27 Nov
Características del Haz de Rayos X
El haz de rayos X se define por su cantidad (número de fotones de RX en el haz) y su calidad (la penetrabilidad del haz).
Calidad de la Imagen Radiográfica vs. Calidad del Haz
La calidad de la imagen radiográfica es la exactitud de la representación de la anatomía de un paciente en la imagen. Es fundamental entender que no es lo mismo calidad de la imagen que calidad de los RX.
Factores que Contribuyen al Incremento de la Radiación Dispersa
Tres factores contribuyen al incremento de la radiación dispersa:
- Aumento del valor del kV.
- Tamaño mayor del campo de RX.
- Mayor grosor del paciente.
Cantidad (Intensidad) de los Rayos X
La intensidad del haz de RX de un sistema de imagen se denomina cantidad del RX (es el número de RX del haz útil).
Factores que Afectan la Cantidad
Miliamperios-Segundo (mAs)
El mAs es una medida del número total de electrones que viajan del cátodo al ánodo para producir RX. Es el principal factor que controla la cantidad de RX.
La relación entre intensidad (I) y mAs es directa:
I₁ / I₂ = mAs₁ / mAs₂
Donde I₁ e I₂ son las intensidades de RX a mAs₁ y mAs₂ respectivamente.
El culombio (C) es una medida de carga electrostática, donde 1 C = 6,25 x 10¹⁸ electrones. Un ampere equivale al paso de una carga de un culombio a través de una sección de un conductor en un segundo.
mAs = mA x s (o mC)
Kilovoltaje (kV)
La cantidad de RX varía rápidamente con los cambios en kV. La relación sigue la ley del cuadrado:
I₁ / I₂ = (kV₁)² / (kV₂)²
Al incrementar los kV, aumenta también la penetración del haz de RX y son absorbidos relativamente menos RX por el paciente. El número de RX que atraviesan al paciente e interaccionan con el receptor de imagen es mayor.
Filtración
Los sistemas de imagen por RX llevan filtros metálicos, normalmente de 1-5 mm de aluminio (Al), colocados en el haz útil. La finalidad es reducir el número de RX de baja energía.
Distancia (Ley del Cuadrado Inverso)
La intensidad de los RX varía en relación inversa con el cuadrado de la distancia desde el blanco del tubo de RX (SID).
Cuando se aumenta la SID (Distancia Fuente-Imagen), se debe aumentar el valor de mAs en un factor de SID² para mantener constante la exposición del receptor de imagen. Esta compensación se conoce como la ley del cuadrado.
mAs₁ / mAs₂ = (SID₁)² / (SID₂)²
Donde mAs₁ es la técnica en SID₁, y mAs₂ es la técnica en SID₂.
Calidad (Penetrabilidad) de los Rayos X
Al aumentar la energía del haz de RX, también aumenta su penetrabilidad (capacidad de los RX para penetrar en los tejidos). Los RX de alta energía pueden penetrar en el tejido a mayor profundidad que los de baja energía.
La penetrabilidad de un haz de RX se denomina calidad de los RX:
- Alta penetrabilidad: RX de alta calidad o duros.
- Baja penetrabilidad: RX de baja calidad o blandos.
Factores que Afectan a la Calidad de los RX
Kilovoltaje (kV)
Al aumentar el valor de kV, también lo hace la calidad del haz de RX y el poder de penetración (el espectro se desplaza hacia la zona de alta energía).
Filtración
La principal finalidad de la filtración añadida es rechazar selectivamente los RX de baja energía que tienen poca probabilidad de llegar al receptor de imagen. Al aumentar la filtración, también lo hace la calidad del haz, pero disminuye la cantidad.
El aluminio se elige como filtro porque es eficiente en la eliminación de RX de baja energía por efecto fotoeléctrico, es sencillo de obtener, económico y fácilmente moldeable.
Tipos de Filtración
Filtración Inherente
Viene fijada por el diseño y la fabricación y no se puede modificar, siendo equivalente o aproximadamente 0,5 mm de aluminio. No es suficiente para el propósito de filtrar el haz, por ello, los equipos cuentan con una filtración adicional.
Filtración Añadida
Consiste en láminas de aluminio o cobre que se incorporan a la salida del haz para filtrar (aproximadamente de 1-2 mm Al). Muchos equipos actuales suelen llevar una filtración adicional seleccionable por el usuario desde el colimador, que permite usar haces de radiación con mayor o menor energía media (más o menos duros).
La adición de un filtro a un haz de RX hace que se obtenga un haz de RX con una mayor energía, penetración y calidad; pero disminuye la cantidad. Dentro de la filtración añadida encontramos filtros de compensación.
Características de la Imagen Radiográfica
Densidad Óptica
La densidad óptica se define como el grado de ennegrecimiento de la película convencional.
