Parte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca
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Parte 8.
Calidad de imagen enangiografía cardíaca
OIEA Material de Entrenamiento
PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN CARDIOLOGÍA
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 2
Responder: Verdadero o falso
1. La calidad de la imagen en angiografía coronaria se suele medir objetivamente con el uso criterios bien definidos.
2. La velocidad de fotogramas de adquisición en angiografía coronaria en adultos es de 30 cuadros.
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Objetivos educacionales
1. Componentes de la calidad de imagen
2. Factores determinantes de la calidad de la imagen en angiografía cardíaca
3. ¿Cómo evaluar la calidad de imagen en angiografía cardíaca?
4. Ciertos criterios de calidad para la evaluación imágenes en angiografía cardíaca
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¿Es esta una angiografía coronaria de buena calidad?
[ video clip “LAD LCX Angio Run” AVI file]
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Calidad de imágenes cardiacas
• Antecedentes − Las imágenes cardiacas de cine-angiografía
deben permitirle al cardiólogo evaluar detalles anatómicos (y funcionalidad) que son relevantes para las decisiones clínicas
• Variables− Rendimiento técnico del sistema de imagen− La cooperación del paciente− Técnica de angiografía
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Cada serie de angiografía consiste de múltiples imágenes fijas en rápida sucesión
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La calidad de cada imagen fija contribuye a la calidad final de la serie de angiografía
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• Antecedentes − Las imágenes
cardiacas de cine-angiografía deben permitirle al cardiólogo evaluar detalles anatómicos (y funcionalidad) que son relevantes para las decisiones clínicas
Calidad de imágenes cardiacas
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• Calidad de imagen ("fotográfica") 6 nitidez6 contraste6 ruido
• “Contenido”6 ¿escorzo?6 ¿se sobreponen?6 ¿delimitar la lesión?6 ¿composición6 ¿suficiente información?
Calidad de imágenes cardiacas
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• ¿Es esta serie de adquisición lo suficientemente larga para entregar toda la información?
• ¿ Es esta serie de adquisición demasiado larga?• ¿ Hay cuadros desaprovechados/innecesarios en la serie?
[ video clip “LAD LCX Angio Run” AVI file]
cine
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¿Qué piensa de esta imagen?
Muchas cosas extra que dificulta el saber donde poner énfasis
Contenido y composición
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Lección:
Incluir solo el área de interés al tomar una fotografía angiograma coronario
Contenido y composición
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3 parámetros principales para calidad de imágenes estáticas
• Nitidez /Resolución espacial – para caracterizar el objeto
• Contraste – para detectar el objeto • Ruido – brillo disparejo imagen granuloso
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Falta de nitidez − Punto focal
ANODOPUNTOFOCAL
OBJETO
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Los pulsos de fluoroscopía son producidos durante una pequeña porción de tiempo del cuadro de video. Mientras más delgado el ancho de pulso, más nítida será la imagen. ( “Velocidad rápida del obturador” en cámara)
Fluoroscopía pulsada
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Paciente
Contraste
Imagen
Características de los tejidos
Tonalidades de grises
La obtención de “Imágenes Médicas” es el proceso de convertir características del tejido en una imagen visual (tonos de grises o color)
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Imágenes con rayos X
• Imagen = “sombra”• Se basa en varios
grados de "radio lucidez" u opacidad
• Requiere fuente puntual
• Objeto 3D → imagen 2D (proyección)
Primaria
Dispersa
Intensidad
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Contraste
• Contraste diferencia• Un objeto en el cuerpo será visible en una
imagen sólo si tiene suficiente contraste físico con los tejidos que lo rodean
• Contraste de una imagen diferencia en6 Tonos de grises6 Intensidades de luz6 Colores
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Aumentar la sensibilidad al contraste aumenta el contraste en la imagen y la capacidad de visualizar objetos en el cuerpo
Sensibilidad al contraste
Baja Alta
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Sensibilidad al contraste
• Relaciona la capacidad del sistema de “traducir” contraste físico de objetos en contraste de imagen.
