Rayos X Presentacion

Imagen por

EQUIPONeri Rodríguez

Yolanda López Delgado

Jacqueline Pedraza Sánchez Iris

Arregoytia Ordaz Karen

Rayos X

Experimentando con un tubo de rayos catódicos cubierto con papel negro se observo una nueva radiación que provocaba la fluorescencia de un mineral cercano.

Inaugurando así un método revolucionario de exploración no invasiva = RADIODIAGNOSTICO

Rayos X. Concepto• Los rayos X son parte del espectro de radiación

electromagnética que estamos inmersos cotidianamente.

• La radiación electromagnética se transmite en forma de fotones de distintas energías, que viajan a la velocidad de la luz (orden de – a + energía).

Los rayos X se sitúan en el rango de

mayor energía

Propiedades de los Rayos X

Debido a su elevada energía y consiguiente pequeña longitud de onda tienen una serie de propiedades que hacen posible la obtención de imágenes.

Poder de penetración en la materia Interacción con la materia

Poder de penetración en la materia:

Una parte de los fotones interactúan por absorción o dispersión y el resto atraviesan la materia en línea recta, sin interactuar con ella.


El cuerpo humano es muy transparente a los rayos X, aunque éstos son atenuados en cierta medida al atravesar el organismo.

Interacción con la materia: El grado de atenuación de los rayos X por la materia que atraviesan (los tejidos), depende esencialmente de dos efectos físicos:

Efecto fotoeléctrico: predomina a bajas energías; el fotón se absorbe, liberando un electrón (cede toda su energía), con lo que se atenúa el haz de rayos X.

Dispersión Compton: predomina a altas energías y depende de la densidad física del medio atravesado; el fotón se frena y desvía, y libera un electrón (cede parte de su energía). Se origina así radiación dispersa, además de atenuarse el haz


Generador alto voltaje y Tubo de rayos X:

Sirven para la formación de imágenes diagnósticas, se utilizan fuentes de rayos X de energías comprendidas entre 30 y 140 KeV (λ entre 0,05 y 0,001 nanómetros).

Rayos X: Producción

Por ejemplo:

- Mamografías se emplean kilovoltajes bajos (40 KeV)

- Radiografías del tórax se utilizan kilovoltajes altos (120 Kev)

Los rayos X se producen mediante electrones acelerados por un campo electrostático, que se hacen chocar con un foco metálico, originándose así fotones de elevada energía, por tubos emisores, como los de gas o los de alto vacío, que son los más utilizados.

El tubo de rayos X (fig. 1‑4) consta:- Cápsula de vidrio con vacío (el cátodo y el ánodo)

Funcionamiento del Tubo de Rayos X


1.- Emisión de electrones por el cátodo

2.- Aceleración de los electrones del cátodo hacia el ánodo

3.- Emisión de rayos X por el ánodo

4.- Disipación del calor generado

5.-Colimación del haz de rayos X

5.- Colimación del haz de rayos XLos rayos X producidos se emiten en todas las direcciones desde la superficie.Para uso medico se utilizan diversos elementos para colimar los rayos X conseguir la geometría deseada del haz- Base de carcasas y láminas de plomo (absorben los rayos X

dirigidos en direcciones no deseadas)- Filtros de aluminio en el camino del haz (absorber la radiación

blanda de menor energía)

**Debido a que los rayos X producidos son policromáticos, + espectro de energías


PLACAS RADIOGRÁFICAS

Sistema de Detección de los Rayos X Tradicional

Obteniéndose así una imagen analógica en gama de grises (negativo), en la que el grado de ennegrecimiento depende del flujo de fotones.

Consisten en una película recubierta por una emulsión de sales de plata, por una o ambas caras. Los fotones de rayos X las convierten en sales de plata metálica.

Ejemplo:- Chasis (la radiografía se sitúa en sándwich entre dos pantallas fosforescentes para convertirla en fotones de luz visible, impresionando la película rx).

PANTALLAS FLUORESCENTES

Convierten los fotones de rayos X en fotones de luz visible. Dada su débil señal y para reducir la dosis de radiación al paciente, se emplean intensificadores electrónicos de imagen que multiplican los fotones de luz de la pantalla fluorescente, utilizadas para radioscopia.

Sistema de Detección de los Rayos X Tradicional

La fluorescencia es un fenómeno fugazLa fosforescencia es más persistente

RADIOGRAFÍA SIMPLEProcedimiento de formación de imagen más sencillo, requiere:

- Tubo de rayos X y su generador- Placa radiográfica analógica

convencional en su chasis.

Entre el tubo emisor y la placa se sitúa la región anatómica del paciente que se quiere explorar.

