacer una radiografÃ−a con el mismo tubo cambiando de una a otra mediante un simple
juego de pedales.
Para ello una pelÃ−cula introducida en un chasis es interpuesta entre el paciente y el intensificador de imagen.
Al accionar un control que desplaza rápidamente la bandeja con el chasis seleccionando los miliamperios
cuya tarea corre a cargo del exposÃ−metro automático de las cámaras de ionización para impresionar la
pelÃ−cula.
Estas pelÃ−culas proporcionan una buen calidad de imágenes.
Podemos además seleccionar en la consola de control del telemando la cantidad de imágenes que deseamos
obtener en cada placa asÃ− podemos seleccionar para obtener una sola imagen que ocupe toda la pelÃ−cula,
o bien varias imágenes obtenidas mediante el desplazamiento de la bandeja y la utilización de colimadores
automáticos que dividen la pelÃ−cula en función del número de imágenes seleccionadas pudiendo
obtener 2, 3, 4, radiografÃ−as seriadas en una radiografÃ−a. El máximo son 6 radiografÃ−as en la misma
radiografÃ−a, aunque lo normal son 2 o 3.
Los diafragmas automáticos del telemando funcionan no solo droscopia ya que mantienen la seriación
radiográfica, sino durante todo el tiempo de la fluoroscopÃ−a ya que mantienen el campo colimado al
cÃ−rculo de la pantalla fluorescente de entrada del intensificador de imagen.
• Cámara de seriografia o seriografos: están poco a poco desplazando a las pelÃ−culas cargadas en chasis
o seriorradiografias.
Son cámaras parecidas a las de cinefluorografia pero su diferencia fundamental es que expone una sola
imagen cada vez que se les activa.
Además son impresionadas por la imagen de la pantalla de salida del intensificador de imagen por lo que la
dosis que recibe el paciente es menor para obtener una seriografÃ−a con cámara que con pelÃ−cula en el
chasis y se interrumpe durante menos tiempo la exploración, por lo que es menos molesta para el paciente y
para el técnico.
La cámara esta acoplada al sistema óptico de lentes y espejos situado a la salida del intensificador.
Estas cámaras usan pelÃ−culas de 70 y 105mm en general. Cuanto mayor es el tamaño de la pelÃ−cula,
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mayor es la calidad de la imagen pero también la dosis del paciente. Pese a ello incluso con la pelÃ−cula de
105, la dosis que recibe el paciente es mucho menor que con la serorradiografÃ−a en chasis.
• Grabación en cinta de video: consiste en la grabación mediante video similar a los de uso
domestico de las imágenes obtenidas en el monitor de Tv aunque por su comodidad es un sistema de
grabación de imagen muy extendido, la resolución de las mismas es muy inferior a la obtención
mediante cinerradiografia, debido a que este ultimo caso las imágenes son grabadas directamente
desde la pantalla de salida del intensificador mientras que el video las graba desde la pantalla del
monitor.
• Grabación en soportes informáticos, discos ópticos u otros: en este caso es necesario incorporar
un convertidor analógico-digital que permita la incorporación y manipulación de los datos a
través de un PC. Las imágenes digitalizadas pueden ser archivadas en discos ópticos o en CDS.
Procesado y tratamiento de la imagen radiológica
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