Tema IV: Relación de las características...
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Tema IV: Relación de las características delequipo con la dosis y la calidad de imagen.
Tema V: Relación entre los factores deexposición y la calidad de imagen.
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Objetivos
Conocer la variedad de términos
relacionados con la calidad de
imagen.
Comprender su relación tanto con
los parámetros del equipo de ra-
yos X como con la dosis impartida
al paciente.
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Introducción
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Calidad en una imagen radiológica
Conjunto de propiedades inherentes a la IMAGEN
RADIOLÓGICA, que permite caracterizarla y valorarla con
respecto a las restantes de su especie.
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Calidad en una imagen radiológica
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¿Qué es la radiología digital?
En radiología convencional, la posición espacial y el
ennegrecimiento son valores analógicos.
La radiología digital usa una matriz para representar una
imagen.
Una matriz es un área cuadrada o rectangular agrupada
por filas y columnas. El elemento más pequeño de la
matriz se llama píxel.
Los píxeles de la matriz se usan para almacenar los niveles
de gris individuales de una imagen, que se representan por
números enteros positivos. Su colocación se codifica por
su números de fila y columna(x,y).
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¿Qué es la radiología digital?
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Transición de la radiologíaconvencional a digital
Recientemente se han sustituido
todos los equipos convencionales
radiográficos y fluoroscópicos por
técnicas digitales.
La radiología digital se ha
convertido en un reto con posibles
ventajas y desventajas.
El cambio de radiología convencio-
nal a digital requiere formación adi-
cional.Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico– p. 9
Transición de la radiologíaconvencional a digital
Las imágenes digitales pueden procesarse numéricamente.
¡Esto no es posible en radiología convencional!
Las imágenes digitales pueden transmitirse facilmente a
través de redes y archivarse.
Debe prestarse atención al aumento potencial de dosis al
paciente, debido a la tendencia a :
Producir más imágenes de las necesarias.
Producir mayor calidad de imagen no indispensable
para el propósito clínico.
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Transición de la radiologíaconvencional a digital
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Dosis de radiación en radiologíadigital
Las películas convencionales permiten detectar errores si
una técnica radiográfica se usa erróneamente: las
imágenes salen demasiado claras u oscuras.
La tecnología digital proporciona al usuario siempre una
buena imagen, ya que su rango dinámico compensa una
selección de técnica errónea, incluso si la dosis es más
alta de lo necesario.
Se impone la necesidad de establecer una relación entre
calidad de imagen y dosis a través de algún indicador de
exposición ⇒ latitud o rango dinámico.
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Calidad de imagen y dosis
El contenido de información diagnóstica en radiología
digital es mayor generalmente que en radiología
convencional si se utilizan parámetros para impartir dosis
de radiación iguales en ambos casos.
El más amplio rango dinámico de los detectores digitales y
las posibilidades del posprocesado permiten obtener más
información de las imágenes radiológicas.
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Calidad de imagen y dosis
Imagen de película convencional
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Calidad de imagen y dosis
Imagen digital
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Conceptos básicos
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Parámetros del equipo
Kilovoltage(kV): calidad del haz.
Penetración.
Carga: corriente de tubo y tiempo
de disparo(mAs): intensidad.
Filtración(mm Al): calidad del haz.
Penetración.
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Parámetros del equipo
Parámetros que influyen en la exposición del paciente
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Calidad de imagen
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Calidad de imagen: histograma
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Brillo o densidad
Intensidad de luz que repre-
senta los píxeles individuales
en el monitor.
El término brillo sustituye al
término densidad en radiolo-
gía convencional
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Brillo o densidad
Los mAs controlan la cantidad de rayos X que llegan =⇒
intensidad.
La infradosificación o sobredosificación puede ser
controlada ajustando los mAs.
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Brillo o densidad
Los sistemas de rad. digital se diseñan para mostrar
electrónicamente el brillo óptimo de la imagen.
En rad. digital las variaciones de los mAs no tienen un
efecto de control sobre la imagen.
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Contraste
Se define como la diferencia de brillo o densidad óptica entre
dos zonas próximas de la imagen (entre la zona clara y la zona
oscura).
El término resolución de contraste se refiere a la capacidad de
un sistema para diferenciar tejidos similares.