La imagen formada, constituye una representación bidimensional de un objeto tridimensional (el cuerpo humano).

Proyección cónica

Técnicas Radiológicas

RADIOGRAFÍA SIMPLEYa revelada, se representa en escala de grises el grado de atenuación del haz a través del organismo: el blanco representa la mayor atenuación de los rayos X y el negro, la menor.

A mayor espesor de un tejido, mayor atenuación de los rayos X (el órgano aparecerá más blanco en la placa)

Técnicas Radiológicas

- Imágenes de alto contraste de tejidos blandos: Mamografía 40 KeV (bajos)

- Imágenes de tejidos de coeficientes de atenuación muy diversos: Tórax 120 KeV (altos) requieren imágenes bajo contraste y alta latitud

Se basa en el efecto geométrico directo que se consigue al desplazar el tubo y la placa en direcciones opuestas, mientras se emiten los rayos X, mediante un sistema mecánico de movimiento lineal.

Tomografía Geométrica Convencional

Variando el grado de movimiento relativo de tubo y placa, se consigue enfocar a voluntad el plano que se desee.

Radioscopia

O fluroscopia se emplea sobre todo en la radiología vascular, para procedimientos intervencionistas, en quirófanos, y para estudios del tubo digestivo.

Los rayos X atraviesan al

paciente

emisión de la luz visible

Se amplifica e incide en una cama de TV

Provocan

Técnicas radiológicas con medios de contraste

Estudios del transito digestivo con bario

Estudios de las vías urinarias con contrastes hidrosolubles yodados

Estudios vasculares con contrastes yodados

Otros estudios con contrastes diversos administrados a través de conductos naturales quirúrgicos

Radiología digital

Los primeros sistemas consistían en escanear placas radiográficas convencionales y digitalizar la señal utilizando un convertidor analógico-digital

Lo resultante es una imagen que consta de una

matriz de múltiples elementos (pixeles)

Posteriormente aparecieron sistemas detectores digitales directos que no precisaban de la placa convencional.

VENTAJA puede ser tratada como cualquier archivo informático*

Sistemas detectores para radiología digital

Sistema de radiografía computarizada a base de sustratos fosforescentes fotoestimulables

En ellos una placa cubierta de un material fosforescente sustituye a la película radiográfica. La placa no se revela químicamente, se <lee> en un sistema CR, mediante una haz láser que extrae la energía que los rayos X habían depositado en la misma, ocasionando luz de fluorescencia, la cual es utilizada para formar la imagen.

Paneles planos

Son el sistema mas moderno Se fabrican del tamaño de las antiguas placas radiográficas Constan de varias capas finas adyacentes: * una de transistores de silicio amorfo (TFT) * una de un material absorbente de rayos X

Ventajas de los paneles planos

Son mas sensibles a los rayos X Pueden obtenerse múltiples imágenes en poco tiempo No se requieren sistemas ópticos de reducción de la imagen

Tipos de Paneles planos

De conversión directa: se utiliza selenio amorfo

De conversión indirecta: se utiliza yoduro de cesio. Ofrecen mejor calidad de imagen

Sensores CCD

Son idénticos a los utilizados en fotografía, salvo que son monocromos.

Los sensores CCD actuales son pequeños (2 y 10cm²) lo que han limitado su utilidad.

Esta tecnología se utiliza principalmente en equipos de radioscopia

Proceso de digitalización

En la digitalización se utilizan convertidores analógico-digitales (8 a 16bits, o más). Para digitalizar la señal, se procede a muestrear la señal analógica, que es continua a lo largo de los ejes X e Y de la placa, de modo que cada pixel se convierte en un valor numérico.

Ventajas de la digitalización de la imagen

Puede tratarse, almacenarse y difundirse igual que cualquier otro archivo informático

Los sensores digitales son más eficaces que la película radiográfica, lo que debe permitir reducir la dosis de la radiación

La respuesta de los sensores digitales es más lineal y con mayor gama dinámica

Tratamiento de la imagen digital

Procesado de las imágenes

La imagen digital constituye un archivo informático que representa una matriz X*Y pixeles, cada uno con valor numérico determinado. Dicho archivo puede almacenarse en discos duros u otros sistemas de almacenamiento.

Se pude variar el brillo y el contraste en el monitor, lo que es muy ventajoso.

