UD 3. Procesado y Tratamiento de la Imagen (PDF)

IMAGEN PARA EL DIAGNÓSTICO Y MEDICINA NUCLEAR Patricia Babarro Peleteiro MÓDULO MP1349  UD 3. PROCESADO Y TRATAMIENTO DE LA IMAGEN Patricia Babarro Peleteiro MÓDULO MP1349  ÍNDICE  IMAGEN EN RADIOLOGIA CONVENCIONAL  ESTRUCTURAS Y TIPOS DE PELICULAS RADIO...

IMAGEN PARA EL DIAGNÓSTICO Y MEDICINA NUCLEAR Patricia Babarro Peleteiro MÓDULO MP1349  UD 3. PROCESADO Y TRATAMIENTO DE LA IMAGEN Patricia Babarro Peleteiro MÓDULO MP1349  ÍNDICE  IMAGEN EN RADIOLOGIA CONVENCIONAL  ESTRUCTURAS Y TIPOS DE PELICULAS RADIOGRÁFICAS  PANTALLAS DE REFUERZO Y CHASIS. LUMINSCENCIA Y FLUOROSCOPIA  INTENSIFICADORES DE IMAGEN PARA FLUOROSCOPIA O RADIOSCOPIA  REGISTRO DE LA IMAGEN  REGISTRO DE LA IMAGEN DIGITAL  FACTORES QUE CONDICIONAN LA CALIDAD DE LA IMAGEN RADIOGRÁFICA. MAPA CONCEPTUAL  1. Imagen en radiología convencional La imagen radiológica seguido un camino similar a los álbumes familiares y carretes fotográficos de antaño, con una transición del analógico a lo digital.  1. IMAGEN EN RADIOLODÍA CONVENCIONAL Los equipos que hasta hace unos años trabajan con películas y pantallas intensificadoras, han sido adaptados a la radiología computarizada (CR) para proporcionar una imagen digital. VENTAJAS DIGITALIZACIÓN Rapidez del procesamiento Menor coste de materiales Simplificación del proceso técnico  1.1 Estructura y tipos de películas La película radiográfica es un soporte material que permite recoger la imagen derivada de la absorción diferencial de los rayos X, tras atravesar los tejidos. Aunque el revelado de películas es un procedimiento que está en desuso, pueden encontrarse equipos que requieren de este formato por necesidades clínicas determinadas (odontología, veterinaria…). Está formada por : Base de poliéster muy delgada. Emulsión reactiva compuesta por cristales de haluros de plata que cubre la base.  1.1 Estructura y tipos de películas Existen diferentes tipos de película radiográfica, pero la mayoría se basan en sistemas de 7 capas con emulsión doble. Cada una de las capas de emulsión es una red de cristales de halogenuros de plata, con capacidad de interactuar con las radiaciones ionizantes. Las capas protectoras y la base están formadas por gelatinas y poliéster respectivamente, y aportan integridad estructural al film. 1.1 Estructura y tipos de películas  1.1 Estructura y tipos de películas Las películas pueden caracterizarse por: su sensibilidad, contraste, resolución y latitud. Estas propiedades están determinadas por la forma, el tamaño y la homogeneidad en la distribución de los cristales de haluro sobre la base de poliéster.  1. 1 Estructura y tipos de películas Películas radiográficas no son reutilizables y se someten a cuatro procesos para obtener la imagen. LAVADO/ EXPOSICIÓN REVELADO FIJADO SECADO  1.1 Estructura y tipos de películas EXPOSICIÓN Generación de la imagen. La exposición a los fotones causa ionizaciones en el bromuro de plata y forma átomos de plata metálica (Centros sensibles) en función de la incidencia sobre la película. La distribución de estos centros sensibles conforma la imagen latente.  1.1 Estructura y tipos de p elículas REVELADO La emulsión se somete a un agente reductor (revelador sensible a los cristales) y los iones de plata metálica dejan marcas negras en la imagen y los haluros no afectados dejan marcas blancas en la imagen. FIJACIÓN En la que se detiene el revelado y se eliminan los cristales de haluro, no revelados puestos de la emulsión. LAVADO Y SECADO Se retira el fijador sobrante y se seca la película con aire caliente.  