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Contraste: Factores
Al aumentar el kilovoltage (kVp), el haz es más energético
⇒ aumenta la penetración de los rayos X.
A altos kVp, la diferencia entre hueso y tejido blando
disminuye, por lo que el contraste disminuye.
El contraste puede ser mejorado utilizando ténicas de bajo
kVp, aumentando la probabilidad del efecto fotoeléctrico.
Al aumentar el kVp la dosis al paciente disminuye.
Al aumentar la filtración reducimos la componente de baja
energía del espectro de rayos X, mejorando la resolución
de contraste, el mejor ejemplo es la mamografía.
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Contraste: histograma
Al aumentar el kVp el histograma se estrecha.
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Contraste: Radiología convencional
En radiología convencional el factor de control del contraste es
el kVp.
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Contraste: Radiología digital
Los sistemas de rad. digital se diseñan para mostrar
electrónicamente el contraste óptimo de la imagen.
En rad. digital el contraste se puede modificar.
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Contraste: Radiología digital
Imagen óptima
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Contraste: Radiología digital
Imagen muy contrastada y "blanda" (equivale a un kVp bajo).
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Contraste: Radiología digital
Imagen poco contrastada (equivale a un kVp alto).
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Ruido
Fluctuación indeseable en la densidad o brillo de la imagen.
Es un proceso aleatorio.
En radiología convencional implica la observación de una
imagen con aspecto granuloso o moteado.
Se reduce aumentando la carga (mAs) ⇒ aumenta la dosis
en el paciente.
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Ruido
Fuentes de ruido:
Ruido inherente al proceso estadístico de la detección.
Ruido del detector: respuesta no uniforme, ruido
electrónico, tamaño del grano, tamaño de píxel.
Moteado cuántico (rad. conv. en películas con pantalla).
Ruido de estructuras del paciente (radiación dispersa ⇒
efecto Compton producido al interaccionar los rayos X con
el paciente) ⇒ se reduce considerablemente utilizando
correctamente la rejilla antidifusora.
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Ruido
Se cuantifica mediante la desviación estándar(σ) de una región
uniforme de la imagen.
Relación señal ruidoNos describe cuánto de importante es el ruido en la
imagen.
RSR =
V P
σ
Es aconsejable una RSR alta para mostrar así las partes
blandas de bajo contraste.
En RD mediante el post-procesado podemos reducir el
ruido con la aplicación de filtros.
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Ruido-ejemplo
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Ruido-ejemplo
Dosis 0.09 µGy
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Ruido-ejemplo
Dosis 0.9 µGy
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Nitidez-Resolución
Es la menor distancia que dos objetos pueden estar separados
y aparecer como objetos distintos en la imagen. Una imagen
nítida será aquella en la que las estructuras aparecen bien
diferenciadas.
El tamaño focal afecta a la nitidez (un foco pequeño
aumenta la nitidez)
Factores geométricos (distancia foco-receptor, distancia
focal de la rejilla).
Factores de adquisición (tamaño de píxel seleccionado)
Factores de movimiento (movimiento involuntario del
paciente, movimiento respiratorio, etc).Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico– p. 38
Nitidez-Resolución
Imagen de un maniquí de barras con distinto tamaño de foco.
Foco fino Foco grueso
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Nitidez-Resolución
Imagen con distinto tamaño de píxel.
64x53 píxeles 1024x840 píxeles
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Distorsión y artefactos
Incorrecta representación del tamaño o de la forma del objeto
cuando es proyectado a los distintos dispositivos radiológicos.
Causas:
Distinta magnificación de estructuras anatómicas.
Uso inadecuado de la rejilla antidifusora (puede verse en la
imagen).
Mal funcionamiento del dispositivo de imagen (en CR’s p.e.
un mal funcionamiento de un fotomultiplicador).
Imágenes latentes ("ghosting").
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Distorsión y artefactos
Prótesis metálica Saturación parte inferior
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Distorsión y artefactos
Suciedad en la guía de luz de un lector CR.
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Rango dinámico - Latitud
El rango dinámico es la razón entre el máximo nivel de
luminosidad que el detector puede medir antes de saturarse y el
mínimo nivel descontado el ruido de lectura. Fuera de ese rango
el detector percibe un negro o un blanco absolutos.
