Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Sistema película – pantalla (SPP) Ivan Ardila M. [email protected] Facultad de Ciencias – Maestría en Física Médica Pontificia Universidad Javeriana 16 de agosto de 2019 Ivan Ardila M. SPP 1/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Contenido 1 Sistema película – pantalla (SPP) Aspectos generales de la radiografía Fabricación de películas Base 2 Emulsión 3 Formación de la imagen latente Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata Imagen latente Procesamiento y revelado de la imagen Tipos de película Radiografía de película - pantalla 4 Densidad optica Densidad optica Curva característica Ivan Ardila M. SPP 2/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Aspectos generales de la radiografía Fabricación de películas Base Fundamentos La radiografía de película definió el campo de la radiología durante la mayor parte del siglo XX. Al salir del paciente, los rayos X que van a formar la imagen exponen la pantalla radio gráfica intensificadora situada en la casete radiográfica protectora. los rayos X formadores de imagen son aquellos que emergen del paciente e interaccionan con el receptor de imagen. Ivan Ardila M. SPP 3/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Aspectos generales de la radiografía Fabricación de películas Base la pantalla radiográfica intensificadora emite luz, la cual a su vez expone la película radiográfica situada entre las dos pantallas. El principal objetivo es la transferencia de información entre un haz de rayos X y el complejo ojo-cerebro del radiólogo. El haz de rayos X que emerge del tubo de rayos X está distribuido de forma prácticamente uniforme en el espacio. Ivan Ardila M. SPP 4/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Aspectos generales de la radiografía Fabricación de películas Base Las películas radiográficas consisten básicamente en dos partes: la base y la emulsión La mayoría de películas de rayos X tienen la emulsión en los dos lados y por ello se denominan películas de emulsión doble. Ivan Ardila M. SPP 5/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Aspectos generales de la radiografía Fabricación de películas Base La base es el fundamento de la película radiográfica. Su principal función es proporcionar una estructura rígida que permita el posterior recubrimiento con la emulsión. La base es flexible y resistente a fracturas para permitir una fácil manipulación, pero suficientemente rígida para ser introducida en una caja visionadora. Figura: 1 sección transversal Ivan Ardila M. Figura: 2 Diagrama que muestra diversas capas SPP 6/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Aspectos generales de la radiografía Fabricación de películas Base Características: Ser una buena transmisora de la luz absorbiendo la mínima cantidad de luz posible una vez que la radiografía se haya colocado en el negatoscopio para que lo puedo estudiar el radiólogo. Tiene que ser flexible, delgada y además tener la suficiente rigidez como para soportar el procesado automático, especialmente que va a sufrir al pasar tras los rodillos. Estable. Debe tener un grosor uniforme. Ser químicamente inactiva para no interferir en los procesos químicos del revelado. Ivan Ardila M. SPP 7/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Emulsión de una película radiográfica La emulsión es el corazón de la película de rayos X. Es el material con el cual los rayos X o los fotones de la luz de las pantallas radiográficas intensificadoras interaccionan y transfieren información. La emulsión consiste en una mezcla homogénea de gelatina y cristales de haluro de plata. Ivan Ardila M. SPP 8/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica El cristal de haluro de plata es el ingrediente activo de la emulsión radiográfica. En una emulsión característica, el 98 % del haluro de plata es bromuro de plata; el resto normalmente es yoduro de plata. Estos átomos tienen números atómicos relativamente altos (ZBr = 35, ZAg = 47, ZI = 53) en comparación con la gelatina y la base (para los dos, Z = 7). La interacción de rayos X y fotones de luz con estos átomos con Z elevado resulta en última instancia en la formación de una imagen latente en la radiografía. Ivan Ardila M. SPP 9/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Los cristales se forman disolviendo plata metálica (Ag) en ácido nítrico (HNO3 ) para formar nitrato de plata (AgNO3 ). Los cristales sensibles a la luz de bromuro de plata (AgBr) se forman al mezclar el nitrato de plata con bromuro de potasio (KBr ) en la reacción siguiente: Ivan Ardila M. SPP 10/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata Imagen latente Procesamiento y revelado de la imagen Tipos de película Radiografía de película - pantalla Los rayos X formadores de imagen que emergen del paciente e inciden en la película radiográfica intensificadora de pantalla depositan energía en la emulsión principalmente a través de interacción fotoeléctrica con los átomos del cristal de haluro de plata. Cuando un cristal de haluro de plata se forma, cada átomo de plata libera un electrón de su capa más exterior, el cual se combina con un átomo halógeno (bromo o yodo). Al átomo de plata le falta un electrón y por tanto es un ion cargado positivamente, Ag+. Los átomos de bromo y yodo tienen cada uno un electrón extra y son, por tanto, iones cargados de forma negativa, bromuro y yoduro (Br– e I–). Ivan Ardila M. SPP 11/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata Imagen latente Procesamiento y revelado de la imagen Tipos de película Radiografía de película - pantalla Pregunta de investigación Cuando la radiación interacciona con la película, la interacción con los átomos de plata y de halógenos (Ag, Br, I) es la que forma la imagen latente. Si el rayo X es absorbido completamente, su interacción es fotoeléctrica. Si es absorbida parcialmente, su interacción es Compton. En ambos casos un electrón secundario, ya sea un fotoelectrón o un electrón Compton, es liberado con energía suficiente para viajar una larga distancia en el cristal. Cuando cruza el cristal, el electrón secundario puede tener energía suficiente para desplazar electrones adicionales de la red cristalina. Por tanto, como resultado de una interacción de rayos X, un número de electrones se liberan y viajan a través de la red cristalina. Ivan Ardila M. SPP 12/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata Imagen latente Procesamiento y revelado de la imagen Tipos de película Radiografía de película - pantalla La liberación de estos electrones secundarios se representa como sigue: la producción de la imagen latente y la conversión de la misma en manifiesta requieren varios pasos simultáneos. A, la interacción de la radiación libera electrones. B, estos electrones se desplazan hacia el centro de sensibilidad. C, en el centro de sensibilidad, la plata atómica es formada por atracción de un ion de plata intersticial. D, este proceso se repite muchas veces y acaba en la acumulación de átomos de plata. E, el haluro de plata restante se convierte en plata durante el procesado. F, se obtiene el grano de plata. Ivan Ardila M. SPP 13/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata Imagen latente Procesamiento y revelado de la imagen Tipos de película Radiografía de película - pantalla La concentración de electrones en el centro de sensibilidad produce una región de electrificación negativa. A medida que los átomos halógenos son sacados del cristal, los iones positivos de plata son atraídos electrostáticamente hacia el centro de sensibilidad. Ivan Ardila M. SPP 14/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata Imagen latente Procesamiento y revelado de la imagen Tipos de película Radiografía de película - pantalla El revelado tiene como propósito transformar los cristales de plata expuestos a la radiación en plata metálica visible por medio de un agente reductor que proporcione un electrón para neutralizar un ion de plata. (Hidroquinona, metol). El proceso de fijación busca detener el revelado y generar una imagen permanente. (Ácido acético). Ivan Ardila M. SPP 15/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata Imagen latente Procesamiento y revelado de la imagen Tipos de película Radiografía de película - pantalla La obtención de imágenes para aplicaciones médicas se está convirtiendo en un campo extremadamente técnico y sofisticado, y ello se refleja en el número y variedad de películas disponibles hoy en día. Cada uno de los principales fabricantes produce muchos tipos diferentes de películas para aplicaciones médicas. Ivan Ardila M. SPP 16/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata Imagen latente Procesamiento y revelado de la imagen Tipos de película Radiografía de película - pantalla Una pantalla intensificadora radiográfica es un dispositivo que convierte la energía de los rayos X incidentes en luz visible. (Luminiscencia). Las pantallas tienen como finalidad mejorar la eficiencia de una película radiográfica y disminuir la dosis recibida por el paciente. Pantalla más gruesa (A) pantalla más delgada (B). los fotones son incidentes en ambos sistemas de película de pantalla, interactúan en las pantallas superior e inferior, y los fotones de luz que se crean por centelleo se difunden dispersándose a través de la matriz de la pantalla. Ivan Ardila M. SPP 17/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Densidad optica Curva característica El valor de opacidad de una película se cuantifica a partir de la transmitancia y la densidad óptica dada por: OD = −log10 (T ) = log10 (I0 /I) Ivan Ardila M. SPP (1) 18/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Densidad optica Curva característica Hay mayor absorción de rayos X a mayor número atómico de la estructura atravesada. La absorción es proporcional a Z 3 . La absorción es mayor a mayor densidad de la estructura atravesada. La absorción es mayor a mayor espesor que atraviesen. Los rayos X de bajo kilovoltaje son más absorbidos. Ivan Ardila M. SPP 19/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Densidad optica Curva característica Densidades radiográficas basicas Aire. Grasa. Tejido blando o liquido. Calcio. Metal. Ivan Ardila M. SPP 20/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Densidad optica Curva característica A) La curva H y D se muestra típicamente como la DO en función de la exposición relativa logarítmica. La curva muestra un bajo contraste en las regiones de la base y del hombro, y un mayor contraste (mayor pendiente) en la región lineal. Se muestran dos curvas características, una para un sistema más sensible (curva B) y otra para un sistema con menor sensibilidad (curva C). Ivan Ardila M. SPP 21/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Densidad optica Curva característica Curva A) Densidad de base y velo: DO de la base de la película y debida al revelado de cristales y el velo sin información útil respectivamente. Curva B) Latitud: Intervalo de exposición en el cual la DO está dentro del límite útil para el diagnóstico. Curva C) Contraste: Pendiente de la zona recta. Indica diferencias en la densidad óptica y la capacidad de distinguir entre diferentes tonos y estructuras. Ivan Ardila M. SPP 22/23 Sistema película – pantalla (SPP) Emulsión Formación de la imagen latente Densidad optica Densidad optica Curva característica Fin Anteproyecto trabajo de grado Muchas gracias por su atención [email protected] Ivan Ardila M. SPP 23/23