1.1 Estructura y tipos de películas Generación de la imagen  1.1 Estructura y tipos de películas Las películas pueden presentar cristales con varios tamaños, ya que cada uno de ellos tiene unas características propias: CRISTALE > < Nitidez S DE Sensibilidad < GRANO > Velocidad Resolución GRUESO (- exposición para el paciente) CIRSTALE < > Nitidez S DE Sensibilidad > GRANO < Velocidad Resolución FINO (+ exposición)  1.1 Estructura y tipos de películas Si la película recibe luz intensa, el casete no se cierra correctamente… el proceso de revelado presenta errores, puede aparecer velo en la imagen. El tiempo de revelados intenso, la Radiografía imagen aparecería subrevelada. subrevelada Las películas deben mantenerse por debajo de los 20° con humedad Radiografía relativa. Alrededor de 50%, valores con velo superiores produce la aparición de velo. Defectos en el El tiempo de caducidad típico de las fijador películas, es de un año, aunque no se recomienda usarlas pasados 45 días Reticulado por cambios bruscos de temperatura  1.2 Pantallas de refuerzo y chasis Las pantallas de refuerzo o intensificadoras son una parte del receptor de imagen usado al emplear película radiográfica. Estas pantallas se colocan en una o ambas caras de la película ajustándose a su tamaño (similares a una cartulina) y fabricadas de tierras raras luminiscentes. Función Convertir los fotones de rayos X que alcanzan la pantalla en luz visible. Pantallas intensificadoras Película  1.2 Pantallas de refuerzo y chasis Esto se consigue gracias a que los elementos activos de la pantalla absorben los RX incidentes (por efecto fotoeléctrico) y emiten fotones de fluorescencia que pueden impresionar la película radiográfica que está en contacto con la pantalla. 1.2 Pantallas de refuerzo y chasis  1.2 Pantalla de refuerzo y c hasis Los materiales que emiten luz al ser sometidos a una radiación externa se llaman luminiscentes. Fluorescentes: emiten luz únicamente durante el tiempo que dura el estímulo de la radiación incidente. Fosforescentes: Los que continúan emitiendo luz una vez que ha finalizado este.  1.2 Pantallas de refuerzo y chasis Las pantallas intensificadoras para película radiográfica están actualmente en desuso, pero en radiología se emplean otros amplificadores de imagen basados en la luminiscencia: Los intensificadores de imagen para fluoroscopia o radioscopia.  1.2 Pantallas de refuerzo y chasis El chasis es un soporte de plástico rígido o fibra de carbono que contiene la pantalla y la película. Tienen diferentes tamaños y formas, los hay con una única pantalla de refuerzo (mamografía) y de dos (la mayoría), asi como una rejilla antidifusora incorporada. También se utilizan en formatos de radiología digital CR, aunque en este caso no contienen película sino una lámina de memoria fotoestimulable.  CURIOSIDADES La película radiográfica era un elemento altamente contaminante para el medio ambiente. Una vez se había agotado su utilidad se almacenaba y sometían a procesos de recuperación de la plata para protección del medio ambiente. ¿Se te ocurre para que se puede utilizar el material plástico sobrante en el proceso? https://www.youtube.com/watch?v=8iorZl wfNrg  Ponte a prueba SENSIBILID La AD es la velocidad con la que la película responde a la radiación. CONTRAST El E define el rango de tonos de gris. RESOLUCIÓN La permite identificar estructuras próximas de pequeño tamaño como independientes. LATITUD La es el rango de valores de exposición ante los que reaciona la película. SENSIBILID CONTRAST RESOLUCIÓN LATITUD AD E  1.3 INTENSIFICADORES DE IMAGEN PARA FLUOROSCOPIA La radioscopia o fluoroscopia es una técnica radiográfica que emplea rayos X y se caracteriza por mostrar las imágenes de las estructuras internas en tiempo real. Permite la visualización de movimientos que se producen durante la adquisición, como tragar el latido cardíaco o el instrumental empleado en una cirugía. Se emplea en procedimientos de radiología especial asociado a los contrastes y en radiología intervencionista, que permite al radiólogo guiar el procedimiento.  