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DOSIS Y CALIDAD DE IMAGEN EN
     RADIOLOGIA DIGITAL

                        Lic. Marco A. Rivero Mendoza


              Hospital Central de la Fuerza Aérea del Perú
                      Hospital Nacional Dos de Mayo
                Seguridad Radiológica y Física Médica
 Recientemente se han sustituido
  muchos equipos convencionales
  radiográficos y fluoroscópicos por
  técnicas digitales en países
  industrializados
 La radiología digital se ha
  convertido en un reto con posibles
  ventajas y desventajas
Ventajas
Reducción del tiempo en la obtención de
 imágenes: Mayor productividad         (hasta   150
 estudios en 6 horas)
Potencial capacidad de reducir dosis (gran rango
 dinámico).
Mayor capacidad diagnóstica por manipulación
 digital.
Posibilidad de almacenamiento y transmisión de
 imágenes: archivo digital, telemedicina
Ahorro   significativo en insumos: películas y
 químicos de procesado
Ventajas
Mayor capacidad diagnóstica por manipulación
 digital.
Ventajas
Manipulación digital.
Ventajas
Selección del área de interés diagnostico
Desventajas
Complejidad: Formación específica para todos
  los profesionales implicados.
Dosis excesivas pueden pasar inadvertidas.
Aumento potencial de dosis al paciente, debido a
  la tendencia a:
Producir más imágenes de las necesarias
Producir mayor calidad de imagen no indispensable para el
  propósito clínico
La principal diferencia es el proceso físico de
detección de los rayos X. Existen los siguientes:
   Fósforos fotoestimulables (CR)
   Cilindro de Selenio
   Dispositivos de tipo CCD
   Detectores de panel plano (DR)
   Conversión indirecta (centelleo)
   Conversión directa (selenio)
• Las películas convencionales permiten detectar
   errores si una técnica radiográfica se usa
   erróneamente: las imágenes salen demasiado
   claras u oscuras

• La tecnología digital proporciona al usuario
   siempre una “buena imagen”, ya que su rango
   dinámico compensa una selección de técnica
   errónea, incluso si la dosis es más alta de lo
   necesario
•   El amplio rango de dosis del detector permite obtener
    una “razonable” calidad de imagen
•   El rango dinámico de un detector es la relación entre la
    máxima y mínima dosis que puede ser aceptada por un
    dispositivo de imagen sin deterioro o distorsión.
•   Los detectores de panel plano (“flat panel”, que se
    discuten después) poseen un rango dinámico de 104
    (desde 1 a 10,000) en tanto que un sistema pantalla-
    película tiene aproximadamente 101.5 (de 1 a 30)
Rango dinámico pantalla película
Densidad óptica
 3,5
  3
 2,5
  2
 1,5
  1
 0,5
  0
      0   0,5   1    1,5   2   2,5   3   3,5