• Característica de un método de imagen y las variables de un sistema en particular
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Sensibilidad de contraste
Aumenta
Decrece
Con
tras
te d
el o
bjet
o
Efecto de la sensibilidad de contraste en la visibilidad de un objeto
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Compresión con pérdida
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1:801:501:1
Compresión con pérdida pérdida de detalles
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Factores que afectan el contraste en la imagen angiográfica
• Contraste del sujeto6 Tamaño de los vasos6 kV de los rayos X (menor contraste >75 kV)
• Dispersión6 Espesor del paciente a lo largo del haz6 Área de rayos X (FOV y colimación)
• Compensador de brillo del intensificador de imágenes
• Procesamiento digital de la imagen
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Dosis vs. ruido
2 µR por cuadro 15 µR por cuadro 24 µR por cuadro
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Relación entre calidad de imagen y dosis
• La “detección” esta limitada por el ruido
• El nivel de ruido aceptable depende de la tarea
• Ruido 1 / • El nivel de dosis
aceptable depende de la tarea
Dosis
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IAEA28
Para una alta capacidad de detección de un objeto con rayos X se necesita:• Sensibilidad de contraste• Minimizar el ruido• Resolución espacial
adecuada
Ruido decreciente
Co
ntr
ast
e c
reci
ente
La Razón Contraste Imagen-Ruido (CNR) es lo que mejor caracteriza la capacidad de detectar un objeto
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Calidad de imagen
• 3 parámetros interdependientes.• Objetivo imagen útil, no una imagen perfecta. • contraste kVp bajo mayor dosis al paciente• kVp dosis paciente; contraste imagen• dosis en el receptor exposición al paciente, ruido de
la imagen• Compromiso óptimo conjunto de parámetros de exposición
que conservan diagnóstico contraste de la imagen de calidad a un nivel aceptable de ruido de la imagen mientras se minimiza la dosis al paciente
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IAEA
Efecto de la penetración del haz de rayos X sobre el contraste penetración del cuerpo, y la dosis
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IAEA31
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Photon Energy (keV)
Rel
ativ
e in
ten
sity
Energía del haz
En general, cada sistema de rayos X produce un rango de energías.Mayor energía de los fotones mayor penetración de los tejidos.
Rayos X baja energíaalto contraste pero gran dosis en piel
Rayos X energía mediaalto contraste para yodo y dosis en piel moderada
Rayos de alta energíabajo contraste y poca dosis en piel
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Energía del hazEl objetivo es conformar el espectro de energía del haz para el mejor contraste en la dosis más baja. Un espectro de mejora de la filtración con 0.2 mm de cobre está representado por los guiones:
Por rayos X de energía media son retenidos para lograr mejor calidad de imagen y dosis
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Photon Energy (keV)
Rel
ativ
e in
ten
sity
Bajo contraste, alta energía de los rayos X son reducidos por kVp
La filtración reduce los rayos X de baja energía pobre penetración
Inte
nsi
dad
rel
ativ
a
Energía de foton
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La dispersión y resplandor velado dependen del FOV
FOV grande
Intensificador de imágen
Intensificador de imágen
FOV pequeño
Radiación dispersa
Tejido colimado, dispersa reducida
Tubo rayos X Tubo rayos X
Colimación estrecha,excluido pulmón para reducir brillo
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Dosis de radiación
Calidad de imagen
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Existe diferencia enla calidad de las imagenesde angiografía coronaria?
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Tipos de diferencias técnicas en 308 cineangiogramas (Leape, Am Heart J 2000;139:106-13)
No. %
No. de diferencias técnicas 153 49.6
No. de segmentos de referencia 32 11.4
Separación inadecuada del fondo 35 11.4
Separación inadecuada lesión/vaso 67 22
Flujo inadecuado de opacificación 48 15.6
Tecnica inadecuada de opacificación 68 22
Procedimiento radiográfico inadecuado 10 3.2
Totally inadequate 7 2.3
Vaso epicárdico no injectado 5 1.6
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Porcentaje de estudios inadecuados en diferentes hospitales (Leape, Am Heart J 2000;139:106-13)
En 12/29 hosp. 50% de los estudios tienen deficiencia
6 de estos son hospitales de enseñanza.