1.3 INTENSIFICADORES DE IMAGEN PARA FLUOROSCO PIA Elementos que forman parte de algunos equipos de rayos X.  1.3 INTENSIFICADORES DE IMAGEN PARA FLUOROSCOPIA RAYOS X Procedentes del paciente ELEMENTO FOSFORESCENTE (Fósforo) Los convierte en luz visible (fotoelectrones) FOTOCÁTODO e son acelerados hacia - FÓSFORO DE SALIDA Emision de luz MONITOR Imagen  1.3 INTENSIFICADORES DE IMAGEN PARA FLUOROSCOPIA En los estudios de fluoroscopia el paciente estará lo más lejos posible del tubo de rayos X y lo más cerca posible del intensificador de imagen, para minimizar la dosis de entrada al paciente. El factor más importante es el tiempo de fluoroscopia. La exposición a la radiación es DP al tiempo que la unidad esta activa. CASO PRÁCTICO  PONTE A PRUEBA TU PROTECCIÓN EN QUIRÓFANO Qué elementos de los siguientes son aconsejables para tu protección en quirófano durante una intervención con rayos X: o Colimador o DR o Delantal, plomado o Protector de tiroides o Gafas, plumadas o CR o Guantes de neopreno  Ponte a prueba El arco en C se utiliza para: A. Procedimientos de Radiología simple B. Procedimientos que necesiten ser visualizados con rayos X en tiempo real C. Cualquier procedimiento de radiología.  Ponte L a prueba La pantalla de refuerzo de un chasis contiene: a. Elementos fluorescentes b. Elementos no luminiscentes c. Elementos fosforescentes d. Elementos fotoeléctricos  Ponte L a prueba La pantalla de refuerzo de un chasis contiene: a. Elementos fluorescentes b. Elementos no luminiscentes c. Elementos fosforescentes d. Elementos fotoeléctricos  Ponte a prueba El quirófano es un entorno esteril por lo que no puedes tocar nada y menos al paciente, ¿Cómo haces entonces para localizar el objetivo? a) Le pido al facultativo que me señale el centro y Marco para ir siempre al mismo sitio b) Voy dando rayos X cuando esté cerca ya lo encontraré c) Utilizo mi imaginación  2. REGISTRO DE LA IMAGEN En los diferentes tipos de receptores de imagen, los rayos X forman una imagen latente, que debe procesarse de manera (química o electrónica) para convertirse en una imagen diagnóstica, que puede registrarse almacenarse, manipularse, imprimirse o enviarse por correo. En la actualidad, conviven dos técnicas de obtención de imagen, ambas con formato digital: Radiografía Computarizada (CR). Radiografía Digital Directa (DR o DDR).  2.1 Identificación y marcado indicadores Datos de la imagen Es imprescindible Nombre identificar las imágenes adecuadamente y apellidos tanto por aspectos legales como prácticos. Nº historia o registro El conjunto de marcadores que Fecha de la deben recogerse, se resume prueba en elGenerales siguiente cuadro. Marcador técnico de la orientación del paciente (D, I, cráneo-caudal…) Fecha de nacimiento, sexo, identificación del técnico del centro. Posición del paciente Posición del tubo de radiación, (angulación dirección) Específicos Sin medios de contraste, indicar la hora de la administración para conocer tiempo de difusión y eliminación En caso de tomosíntesis, indicar la profundidad a nivel de corte.  2.1 Identificación y marrcaje.  2.2 Registro de imagen digital La imagen digital transforma una señal física ( energía de fotones de rayos X) en un valor numérico. Por tanto una imagen digital es una matriz de dígitos, construída por filas y columnas, que delimitan celdas llamadas píxeles.  2.2 Registro de la imagen digital Dos características fundamentales 1. Resolución espacial: Capacidad del equipo para presentar nítidamente estructuras de pequeño tamaño. Se determina por el número de columnas y filas de la matriz, es decir, por el número de píxeles. Cuando menor sea el pixel mayor resolución.  