Técnica estándar del procesador

Técnicas de reducción del ruido

Mejoran el contraste aunque pueden reducir la resolución espacial y se basan

en diferentes filtros

Técnicas de procesado de frecuencias, a base de la transformación de Fourier

Tanto para reducción de ruido y resaltar detalles finos, medios, etc

Técnicas denominadas wavelets

Reducción de ruido y/o resaltar detalles a cualquier frecuencia

espacial

Con ruid

o

Sin ruid

o

Normal

Con

filtro

TRATAMIENTOS INFORMÁTICOS AVANZADOS

Técnicas de sustracción digital

Se puede sustraer una imagen basal de otra imagen obtenida tras la

introducción de un medio de contraste. Como en la angiografía de

sustracción digital.

También es utilizada en los sistemas de diagnóstico asistidos por

computadora CAD. (Computer Asisted Diagnosis )

FORMATOS DE LAS IMÁGENES Y SU DISTRIBUCIÓN.

• Formato DICOM ( Digital imaging and

communications in medicine)

• Permite archivar las imágenes en un formato

preestablecido (TIFF,BMP,JPEG)

• Compatibles entre los distintos equipos y fabricantes

• La imágenes radiológicas digitales se envían inmediatamente a la red del sistema de almacenamiento y visualización de imágenes o PACS (Red de múltiples ordenadores conectados a los equipos radiológicos donde se almacenan y distribuyen las imágenes)

TÉCNICAS RADIOLOGICAS DIGITALES

Radiografía simple digital

• En este tipo de radiografía se emplea un sistema detector diferente.

• Fósforo fotoestimulable o un panel plano

• Utilización de rejillas tipo Bucky para eliminar la radiación dispersa

• Exposímetros automáticos ajustan la dosis de radiación necesaria, logrando que todas las radiografías estén correctamente expuestas

TOMOSÍNTESIS

• Técnica de obtención de imágenes tomograficas, utilizando un panel plano digital en lugar de la película radiográfica

• Se pueden obtener múltiples imágenes consecutivas a razón de varias por segundo.

• Se desplaza un tubo que emite rayos X ,el panel plano permanece fijo.

• El desplazamiento del tubo es de unos 20cm.

• Obteniéndose múltiples imágenes sintetizadas por ordenador, con una sola exposición a los rayos X.

• Puede realizarse inmediatamente tras la radiografía.

• Menor dosis de radiación respecto a la TC.

RADIOGRAFÍA DE SUSTRACCIÓN DIGITAL CON DOBLE ENERGÍA

• La doble energía ayuda a observar con mayor definición los huesos por su relación con el agua y calcio.

• En una imagen obtenida con energía de 120 kV, el grado de gris dependerá de las diferencias de densidad, esto es gracias al efecto Compton.

• Se obtienen 2 proyecciones digitales con distinta información densitométrica.

• Posteriormente se procede a la sustracción digital de ambas proyecciones con 2 posibilidades;

1: Eliminar por sustracción los tejidos de densidad agua y grasa, resaltando así las estructuras de densidad calcio.

• Detectar calcificaciones ( en nódulos pulmonares, cálculos renales)

2: Eliminar los tejidos de densidad calcio, resaltando los tejidos blandos. Puede usarse para aumentar el contraste de los tejidos blandos eliminando la interposición del esqueleto

• Detección de nódulos pulmonares

RADIOSCOPIA DIGITAL

Es un sistema que utiliza un detector de sistema de televisión

• Ventajas es que se puede ver en tiempo real y digital

• Desventaja; distorsión de imagen por el sistema óptico reductor y produce ruido ( la imagen no se ve perfectamente clara)

Se emplea en la radiología vascular e intervencionista

SISTEMAS DE DIAGNÓSTICO ASISTIDOS POR ORDENADOR (CAD)

Software que ayuda a diagnosticar lesiones por medio de una computadora

• Existen distintos programas comerciales orientados a diferentes

escenarios.

• Detección de lesiones sospechosas en las mamografías

• Detección de nódulos en las radiografías del tórax

• Comparar radiografías obtenidas en distintos momentos mediante

técnicas de sustracción temporal digital, con objeto de detectar

lesiones de nueva aparición o evaluar el crecimiento de nódulos.

BASES DE INTERPRETACIÓN DE LA IMAGEN RADIOLÓGICA

DENSIDADES RADIOLÓGICAS

• Los rayos X no pasan a través del hueso, por tanto el blanco representa la mayor atenuación de estos.

• El negro representa la menor o mayor transparencia de los rayos.

En la imagen radiológica se pueden distinguir estructuras anatómicas del organismo humano debido a que existen 5 densidades radiológicas

1:Aire2: Grasa3:Tejidos blandos4: hueso (calcio)5:Metal

Signo de la Silueta:• «En la imagen radiológica se observa un borde de separación entre

dos estructuras anatómicas adyacentes, siempre que sus densidades sean diferentes»

• Enunciado negativo: «En la imagen radiológica no se observa borde de separación entre dos estructuras anatómicas de la misma

densidad»

Resolución en contraste:

• El contraste entre las 4 densidades radiológicas naturales es menor entre grasa/agua que entre aire/grasa o agua/calcio.