Contraste
El contraste es la diferencia de densidad óptica entre estructuras anatómicas adyacentes.
- Si las estructuras densas aparecen muy blancas y las estructuras menos densas muy negras, estamos ante una imagen muy contrastada.
- Si esa diferencia de tonos se reduce a un conjunto de grises claros y grises oscuros, la imagen está poco contrastada.
El kV es el principal factor que controla el contraste radiográfico. A mayor aumento del kV, mayor pérdida de contraste.
Tipos de Películas Radiográficas
Películas de Exposición Directa (Sin Pantalla Intensificadora)
Tienen una capa de emulsión mucho más gruesa y una concentración mayor de cristales de halogenuros de plata para favorecer la interacción directa de los RX. Por este motivo, resultan algo más caras y necesitan una mayor exposición de RX para ser impresionadas. Actualmente solo se utilizan en estudios dentales.
Películas para Mamografía
En la técnica de mamografía es prioritario obtener el máximo contraste y nitidez posible con las menores dosis de radiación. Se utilizan películas de grano fino, emulsión por una sola cara, y se usan con una sola pantalla intensificadora de alta resolución.
Película de Copias o Duplicaciones
Se utilizan para obtener copias de radiografías originales ya existentes. Son películas con emulsión por una sola cara del mismo tamaño que la película original. La copia se obtiene en el cuarto oscuro al hacer pasar luz ultravioleta a través de la película original ya revelada y colocando encima la copia que queda así impresionada.
Película de Video o Monitor
Utilizada en la obtención de una imagen radiográfica a través de una imagen digital de una pantalla de TC, RM, US o RD. Son películas de una sola emulsión que solo se impresionan por infrarrojos, en una impresora láser. Estas películas pueden ser manipuladas a la luz del día, ya que solo son sensibles a los infrarrojos.
Pantallas Rápidas o de Alta Velocidad
Les corresponde un valor de velocidad de 200 hasta 1200. Se caracterizan porque, al utilizar un tamaño grande de cristal fluorescente, frente a la ventaja de una disminución de la exposición y dosis del paciente, se van a obtener unas imágenes más borrosas y con más moteado cuántico o ruido. Esto supone una peor visión de los detalles. Son muy utilizadas en los estudios del aparato digestivo, para disminuir la borrosidad debida al movimiento, y también en radiografías del tórax.
Formación de la Imagen Latente
Consecuencias de las Interacciones y el Depósito de Plata
Los electrones liberados por las interacciones con los RX son atraídos por los centros de sensibilidad de la película, por lo que donde estos se encuentran aparece una zona negativa. A medida que los átomos de bromo y yodo desaparecen del cristal al ser neutralizados por perder electrones, los iones positivos de plata liberados son atraídos electrostáticamente por los centros de sensibilidad, son neutralizados al llegar a estos y combinarse con los electrones, transformándose en plata atómica o plata metálica (Ag⁺ + 1 electrón), que queda localmente depositada.
Esta plata atómica no es visible a simple vista dada su pequeña cantidad de átomos por cristal. Sin embargo, el depósito de plata en estos lugares se aumentará durante el revelado, haciéndose así visible la imagen. Por ello, a estos centros se les ha denominado centros de la imagen latente.
Estos cristales con plata depositada en los centros de sensibilidad adquieren una coloración negra durante el revelado, mientras que los cristales que no han sido irradiados conservan su estructura de red cristalina y se mantienen transparentes. Este efecto ocurre exactamente igual cuando la interacción es debida a la luz visible de una pantalla intensificadora, aunque en este caso son necesarios muchos más fotones de luz para conseguir el mismo número de electrones secundarios que con los RX, ya que los fotones de luz tienen menos energía.
Películas de Doble Emulsión con Dos Pantallas Intensificadoras
Son las más utilizadas. La base va cubierta por ambas caras con la emulsión fotosensible. Se utilizan con dos pantallas de refuerzo, una anterior y otra posterior. La utilización de pantallas intensificadoras para formar la imagen en la película radiográfica ofrece varias ventajas:
- Permite utilizar menos mAs.
- Reduce la dosis al paciente.
- Aumenta el contraste de la imagen.
- Aumenta la sensibilidad de la película, puesto que cada una de las emulsiones va a ser impresionada por una de las pantallas, lo que producirá una imagen en cada emulsión, siendo la imagen final la superposición de ambas. De esta manera, el ennegrecimiento que se produce en las dos emulsiones tiene un efecto sumatorio, lo que implica un aumento de la densidad media de la película.
Sin embargo, tiene la desventaja de que proporciona una imagen radiográfica de calidad inferior, con menor nitidez.