2.2 Registro de la imagen digital 2. Intensidad o densidad Es el número de valores distintos que puede tomar cada pixel. Tenemos en cuenta que cada pixel está definido por un número de bits. Los bits representan el número de alternativas de gris al que puede optar cada pixel de la matriz y puede calcularse como 2n. Siendo n el numero de bits y 2 las opciones que ofrece el código binario (0 y 1). Por tanto un equipo que opere con: 1 bit: 21=2, cada pixel solo optaría a dos colores (blanco o negro) 8 bits: 28=256 opciones de gris 2.2 Registro de imagen digital Caso práctico 2  Ponte a prueba Si el tamaño del pixel es pequeño, disminuye la resolución de imagen. a) Verdadero b) Falso  Ponte a prueba Una matriz de 256 x 512 indica que: a) Contiene 256 filas x 512 columnas b) Contiene 256 columnas x 512 filas c) Contiene 256 bits x 512 pixeles d) Esta matriz no es posible  Ponte a prueba Una matriz de 256 x 512 indica que: A. Contiene 256 filas x 512 columnas B. Contiene 256 columnas x 512 filas C. Contiene 256 bits x 512 pixeles D. Esta matriz no es posible  Ponte a prueba Respecto a la fluoroscopia a) Utilizan los mismos procesos que la radiografía analógica b) En intensificador de imagen transforma los rayos X que reciben luz visible de alta intensidad mediante un proceso fluoroscópico c) La imágenes visualizar en un monitor de televisión d) Son correctas c y d  2.2.1 Registro en CR La RC emplea láminas fotoestimulables de memoria que aprovechan la fosforescencia como medio temporal para almacenar la imagen radiológica. Estas laminas se colocan dentro de chasis que constituyen el receptor de imagen. Después de la exposición a RX son procesadas en una serie de pasos en un lector de placas, donde la lámina de memoria se somete a un proceso de fosforescencia fotoestimulada que dará lugar a la imagen diagnóstica.  Fosforescencia fotoestimulada Fotones de RX alcanzan la lámina de memoria fotoestimulable. E- de la banda de valencia son excitados y saltan a la banda de conducción Al volver a la banda de valencia emiten un fotón de luz que puede ser leída por un fotodetector.  Foforescencia fotoestimulada Nos llevamos el chasis con la imagen latente y la situamos en un “sistema de registro de imagen”. Dentro del lector, un haz de luz ultravioleta hace volver los electrones a su capa de valencia, emitiendo un destello luminoso que es registrado por el fotodetector. Ahora que ya tenemos la imagen registrada y almacenada en un soporte informático, se borran los restos de la imagen latente del IP mediante un barrido con un haz de luz de alta potencia, que devuelve la placa a su estado inicial. 2.2.2 Registro de imagen en DDR La información se transfiere al sistema informático de forma inmediata tras la exposición. Igualmente, conviven varias tecnologías diferentes: CCD (Dispositivos acoplados de carga): Transforman la luz que reciben en señales eléctricas gracias a los diodos fotosensibles que los componen. Se combinan con intensificadores de imagen.  2.2.2 Registro de imagen en DDR TFT o detectores de Rx de radiografia digital de panel plano se dividen en: a. Sistemas de conversión directa: en ellos la energía de los rayos X se convierte directamente en carga eléctrica, tras interactuar con una capa de selenio amorfo. La carga recogida es amplificada y cuantificada por los dispositivos electrónicos conforme a un valor digital para cada píxel.  2.2.2 Registro de imagen en DDR b. Sistemas de conversión indirecta: operan en dos fases. 1º. La intensidad de la radiación incidentes convertida en luz visible mediante un material intensificador. 2º. Posteriormente se genera la carga eléctrica qué es recogida en cada fotodiodo y amplificada y cuantificada por los dispositivos electrónicos de lectura conforme a un valor de código digital para el pixel en cuestión.  2.2.2 Registro de imagen en DDR c. Detectores de recuento de fotones: basados en el recuento individual de los fotones de rayos X, incidentes sobre un receptor de estado sólido (silicio cristalino). La carga originada por los Rx en cada interacción convertida en un registro de pulso eléctrico.  Ponte a prueba Si hablamos de chasis CR sabemos que a) Dentro contiene la película radiográfica b) Contiene pantallas de refuerzo de tierras raras c) Solo tiene un tamaño y este es estándar para todos los procedimientos d) Contiene una lamina normalmente de fosforos fotoestimulables  Ponte a prueba Si hablamos de chasis CR sabemos que a) Dentro contiene la película radiográfica b) Contiene pantallas de refuerzo de tierras raras c) Solo tiene un tamaño y este es estándar para todos los procedimientos d) Contiene una lámina normalmente de fósforos fotoestimulables.  