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Radiología Digital
Juan Pablo Graffigna
Radiología.
•
•
•
•
•
Conceptos Básicos.
Radiología Convencional.
Ambiente Digital
Radiología Computada.
Radiología Digital.
– CCD
– Flat Pannel
• Calidad en Radiología
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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
Imagen Radiográfica
(luego del revelado)
Paciente
Atenuación
Placa
En la placa
Radiográfica
queda
la imagen latente
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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 Simple
Doble
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
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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)
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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
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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.
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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
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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.
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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.
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Radiología Digital: CCD
RX
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.
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Radiología Digital: CCD
Radiología Digital.
Flat Panels: Silicio
RX
PACS
Paciente
Pantalla Fl.
Fotodiodos
TFT
Estación de Trabajo
Procesador
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Radiología Digital.
Flat Panels: Silicio
• 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
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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
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Radiología Digital.
Flat Panels: Silicio
Radiología Digital.
Flat Panels: Silicio
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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
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Radiología Digital.
Flat Panels: Selenio
Radiología Digital.
Flat Panels: Selenio
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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
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Calidad Radiográfica
Contraste de Detector
• Placa: 1 a 2 órdenes
– Depende de la pantalla intensificadora.
Calidad Radiográfica
Contraste de Detector
• Electrónico: 5 órdenes
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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
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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
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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
Calidad Radiográfica
Modelo de Rose.
• Basado en el modelo
de Blackwell.
• Descripción
matemática.
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Comparación.
Técnica.
Parámetro
Parámetro Radiología
Radiología
Conv.
Conv.
Analógico
Dominio
de
Analógico
Dominio de
lalaimagen
imagen
CR
CR
Digital
Digital
22etapas
etapas
DR:
DR:
CCD
CCD
Digital
Digital
11etapa
etapa
DR:
DR:
FP
FP
Digital
Digital
11etapa
etapa
Medidas
Medidas
estándar.
estándar.
Medidas
Medidas
estandar.
estandar.
Minutos
Veloc.
Minutos
Veloc.de
de
Adquisición
Adquisición
Minutos
Minutos
Segundos
Segundos
Segundos
Segundos
NO
NO
NO
NO
SI
SI(aSe)
(aSe)
Area
Areade
delala
imagen.
imagen.
RX
RXaaSeñal
Señal
Eléctrica
Eléctrica
-------
Limitadas
Limitadas Limitadas
Limitadas
(fabricante)
(fabricante) (fabricante)
(fabricante)
Comparación.
Técnica.
Parámetro
Parámetro Radiología
Radiología
Conv.
Conv.
Resolución
Resolución
(lp/mm)
(lp/mm)
Rango
Rango
dinámico
dinámico
Prof.
Prof.de
de
pixel
pixel
Medio
Medio
1000:1
1000:1
CR
CR
DR:
DR:
CCD
CCD
22
DR:
DR:
FP
FP
44yymás
más
con
conaSe
aSe
Alto
Alto
10000:1
10000:1
Alto
Alto
Alto
Alto
2000:1
2000:1
10-12bits
10-12bits
10-12bits
10-12bits
10-14bits
10-14bits
3-4
3-4
22
Comparación.
Tiempos.
Parámetro
Parámetro Radiología
Radiología
Conv.
Conv.
22-55min
Tiempo
22-55min
Tiempo
Examen/
Examen/
Diag.
Diag.
8m42s
Tiempo
8m42s
Tiempode
de
espera
esperapac.
pac.
33exp.
exp.
CR
CR
13-42min
13-42min
DR:
DR:
CCD
CCD
7-9min
7-9min
DR:
DR:
FP
FP
7-9min
7-9min
6m8s
6m8s
4m34s
4m34s
4m34s
4m34s
Comparación.
Si vs Se
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