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Country DAP (Gy×cm2) FT (min) No. of frames
median promedio
median promedio median promedio
Greece 38.6 46.7 5.5 7.1 1620 960
Spain 27.8 39.4 6.4 9.4 903 1596
Italy 28.2 33.5 3.0 4.2 570 610
England 28.2 33.5 3.0 4.2 570 610
Ireland 33.3 37.5 3.2 4.4 580 585
Finland 39.6 52.7 4.1 4.8 417 803
Tiempo medio de fluoroscopia, número de cuadros y producto dosis-área (DAP) en algunos centros europeos durante angiografía coronaria
Neofotistou, ER 2003+ 41% + 113%
+ 288%
38
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0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
%
Dublin % Leuven % Athens % Madrid %
LEFT-CR (+,+)
LEFT-CAU (+,-)
RIGHT-CR (-,+)
RIGHT-CAU (-,-)
Distribución de proyecciones
11.5
9.2
7.5
15.4
13.812.4
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
Udine Dublin Leuven Greece Treviso Spain
Ser
ies
Número promedio de series
DIMOND 3 data
1000.4
1045.1
982.4
950.0
960.0970.0
980.0
990.01000.0
1010.0
1020.0
1030.01040.0
1050.0
Dublin Greece Spain
SIID
(cm
)
Distancia promedio detector-foco
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Estrategia para la evaluación dela imagen
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Estrategia para la evaluación de la imagen
• Observaciones basadas en el observador− Metodo tradicional de análisis en el campo, control de calidad− “Subjetivo”− No es sensible a pequeñas diferencias en la calidad de imagen
• Mediciones físicas− Tradicionalmente realizadas por el proveedor− “Objetivos”− Usualmente no se realizan bajo condiciones clínicas reales
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Método 1: Objetivo, mediciones físicas
Basado en la medición de algunos parametros físicos• Factor de transferencia K del sistema• Resolución espacial (MTF, funcion de transferencia
modulada)• Eficiencia de detección (DQE) • Ruido
Son bastante complejas y rara vez se aplican a la práctica diaria
Evaluación de calidad de imágenes angiográficas
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Método 2: Subjetivo
• Objetos de prueba o fantomas6 Son capaces de simular la mismas condiciones de
radiación que una parte del cuerpo
6 Describen el comportamiendo del equipo radiológico en condiciones de operación especificas
• Evaluación de imágenes clinicas6 Permiten evaluación completa incluyendo la
colaboración del paciente
Evaluación de calidad de imágenes angiográficas
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Objetos de prueba
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Objeto de prueba de pares de lineas
1 Megapixel digital Película de cine
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ACC Documento de Consenso de Expertos sobre seguridad de la radiación en la práctica de la cardiología JACC Vol. 31, No. 4, March 15, 1998:892-913
• Los riesgos de exposición a la radiación a los profesionales médicos en muchos aspectos de la cardiología, por ejemplo, cateterización, electrofisiología y cardiología nuclear.
• Antecedentes de la física de la radiación y la biología, así como recomendaciones para reducir la exposición a la radiación y prever la seguridad del operador durante el embarazo o cuando se planea el embarazo.
• Se hace hincapié en el principio ALARA, e incluye recomendaciones para la formación y la discusión de las opciones de protección y dosimetría personal
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American College of Cardiology Training Declaración sobre las recomendaciones para la estructura de un entrenamiento óptimo de Adultos de Cardiología Intervencionista Program JACC 1999; 34:2141-7
• Entrenamiento en imágenes y seguridad radiológica
• Principios de imágenes por rayos X, arteriografía coronaria cuantitativa, operación de cine fluorografía en equipos de rayos X, operación de sistemas de video digital, radiobiología y protección radiológica
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Evaluación delas imágenes en
angiografía coronaria clínica
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Las sociedades científicas implementaron guías para asegurar un nivel adecuado de calidad y rendimiento en cardiología invasiva• Entrenamiento a operadores• Normas cuantitativas para mantener los
conocimientos adquiridos en la angiografía coronaria o angioplastia
• Programas de garantía de calidadPepine, J Am Coll Cardiol 1995;25:14–6
Miller, Can J Cardiol 1996;12:470–2
Cowley, Cathet Cardiovasc Diagn 1993;30:1–4
Heupler, Cathet Cardiovasc Diagn 1993;30:191–200
Scanlon, J Am Coll Cardiol 1999;33:1756–824
Sociedades científicas y la calidad en cardiología
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El problema específico de alcanzar y mantener altos estándares de calidad en las imágenes angiográficas• Responsabilidad de los directores de laboratorios de
cateterismo cardíaco
• Implica revisión periódica de cine angiogramas
• Cuantificación de la lesión (QCA, calibradores)
Nunca han sido establecidos criterios precisos para los procedimientos coronarios
Sociedades científicas y la calidad en cardiología
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Desarrollo de criterio de calidad en Europa
1995-1996: GISE (Società Italiana di Cardiologia Invasiva) y AIFM (Associazione Italiana di Fisica Biomedica)
1996–2003: European Concerted Action DIMOND Cardiology Group (Digital Imaging: Measures for Optimizing Radiological INformation Content and Dose)
Contracts FI 4P-0042DG12-WSMN, FIGM-CT-2000-00061-DIMOND
http://www.dimond3.org/
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Proyectos DIMOND I, II, III & SENTINEL (Europe)
• Para más información visitar el sitio:
http://www.DIMOND3.org • Véase también la sección complementaria
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Requerimientos diagnósticosadaptado de EUR 16260 EN
Criterios de la imagenEn la mayoría de los casos especificar importantes estructuras anatómicas que deben ser visibles en una imagen para ayudar al diagnóstico preciso. Algunos de estos criterios dependen fundamentalmente de la posición correcta y la cooperación del paciente o la buena técnica de angiografía, mientras que otros reflejan el rendimiento técnico del sistema de imagen
Importantes detalles de la imagenProporcionar información cuantitativa sobre el tamaño mínimo en el que importantes detalles anatómicos que se hacen visibles en la imagen. Algunos de estos detalles anatómicos pueden ser patológicos.