Resumen Chasis con pelicula de haluro de plata + lámina Radiografia analógica intensificadora de tierras raras luminiscentes + proceso revelado Chasis con lamina de fósforo Radiografia + procesado laser para computarizada obtener imagen digital Paneles planos que obtienen Radiografía digital directamente la imagen digital  3. FACTORES QUE CONDICIONAN LA CALIDAD Técnicamente la calidad de la imagen radiográfica viene determinada por cuatro aspectos: RESOLUCIÓN Capacidad del equipo para representar ESPACIAL nítidamente estructuras de pequeño tamaño. Cuanto menor sea el tamaño del pixel mayor resolución espacial. CONTRASTE Representa el número de alternativas de gris (Resolución de al que puede optar cada pixel de la matriz contraste) (2n).Se relaciona con la definición de la imagen. RUIDO Depende de varios factores que tienen que ver con la homogeneidad de la imagen se manifiesta como un fino granulado en la imagen. ARTEFACTOS Elementos que aparecen en la imagen es que no se corresponden con ninguna estructura  3. FACTORES QUE CONDICIONAN LA CALIDAD El contraste inherente es definido como la diversidad de densidades que encontramos en los tejidos estudiados, y puede ser muy elevada, como en radiografías de tórax, o reducida como en mamografías. Una radiografía de tórax En una mamografía y hay más contraste menos contraste inherente porque diferente, porque solo contiene diferentes hay dos densidades densidades hay de grasa agua y grasa o el calcio  3. FACTORES QUE CONDICIONAN LA CALIDAD En las imágenes con bajo contraste inherente, podemos hacer uso de varias técnicas para aumentar la calidad de imagen: Películas de cristal de granulación fina Proyecciones con bajo kilo voltaje Uso parrillas anti difusoras Administración de medios de contraste.  3. FACTORES QUE CONDICIONAN LA CALIDAD Estos cuatro aspectos a su vez dependen de: A. Factores geométricos B. Factores dependientes del paciente C. Factores dependientes de parámetros técnicos  3.1 FACTORES GEOMÉTRICOS A. MAGNIFICACIÓN Es el aumento de tamaño que se produce en las imágenes radiográficas. Puede ser expresado cuantitativamente como factor de magnificación (Fm) mediante la relación: Fm= SOD/SID SOD: Distancia entre la fuente de rayos y el objeto fotografiado SID: Distancia entre la fuente de rayos y el receptor de imagen  3.1 FACTORES GEOMÉTRICOS PARA MINIMIZAR LA MAGNIFICACIÓN: DISMINUIR AL MAXIMO LA DISTANCIA ENTRE EL OBJETO (s) Y EL RECEPTOR (r) O AUMENTAR LA SID. MAGNIFICACIÓN CARDÍACA A PA P Toma nota  3.1 FACTORES GEOMÉTRICOS B. DISTORSIÓN Se refiere a los diferentes grados de magnificación en función del grosor de la región y de la posición el paciente. Las áreas gruesas sufrirán mayor distorsión que las finas. Si existen estructuras de igual tamaño, pero se sitúan a diferentes distancias del receptor, aparece una superposición que también genera la distorsión. http://reickor.blogspot.com/2015/11/proyeccion- principios-hacer-una.html C. DESENFOQUE Se produce porque el punto local efectivo no es un punto sino que corresponde a una superficie rectangular, de menor tamaño del lado del ánodo, por lo que el mayor desenfoque se produce del lado del cátodo (punto focal efectivo mayor) http://reickor.blogspot.com/2015/11/proyeccion- principios-hacer-una.html  3.2 FACTORES PPIOS DEL SUJETO Cuando analizamos los mecanismos de interacción entre los rayos X y la materia ya vimos los aspectos de los que depende la absorción:  Los números atómicos de las estructuras o tejidos atravesados.  la densidad del tejido atravesado.  el espesor del tejido atravesado.  Movimiento del paciente (borrosidad cinética) Valor que tome cada uno de ellos, condiciona la calidad de la imagen. CASO PRÁCTICO CASO PRÁCTICO GRACIAS POR TU ATENCIÓN