Las películas radiográficas constan de dos partes: la base y la emulsión. Tienen una emulsión en los dos lados y, por ello, se denominan películas de doble emulsión. Entre la emulsión y la base se encuentra una fina capa de material llamada capa adhesiva, que asegura una adhesión uniforme entre la emulsión y la base, evitando su desprendimiento.
Componentes de la Película Radiográfica
Base
La base debe cumplir las siguientes características:
- Ser lo suficientemente flexible para permitir su curvatura a través de la procesadora.
- No partirse con facilidad.
- Ser lo suficientemente rígida para poder ser depositada en el negatoscopio.
- Debe mantener su forma y tamaño durante su uso y su procesado para evitar que se distorsione la imagen (buena estabilidad dimensional).
- Debe tener una transparencia uniforme y ser prácticamente transparente a la luz.
El poliéster es el elemento más usado como base de la película radiográfica.
Emulsión
La emulsión es el material con el que interactúan directamente los rayos X y, sobre todo, la luz de las pantallas intensificadoras para proporcionar la información diagnóstica. Está compuesta por una mezcla homogénea de gelatina y cristales de halogenuros de plata.
La gelatina tiene la principal misión de servir de soporte físico para el depósito uniforme de los cristales. Es transparente y porosa para permitir que penetren los compuestos químicos durante el revelado hasta alcanzar los cristales. Los cristales de halogenuros de plata suelen ser del 95% de bromuro de plata y el 5% restante de yoduro.
Pantallas Intensificadoras
La pantalla es una lámina flexible de material plástico cuyo tamaño coincide con el de la película.
Tipos de Pantallas según Velocidad
Pantallas Lentas o de Baja Velocidad
Les corresponde un valor de velocidad de 50. Son pantallas de alta resolución, tienen menos borrosidad y menos moteado cuántico. Su principal utilización es en el diagnóstico de estructuras de partes blandas como la mama, en la investigación de estructuras óseas muy pequeñas o de trabéculas óseas.
Pantallas de Velocidad Normal o Universales
Les corresponde un valor de velocidad de 200. Ofrecen imágenes de buena calidad y buena definición. Son de las más utilizadas en radiografía. Se emplean mucho en el tórax y abdomen, en exploraciones óseas de estructuras de gran tamaño como la columna lumbar o la cadera.
Mecanismo de Formación de la Imagen Latente
La energía de la radiación emergente que sale del paciente y llega a la película radiográfica es absorbida en gran parte por los cristales de halogenuros de plata de la película, que sufren múltiples fenómenos fotoeléctricos. La película inmediatamente después de la exposición no muestra nada visible; esto es debido a que, aunque se ha producido un cambio en las uniones químicas de los halogenuros de plata, este no es visible a simple vista. Existe, por tanto, una imagen latente que debemos convertir en imagen visible.
Cristales Antes de la Interacción con los Fotones
Los átomos constituyentes de los halogenuros de plata están unidos de forma iónica formando una red cristalina. Estos cristales no son tan rígidos como otros y sus átomos pueden desplazarse bajo ciertas condiciones en el interior del cristal. La plata forma un ion positivo al ceder electrones, mientras que el bromo y el yodo forman iones negativos al captar electrones. En la superficie externa del cristal predominan los átomos de Br⁻ y de I⁻, por lo que el cristal, neutro, tiene una carga eléctrica superficial negativa.
Interacción de los Fotones con los Cristales
Cuando la radiación incide sobre la película, parte de ella interacciona con los átomos dando lugar a efectos fotoeléctricos y/o a efectos Compton. En ambos casos se produce una ionización y se liberan electrones, normalmente de los átomos de bromo y yodo (aunque también de plata).
Estos electrones secundarios liberados recorren una determinada distancia en el interior del cristal y pueden, durante su recorrido, arrancar nuevos electrones terciarios de los átomos sobre los que inciden. El resultado de la interacción de los RX sobre el cristal, o bien la luz de las pantallas de refuerzo, es la liberación de electrones por parte de este.
Como consecuencia, los iones negativos de bromo y yodo, que son los que mayoritariamente han perdido electrones, quedan parcialmente neutralizados, lo que da lugar a una alteración en la red cristalina, pues se rompen las uniones iónicas que mantenían con los átomos de plata en la estructura de la red, quedando deteriorada finalmente toda la estructura cristalina. En los lugares donde no han incidido los RX se conserva intacta la estructura del cristal.
Pantallas Compensadas o Graduadas
Son aquellas que presentan dentro de la misma pantalla zonas de diferente velocidad debido a que el tamaño de los cristales no es uniforme, sino decreciente desde un extremo hacia el otro. Se utilizan estas pantallas para telerradiografías de toda la columna.
Llevan dos marcas: una +, que debe hacerse coincidir con la parte de mayor espesor o densidad, y otra –, que debe coincidir con la de menor espesor o densidad.
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