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¿Es esta la angiografía coronaria de buena calidad?
[ video clip “LAD LCX Angio Run” AVI file]
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• Componente 1: Criterio clínico se definen como importantes características anatómicas que debe ser visible, el nivel de visualización es la siguiente− Visualización: características son detectables, pero los detalles no se recogen
íntegramente (características apenas visible)
− Reproducción: detalles de las estructuras anatómicas son visibles, pero no necesariamente claramente definidos (detalles emergentes)
− Reproduccion visualmente nítida: detalles anatómicos están claramente definidas (detalles claros)
• Componente 2: Criterio técnico − Ayudar a evaluar la calidad técnica del procedimiento
− Características que no necesariamente deteriora el contenido de la información clínica (paneo, la posición de los brazos, etc.)
• Componente 3: Aspectos de una técnica de angiografía optimizada− Objetivo de haber optimizado la técnica radiológica
DIMOND: definición de terminos
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• Componente 1: Criterio clínico se definen como importantes características anatómicas que debe ser visible, el nivel de visualización es la siguiente− Visualización: características son detectables, pero los detalles no se recogen
íntegramente (características apenas visible)
− Reproducción: detalles de las estructuras anatómicas son visibles, pero no necesariamente claramente definidos (detalles emergentes)
− Reproduccion visualmente nítida: detalles anatómicos están claramente definidas (detalles claros)
• Componente 2: Criterio Técnico − Ayudar a evaluar la calidad técnica del procedimiento
− Características que no necesariamente deteriora el contenido de la información clínica (paneo, la posición de los brazos, etc.)
• Componente 3: Aspectos de una técnica de angiografía optimizada− Objetivo de haber optimizado la técnica radiológica
DIMOND: definición de términos
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Nivel 1 visualización: características son detectables, pero los detalles no se recogen íntegramente (características apenas visible)
[ video clip “Visualisation Poor LIMA” WMV file]
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Nivel 2 reproducción: detalles de las estructuras anatómicas son visibles, pero no necesariamente claramente definidos (detalles emergentes)
[video clip “Reproducible RCA Medium quality detail emergng” WMV file]
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 60
Nivel 3 Reproduccion visualmente nítida: detalles anatómicos están claramente definidas (detalles claros)
[video clip “Sharp visualisation Small Vessel” AVI file]
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 61
1. Opacificación simultánea y completa de la luz del vaso, al menos hasta el primer flujo de limitación de la lesión (en general ~90-95% por estimación visual)
2. Realizada en plena inspiración si es necesario para evitar la superposición de diafragma o para cambiar la relación anatómica (en apnea, en cualquier caso)
3. Los brazos deben mantenerse fuera del campo de la angiografía
4. Desplazamiento debe ser limitado. Si es necesario, debe hacerse en pasos en lugar de forma continua,
5. Cuando los criterios clínicos 1-4 se han cumplido, evitar las proyecciones adicionales (principalmente LAO semi-axial)
2do componente: Criterio técnico
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[inmóvil]
Diafragma
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 63
[ video clip “Framing position LAD panning” AVI file]
¿En esta serie, qué está técnicamente debajo del óptimo?
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 64
3ra componente: Aspectos de una técnica de angiografía optimizada
1. Utilización del filtro en cuña en áreas periféricas brillantes
2. 2-3 secuencias (excepto para detalles anatómicos difíciles)
3. 12.5-15 cuadros/s (25-30 solo si el ritmo del corazón supera los 90-100 bpm o con pacientes pediátricos)
4. 60 imágenes por secuencia (series) en promedio (12.5-15 cuadros/s) excepto si los colaterales tienen que ser tomados o en caso de flujo lento
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 65
Filtro inadecuado[still]
Filtro adecuado
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 66
98 cuadros
[ video clip “Collateral Longer acquisition” WMV file]
Colateral
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 67
Sistema de puntaje DIMOND
• Evaluar objetivamente, mediante un sistema de puntuación, la calidad de la angiografía coronaria, con criterios previamente especificados.