• Dicho contraste aumenta con energías menores y disminuye con energías mayores.

Aplicación en radiología:

• Para explorar áreas de tejidos donde interesa el máximo contraste:

Se utilizan bajos kilovoltajes como en:- Mamografía (40 KeV)- Radiología ósea o abdominal (60 KeV)

• Para áreas anatómicas con alto contraste intrínseco natural

*Se utilizan elevados kilovoltajes:- Toráx (120 KeV)

Ventaja:Se obtiene imagen con mayor latitud (Se consigue representar toda la gama de densidades desde el aire al calcio, a expensas de un bajo contraste)

• Radiografía de Tórax de alto kilovoltaje hay 3 densidades:- Aire- Partes blandas- Calcio

Las calcificaciones se distinguen peor con

alto kilovoltaje

Resolución Espacial:

• Para aumentar la resolución espacial se emplean diferentes estrategias, desde el tubo de rayos X hasta la placa radiográfica:

- Tubos con foco lo más puntual posible- Películas radiográficas de grano fino o paneles planos con tamaño pequeño de pixel- Técnicas de ampliación por proyección

Al disminuir el tamaño del píxel, incidirán menos fotones de rayos X sobre cada «punto» de la imagen, con lo que aumentará el ruido de la misma.

• Se mide en capacidad de resolver n líneas por milímetro.

Relación señal/ruido:• La señal de un tejido u órgano homogéneo se representa en la

imagen con una atenuación en cierto modo heterogénea:

Los valores de gris presentan una distribución gaussiana o en Poisson, alrededor de un valor medio que representa la atenuación de dicho órgano.

Las desviaciones hacia mayor o menor densidad respecto a la media constituyen el ruido en la imagen.

Relación señal/ruido:

• El ruido de la imagen se debe a múltiples factores:

- La fluctuación intrínseca de los fotones incidentes en el detector- La eficiencia cuántica del sistema detector- El ruido de lectura del sistema detector

Relación señal/ruido:

• Para aumentar la relación señal/ruido en una imagen radiológica determinada pueden adoptarse 2 estrategias no excluyentes:

- Aumentar la dosis de radiación X incrementando la corriente del cátodo con lo que con lo que incidirán más fotones en la placa o panel- Aumentar el número de fotones detectados en cada píxel, utilizando granos menos finos o píxeles mayores, lo que penalizará la resolución espacial.

SISTEMA EN LA EVALUACIÓN DE UNA IMAGEN RADIOLÓGICA:• Seguimiento de un método determinado:

a) Partes blandas y esquinas de la radiografíab) Huesosc) Diafragmas, pleura y mediastinod) Hiliose) Pulmones

• Aplicación del conocimiento de la anatomía radiológica

SISTEMA EN LA EVALUACIÓN DE UNA IMAGEN RADIOLÓGICA:

• Conocimiento de los procesos que causan la formación de la imagen y que son la base de la semiología radiológica:

- 5 densidades radiológicas y el signo de la silueta

- Efectos de la energía del haz de radiación sobre el contraste de la imagen.


• - Geometría del estudio radiológico:

Una menor distancia tubo-placa se traducirá en una mayor magnificación de la imagen en general (las estructuras anatómicas más separadas del sistema detector se magnificarán mas)


• Los efectos de la posición del paciente sobre el aspecto de la anatomía y de la patología radiológica:

- Bipedestación con rayo horizontalEn bipedestación el aire de las vísceras asciende y los fluidos corporales descienden.

- Decúbito supino con rayo vertical

Así también existen efectos gravitacionales sobre las partes blandas y vísceras, distintos en bipedestación o en supino.

SISTEMA EN LA EVALUACIÓN DE UNA IMAGEN RADIOLÓGICA:• Ciertos fenómenos ópticos como las bandas de Mach:

Efecto que se produce entre densidades radiológicas muy diferentes (densidad agua y densidad aire)

- Bandas mach oscuras y brillantes.


• Bandas de Mach negativas:

- Interfase entre estructuras anatómicas convexas de densidad agua- Rodeadas de densidad aire- Consisten en una aparente línea que rodea la estructura de densidad agua.

SISTEMA EN LA EVALUACIÓN DE UNA IMAGEN RADIOLÓGICA:• Bandas de Mach Positivas:

Interfase entre una estructura cóncava de densidad agua, en contacto con densidad aire.Se observa un refuerzo del borde blanco de la estructura de densidad agua.

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