SISTEMA DE FLUOROSCOPÍA

El sistema de fluoroscopía está compuesto de un tobo de rayos X, un generador y una mesa de exploración. La penetrabilidad de los rayos X es convertida en señales de luz visible usando un dispositivo electro-óptico llamado intensificador de imagen, que sustituye a las placas de rebelado convencional. La salida del intensificador de imagen está acoplada a través de lentes a una cámara de televisión, que convierte las señales de luz visible en una señal eléctrica (video compuesto) para así ser desplegada a un monitor.

En el sistema de fluoroscopía intervensionista o cardiaca se acopla a la salida del intensificador una cámara de cine, o a la señal de video compuesta se apluca a un convertidor analógico digital para formar una imagen digital. La imagen de salida del intensificador se puede aplicar directamente a un detector de papel plano CCD para tener una imagen digital directa.

TUBO INTENSIFICADOR DE IMAGEN.

El intensificador de imagen está compuesto de un tubo de rayos catódicos al vacío, que tiene una forma cilíndrica, la ventana de entrada está compuesta por una cubierta de aluminio, seguida por una capa de fósforo compuesto de yoduro de cesio (CsI) que es una pantalla fluorescente, el vidrio del tubo y después está el fotocátodo (antimonio y metales alcalinos, Sb2S3). Los electrodos cilíndricos son lentes lentes electrostáticas para mantener el haz de electrones colimado en si trayectoria al ánodo de aceleración.El fósforo de entrada absorbe los rayos X que pasan a través del paciente y remite parte de la energía absorbida como un gran número de fotones de luz visible. Los fotones de luz emitidos por el fósforo de entrada son absorbidos por el fotocátodo que emite fotoelectrones que son acelerados al fósforo de salida que forma un patrón intenso de luz (imagen radiológica).

La imagen en el fósforo de salida y en el acoplador es capturada por una cámara de televisión tipo Vidicon (Sb2S3), Plumicon (PbO), Saticon, (SeAsTe) o Newicon (CdZnTe), que transforma el patrón de luz en una señal de video analógica que se despliega a un minitor de televisión, o es capturada por una cámara de cine para registrar las imágenes en película radiográfica (fig 9.4), aunque la cámara de cinerradiografía se utiliza casi exclusivamente para intervencionismo y cateterismo cardiaco.La señal analógica en las alicaciones es capturada por un convertidor analógico digital para tener una imagen radiológica digital, sin embargo la imagen en el fósforo de salida en sistemas de fluoroscopía digitales es capturada por un detector CCD y hacer la conversión directa a una imagen digital.

CONVERSIÓN DE RAYOS X A LUZ VISIBLE.

El haz de rayos X es inicialmente atenuado en un 10% en la cubierta de aluminio del intensificador para posteriormente interaccionar con la capa de fósforo. Los intensificadores modernos tienen una capa de fósforo. Los intensificadores

modernos tienen una capa de fósforo (CsI:Na) de espesores aproximados de 100 m que tienen una eficiencia mayor de conversión de rayos X a fotones de luzμ (DQE de 50% a 70%) que los priméros fósforos (ZnS:CdS:Ag) usados.

Los fósoforos fabricados de CsI:Na son más eficientes en intervalo de energías de radiología diagnóstica debido a que el Cs tiene el borde K en 33 keV y el I en 36 keV, comparado con el fósforo de ZnCdS:Ag que tienen una energía de 26.5 keV. Por cada fotón de rayos X absorbido emiten de 2 000 a 3 000 fotónes de luz, pero además, la eficiencia es mucho mayor que la de las pantallas intensificadoras de los chasises en radiolgrafía general.

Los fotones de luz emitidos por el fósforo interaccionan con la superficie del fotocátodo, transfiriendo energía suficiente a los electrones para escapar del fotocátodo, que son acelerados hacia el ánodo positivo del intensificador de imagen, llegando los electrones con una energía al fósforo de salida en el intervalo de 0 eV a 1.3 eV. El material más común usado en el fotocátodo es el antimonio de cesio (SbC3) con espesores de 10 nm a 30 nm, con respuesta espectral dentro del 99% de la emisión del CsI:Na, sin embargo la DQE y la eficiencia de conversión electrónica es baja. El fotocátodo tiene una forma semiesférica para enfocar los electrones hacia el ánodo, pero provoca una distorsión de la imagen por una amplificación desigual dek centro a las orillas de superficie. Los electrodos cilíndricos de enfocamiento del haz de electrones tienen polarización con una tensión de 25 kV a 35 kV, con lo cual los electrones adquieren una energía cada vez mayor en su viaje al ánodo.

AMPLIFICACION DE IMAGEN:Un intensificador de imagen es capaz de trabajar en diferentes modalidades de amplificación. Por ejemplo, un intensificador de 9” (22.5cm) puede trabajar en dos modalidades, la normal de 9” y el modo de amplificación de 6”, donde los campos de visión (FOV) nominales se miden en el fósforo de entrada. La amplificación de ciertas estructuras anatómicas en la imagen se logra incrementando el potencial negativo de los electrodos cilíndricos (figura 9.5).