• Un ejemplo de esta calificación se puede encontrar en las diapositivas complementaria
• Para más información, http://www.DIMOND3.org
• Encuesta DIMOND entre laboratorio y entre países mostró la variabilidad en calidad de imagen, la dosis de radiación, etc.
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 68
• La calidad de imagen no siempre está garantizado en la angiografía coronaria
• Una gran variabilidad se encuentra en una práctica común entre los distintos operadores y la exposición radiológica varía considerablemente
• La evaluación de la calidad de la imagen juega un papel fundamental en la optimización de los procedimientos angiográficos
• Optimización implica un proceso continuo de investigación y auditoría, que debe incluir
− Las sociedades científicas
− Operadores individuales
− La cooperación de todos los profesionales del laboratorio de cateterismo laboratorio
Comentarios al cierre
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 69
Responder: Verdadero o Falso
1. Normalmente, una buena secuencia / serie de la angiografía coronaria se compone de al menos 90 cuadros.
2. Criterios DIMOND fueron establecidos en Europa para evaluar objetivamente la calidad de la imagen de la angiografía coronaria.
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 70
3. Mientras más fotones de rayos X lleguen al receptor de imagen, mejor será el contraste obtenido.
Responder: Verdadero o Falso
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Gracias
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Diapositivas complementarias
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 73
El método de evaluación de la imagen de calidad basado en criterios de calidad DIMOND
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 74
El método de evaluación de la imagen de calidad basado en criterios de calidad DIMOND
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 75
El método de evaluación de la imagen de calidad basado en criterios de calidad DIMOND
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 76
Criterios clínicos para las proyecciones de RCA basada en la elección del operador
1. Reproducción visual nítida del origen, proximal, origen, proximal, media (especialmente la región quid) y la porción distal en al menos dos vistas ortogonales, con mínimo escorzo y superposición
2. Reproducción visual nítida de las ramas laterales 1.5 mm en al menos dos vistas ortogonales, con mínimo escorzo y superposición. El origen debe ser visto en al menos una proyección
3. Reproducción visual nítida de lesiones en vaso 1.5 mm en al menos dos vistas ortogonales, con mínimo deformación y superposición
4. Visualización de la circulación colateral cuando está presente
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 77
Ejemplo de cálculo del nivel de calidad (QS) para RCA
[ video clip “RCA final LAO”, and “RCA final AP Cra” AVI file]
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 78
[ video clip “RCA final LAO”, and “RCA final AP Cra” AVI files]
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 79
Ejemplo de cálculo de QS para RCA
Suma de resultados = 91 (resultado actual)
Máximo resultado teórico = 96
QS = resultado actual / resultado teórico % = 91/96 ×100 = 94%
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca
La puntuación total (media y desviación estándar) 15 angio, 65 lecturas, 3 centros européos
75
80
85
90
95
100
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
med
std dev
Linear (med)
%
dentro de la variabilidad pts = 0.08
Coef de Lin = .76 (CI .67-.84)
AJC, 1999 (abs)
80
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca
Puntuación total (media y desviación estándar)30 angio, 160 lecturas, 6 centros européos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
-4
1
6
11
16
21
med
std dev
Linear (med)
%
81
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 82
Puntuaciones totales, frente a la opinión subjetiva "bueno" y "aceptable"
falta de dos casos
Bueno(33 lecturas)(media ±SD)
Aceptable(28 lecturas)(media ±SD)
P
Puntaje total 96 ±4 93 ±9 0.11
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 83
Problemas relacionados a la evaluación subjetiva de las imágenes ...
¿Es un pato o un conejo?
¿Estan las lineas horizontales paralelas, o inclinadas?
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 84
Problemas relacionados a la evaluación subjetiva de las imágenes ...
¿Cuantas patas tiene el elefante?
Es claro un caso
de error en el
software gráfico
O, el íncorrecto driver de la impresora
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 85
¿Cuál es la opinión subjetiva?
• Bueno - Puedo obtener toda la información necesaria para tratar al paciente, y me gusta este examen
• Aceptable - Puedo obtener toda la información necesaria para tratar al paciente, pero no me gusta mucho este examen
• Inaceptable - No obtengo toda la información necesaria para tratar al paciente, y no me gusta este examen
IAEAParte 8. Calidad de imagen en angiografía cardíaca 86
Comentarios
• El método basado en criterios de calidad se aplica a la angiografía cardíaca
• Reproducibilidad es buena• Medida de la aceptación clínica parece haber
mejorado en comparación con la opinión subjetiva
• El método permite un análisis sistemático y estandarizado de las imágenes
• Formación específica no solicitada (pero se puede mejorar)