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Rango dinámico - Latitud
La zona útil(fuera de saturación) es la zona lineal.
Los detectores digitales tienen un rango dinámico más
amplio que las películas.
En RD durante el post-procesado podemos reescalar el
histograma y obtener una imagen aceptable debido a la
linealidad de su rango dinámico.
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Rango dinámico - Latitud
Manupulación: Anchura y nivel de ventana
Anchura de ventana (windows width):
Controla la diferencia relativa en los valores de grises. Al
incrementar su anchura aumenta el la diferencia relativa de
nivel y genera una imagen con mayor contraste.
Nivel de ventana (windows level):
Cambia el brillo o densidad de la imagen.
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Rango dinámico - Latitud
Reescalado del histograma
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Rango dinámico - Latitud
Reescalado del histograma: infradosificación
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Rango dinámico - Latitud
Reescalado del histograma: sobredosificación
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Indicador de exposición
En RC una película muy blanco o muy negra indicabainfraexposición o sobreexposición.
En los sistemas digitales se pueden producir imágenes de buenacalidad para un amplio intervalo de dosis.
El oscurecimiento o su falta en las imágenes digitales dependesolo del post-procesado y no de la dosis ⇒ no hay una relacióndirecta entre la apariencia y la dosis.
Dosis altas en RD solo reducen el ruido.
Se hace necesario la definición de un parámetro que relacionela dosis y la calidad de imagen en RD =⇒
INDICADOR DE EXPOSICIÓN (EI)Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico– p. 50
Indicador de exposición
EI sería lo que es la velocidad para una película
convencional.
Se usa para el seguimiento de las diferencias en la
exposición entre sistemas digitales en un mismo centro,
para comparar técnicas entre distintos centros.
Los sistemas digitales informan al usuario a través del EI
que dosis ha recibido el detector y orienta al operador
sobre el uso de la técnica correcta.
Generalmente la relación entre dosis y exposición es de
tipo logarítmico (doblar la dosis incrementa el EI un factor
0.3)
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Indicador de exposición
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Indicador de exposición
EI=1.15, imagen ruidosa EI=1.87
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Control automático deexposición(CAE)
Han sido desarrollados para eliminarel error humano en la selección dela técnica.
Una vez que el operador elige latensión, el CAE selecciona la carga(mAs) adecuada.
Su elemento esencial es un dispositi-vo instalado en la carcasa del detec-tor o el propio detector que detectacuando el dispositivo de imagen seha irradiado con la dosis óptima pa-ra obtener una buena calidad de ima-gen.
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Conclusiones
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Factores del equipo
Wolbarst (1993) Tabla 19-1
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Acciones
ICRP 93
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Acciones
ICRP 93
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Acciones
ICRP 93
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Ejemplos
Producto dosis-área(PDA) cGy · cm2
Hart et al. NRPB W14Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico– p. 60
Ejemplos
Dosis a la entrada (DSE) en mGy.
Vano et al., Radiology (243) 461-466 2007Formación en Protección Radiológica (Nivel avanzado) para residentes en Radiodiagnóstico– p. 61
Ejemplos
Dosis a la entrada (DSE) en mGy.
Compagnone et al., Br J radiol 79,899-904; 2006
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Recomendaciones básicas
1. Distancia foco-receptor
Usar la distancia de focalización de la parrilla en uso.
Si en el bucky de pared hay más de una parrilla, cambiarlasegún necesidad.
2. Tamaño de campo
Usar colimación automática siempre que se disponga deella.
No superar NUNCA el tamaño de campo.
3. Tensión ( kV)
Usar la recomendada para cada exploración.
Salvo en espesores extremos, se usan los mAs para obtenerla densidad/dosis requerida en receptor.
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Recomendaciones básicas
1. Tiempo de exposición
Tiempos largos producen borrosidad en la imagen(debido almovimiento del paciente) y no aumentan la densidad/dosis(a igualdad de mAs).
2. Exposición automática(CAE)
Usar siempre que se disponga de ella.
Imprescindible su uso con sistemas CR y DR (para evitardosis excesivas que pasan desapercibidas en la imagen).
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