Calidad e intensidad de los rayos X en radiografías

El haz de rayos x por la cantidad (nº de rayos X del haz) y la calidad (la penetrabilidad del haz) La calidad de la imagen radiográfica es la exactitud de la representación de la anatomía de un paciente en una imagen radiográfica.No es lo mismo calidad de la imagen que calidad de los RX.Al incrementar de la radiación dispersa contribuyen tres factores:

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 por RX se denomina cantidad del RX (es el nº de RX de haz útil)

Factores

Miliamperios-segundo (mAs)Cantidad de RX y mAs. Donde I₁ e I₂ son las intensidades de RX a mAs₁ y mAs₂ respectivamente. mAs es una medida del nº total de electrones que viajan del cátodo al ánodo para producir RX I1 /I2 = mAs1 /mAs2 ;C (culombio) es una medida de carga electroestática y 1C = 6,25 X 10¹⁸ electrones. Un ampere equivale al paso de una carga de un Coulomb a través de una sección de un conductor en un segundo. mAs = mA x s, mc/s x s, mC

KILOVOLTAJE (kV)

La cantidad de RX que varía rápidamente con los cambios en kV Donde I₁ e I₂ son las intensidades de RX I1/I2 = (kV1)2/(kv2)2 al incrementar los kV aumenta también la penetración de haz de RX y son absorbidos relativamente menos RX por el paciente. El numero 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 nº de RX de baja energía.
• Distancia: la intensidad de los RX varía en relación inversa con el cuadrado de la distancia desde el blanco del tubo de RX.Cuando se aumenta la SID, se debe aumentar el valor de mAs en un factor de SID² para mantener constante la exposición del receptor de imagen. La compensación del cambio en la SID se conoce como ley del cuadrado.Donde mAs₁, es la técnica en SID₁. Y mAs₂ es la técnica en SID₂ mAs1/mAs2 = (SID1)2/ (SID2)2

Penetrabilidad

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

Filtración

Tipos

• Filtración inherente
• Filtración añadida

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

Densidad óptica

Se define como el grado de ennegrecimiento de la película convencional.

Contraste

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 todos 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.

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 así la interacción directa de los RX, por este motivo resultan algo más caras y necesita una mayor exposición de RX para ser impresionada. Actualmente sólo 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 utiliza películas de grano fino, emulsión por una sola cara y se utilizan con una sola pantalla intensificadora de alta resolución.

Película de copias o duplicaciones

Películas de copias o duplicaciones: 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.

Pantalla rápidas o de alta velocidad

Les corresponde un valor de mas de 200 hasta 1200 y se caracteriza 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 mas moteada cuántica o ruido. Esto supone una peor visión de los detalles. Son muy utilizadas en los estudios del aparato digestivo, para disminuir la debilidad de borrosidad debida al movimiento, también en radiografías del tórax

Consecuencias de las interacciones y formación de la imagen latente

Los electrones liberados por las interacciones con los RX son atraídos por las películas sensitivas por lo que donde estas 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 las partículas sensitivas son neutralizados al llegar a estas 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 cuantificación 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 las partículas sensitivas adquieren una coloración negra durante el revelado, mientras que los cristales que no han sido irradiados conservan su estructura la 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 2 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. Hay que tener en cuenta que la utilización de pantallas intensificadoras para formar la imagen en la película radiográfica: ● Permite utilizar menos mAs.● Dosifica menos 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 una 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  

Base

Ser lo suficientemente flexible para permitir su curvatura a través de la procesadora. ● No partirse con facilidad, es decir, que no se pueda romper fácilmente. ● 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, es decir, debe tener una 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

Es el material con el que interactúan directamente los rayos X, sobre todo, la luz dede las pantallas intensificadoras para proporcionar así la información diagnóstica. Está compuesta por una mezcla homogénea de gelatina y cristales de ‘’halogenuros de plata’’. Las gelatina tiene como principal misión de servir de soporte físico para el depósito uniforme de los cristales de halogenuros de plata. Es transparente y porosa para permitir que penetren los compuestos químicos durante el revelado hasta alcanzar los cristales de halogenuros de plata. 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.Pantallas lentes o de baja velocidad: Les corresponde un valor de 50. Son pantallas de alta resolución, tiene menos borrosidad, 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. Estructuras pequeñas Pantallas de velocidad normal o universales: Les corresponde un valor de 200. Ofrecen imágenes de buena calidad y buena definición. Son de las más utilizadas en radiografía. Se emplea mucho en el tórax y abdomen, en exploraciones óseas de estructuras de gran tamaño como la columna lumbar o la cadera.

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 se ve nada, esto es debido a que, aunque se ha producido un cambio en las uniones químicas de los halogenuros de plata, ésta no es visible a simple vista; existe por tanto una imagen latente que debemos convertir en imagen visible.CRISTALES ANTES DE INTERACCIONAR 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.AL INTERACCIONAR LOS FOTONES CON LOS CRISTALES: Cuando la radiación incide sobre la película, parte de ella va a interaccionar 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 puesto que tienen en exceso (aunque también los 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 éste que recorren su interior y como consecuencia de esto los iones negativos de bromo y yodo, que son los que mayoritariamente han perdido electrones quedan parcialmente neutralizados al haber perdido el electrón que les sobraba, 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 de cristal. Pantallas compensadas o graduadas: Son aquellas que presentan dentro de la misma pantalla la zona 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 mayor de mayor espesor o densidad, y otra -, que debe coincidir con la de menor espesor o densidad.