TUBO INTENSIFICADOR:

La resolución de un tubo intensificador de imagen de yoduro de cesio (CsI) en la opción de modo 25 cm se logra ver objetos de 0.125 mm ( 4pl/mm), pero en la opción 10 cm, se logra ver objetos de 0.08 mm (6pl/mm), así al disminuir el diámetro del material fosforescente aumenta la resolución espacial en la parte central de la imagen, sin embargo los bordes de la imagen quedan menos luminosos y desenfocados.

FACTOR DE CONVERSIÓN (G):Es una medida de ganancia de un intensificador y es la razón de la luminancia (nit, Cd/m2) de salida a la tasa de exposición (mR/s) de entrada.Las unidades de G son Cd . s/mR . m2. Los factores de conversión de los intensificadores modernos están en el intervalo de 100 a 200. Una candela es una medida de la luminancia o intensidad del brillo. La ganancia disminuye con la edad y el uso del tubo intensificador.

G= luminancia de salida (nit)Tasa de exposición de entrada (mR/s)

GANANCIA DE BRILLO.Los electrodos cilíndricos enfocan la imagen electrónica invertida en la capa plana del fósforo de salida que tiene una superficie de 1 cm a 2.5 cm. El material del fósforo de salida usualmente es de ZnCdS:Ag con espesores que varían entre 3µm y 5µm. un fotón de luz que interacciona con el fósforo (yoduro de cesio) de entrada llega a liberar ~400 electrones del fotocátodo y cada electrón es capaz de llegar a emitir 1 00 fotones de luz en el fósforo de salida. La intensidad de la imagen electrónica resulta de la proyección de la imagen de entrada en una superficie de salida de menor tamaño con una intensificación de ~400 000 fotones de luz por cada fotón de rayos X que llega a la ventana de entrada del intensificador. La ganancia total de un intensificador de imagen (g) es el producto de la ganancia de flujo (90 a 150) y la ganancia en amplificación, esto es:

G= (gf ) (ga)

Donde la ganancia en amplificación (ga) es la razón de las áreas o diámetros de entrada y salida del intensificador de imagen.

ga=AentradaA salida

=( dentradadsalida )2

La ganancia de reducción es el cociente entre el cuadrado del diámetro del tamaño del fósforo de entrada y el cuadrado del diámetro del tamaño del fósforo de salida. El tamaño del fósoforo de salida está en el intervalo de 2.5 cm a 5cm. El diámetro del fósforo de entrada tiene de 10cm y 35 cm.

RAZÓN DE CONTRASTE:Es la razón de dos mediciones con un fotómetro en el fósforo de salida, una de la luz producida por el campo de rayos X y la otra colocando un disco de plomo de un décimo del diámetro del intensificador para bloquear los rayos X. la razón de contraste usal de los intensificadores es de 15 a 30, si fuera un sistema perfecto la razón tendería al infinito. Algunos autores se refieren a la razón de contraste como el cociente entre la intensidad de la luz de la región central del intensificador a la región periférica.

PÉRDIDA DE CONTRASTE:Efecto que producen algunos fotones que pasan a través de la ventana de entrada (fósforo de entrada y fotocátodo) e inciden directamente en el fósforo de salida afectando el contraste de la imagen; además la pérdida de contraste también ocurre cuando hay retrodispersión de la ventana de salida (fósforo de salida) al fotocátodo; finalmente el contraste también se pierde por dispersión y reflexión de luz en el intensificador.

PRESENCIA DE LA IMAGEN:

Los sistemas de televisión están compuestos por una cámara de televisión que convierte las imágenes de luz en señales eléctricas (video). Se tienen varios tipos de cámaras de TV, como las Vidicon, Plumbicom, Saticom o Newicon. Las cámaras Vidicon tienen la característica de que reducen el contraste por un factor de 0.8 y tienen mejor contraste, pero el Vidicon tiene una inercia o persistencia mayor de la imagen que las Plumbicon y Newicon y se llegan a traslapar imágenes en movimiento. Las cámaras Plumbicom tienen menos persistencia que permite seguir el movimiento durante la exploración pero con una corriente de fuga mayor (dark current).

CONTROL AUTOMÁTICO DE BRILLO (CAB):Regula la radiación incidente en el intensificador y paciente, para mantener constante el brillo en el monitor de televisión. Los sistemas modernos combinan la corriente del tubo y los kV para mantener el control de brillo de la imagen constante. La corriente del tubo en fluoroscopía varía entre 1 a 5mA y los kV entre 70 a 90 (caso Adultos).

RESOLUCIÓN ESPACIAL:El intensificador de imagen tiene una limitación en la resolución en la parte central de 4 a 5 pl/mm y se reduce en las orillas; por eso las estructuras anatómicas deben estar centradas en el intensificador para mejorar la resolución de visualización.