                    Log exposición
Rango dinámico sistema digital
          Niveles de gris
0




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      0      0,5   1      1,5   2   2,5   3   3,5
                       Log exposición
Convencional   Digital
• El amplio rango dinámico de los detectores
  digitales permite obtener buena calidad de
  imagen aún usando una técnica de alta dosis a la
  entrada del detector y a la entrada del paciente
• Con sistemas convencionales de pantalla- película
  tal elección no es posible, ya que una técnica de
  alta dosis siempre produce una imagen
  “demasiado oscura”.
El contenido de información diagnóstica en
radiología digital generalmente es mayor que en
radiología convencional si se utilizan parámetros
para impartir dosis de radiación iguales en ambos
casos
El más amplio rango dinámico de los detectores
digitales y las posibilidades del post procesado
permiten obtener más información de las imágenes
radiográficas
• En radiología digital, algunos parámetros que
  usualmente caracterizan la calidad de imagen (ej., el
  ruido) se correlacionan bien con la dosis
• En detectores digitales, dosis mayor produce mejor
  calidad de imagen (imágenes menos “ruidosas”)
• Realmente, al aumentar la dosis lo que mejora es la
  relación señal/ruido
• Así, puede aparecer una cierta tendencia a
  aumentar las dosis, especialmente en aquellas
  exploraciones en que no está disponible usualmente
  el control automático de exposición (ej., pacientes
  en cama)
Nivel de exposición 1,15   Nivel de exposición 1,87
Algunos sistemas digitales informan al usuario del
llamado índice de “nivel de exposición”, que expresa
el nivel de dosis recibido en el detector digital y
orienta al operador sobre la bondad de la técnica
radiográfica usada
La relación entre dosis y nivel de exposición es
usualmente logarítmica: Doble de dosis significa 0.3
unidades más de Nivel de Exposición
                     0.3 = log(2)
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
•Restringe la irradiación a la región anatómica del
paciente estrictamente necesaria
•Disminuye la dispersión
•Disminuye la incidencia del haz directo de radiación
sobre el detector
•En algunos casos contribuye a proteger estructuras
radiosensibles
•Mejora la calidad de imagen
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
• Atenúa los haces dispersos
• Se emplea en condiciones que supongan
dispersión que afecte la calidad de la imagen
• Existen exploraciones que no requieren su uso
• Suelen estar orientadas para cada tipo de distancia
(100 y 180 cm)
• Selección de la región anatómica a explorar
•Energía del haz según el tipo de exploración
•Intensidad de corriente (mAs) suficiente para un nivel
de ruido aceptable
•Utilización de técnicas de Alto Kvp
•Tener en cuenta el uso o ausencia de rejilla
antidifusora (triple de dosis)
• Selección de la región anatómica a explorar
• Energía del haz según el tipo de exploración
•Uso adecuado del CAE debidamente ajustado
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Acción                       Influencia en la dosis    Influencia en calidad de imagen
•Reducción de la percepción       Aumenta                      Mejora
del Ruido
•Uso de diferentes tipos de       Disminuye (al evitar         Mejora
post procesado                    una repetición)
•Implementar el indicador         Disminuye
                                                               No afecta
de dosis en la consola del
equipo
•Permitir pobres                  Aumenta
condiciones de visualización                                   Pérdida de
en el monitor                                                  información
•Perdida de imágenes en la
red o PACS debido a mala          Aumenta                      Repetición del estudio
identificación u otras
razones
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Resumen
Un primer estudio de estimación de dosis y calidad de imagen en sistemas
digitales realizado en el Departamento de Diagnóstico por imágenes del
HNDM, reveló que las dosis a pacientes habían sufrido un incremento tras
la sustitución de equipos convencionales por digitales. Estos resultados
demostraron que en la puesta en marcha de equipos digitales se debe
asegurar la “evaluación de aspectos dosimétricos y calidad de imagen
para conseguir una aceptable relación calidad – dosis”. Luego de las
acciones correctivas se consideró necesario realizar un segundo trabajo
cuyo objetivo fue evaluar la dosis y calidad de imagen para definir el
“rango de dosis de trabajo del equipo” y optimizar su funcionamiento. Se
utilizó un Sistema de RDD/SWISS/RAY, Maniquí ANSI+TOR/CDR para
calidad de imagen, Set de control de calidad y medida de dosis de entrada
en la superficie (DES) y el Producto dosis–área (PDA) en exploraciones de
Tórax y Columna Lumbar. En la proyección PA de Tórax el valor medio de
la DES disminuyo en 53 % y 65 % en la proyección AP de Columna Lumbar
y en la lateral la reducción fue de 62 %, sin que la imagen sufra
degradación es decir con la misma información diagnóstica.
Dosis y calidad de imagen en radiologica digital
Medida del PDA y estimación de   Evaluación del Control Automático
la DES                                  de Exposición – CAE
Evaluación de la calidad de imagen utilizando el Objeto
  de prueba TOR – CDR de la Universidad de Leeds.
Tórax P-A:
Respuesta a distintos valores de mAs
Columna Lumbar A-P:
Respuesta a distintos
 valores de Kv y mAs
Valoración de la calidad de imagen en términos de visualización de estructuras
                          contenidas en el TOR – CDR
Evaluación de imágenes clínicas
(120 kV) 0,16 mGy         TOR AX TOR C DR +ANS I E Q. R D                        (95 kV) 0,26 mGy                C OL . L UMB A R T OR C DR +A NS I
                     12
                                                                                                                              EQ RD          (70 kV) 1,95 mGy
                                                                                                                                                                     (90 kV) 3,82 mGy

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 Numero de Objetos




                                                                                                        Num ero de
                                                                                                                     10




                                                                                                         Objetos
                                                      (125 kV) 0,29 mGy
                      6
                                                                                                                      8
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                                                       mAs                                                                                           m As
                                    alto contras te                       bajo contars te                                      bajo c ontras te                 alto c ontras te


                       Evaluación de la calidad de                                                                   Evaluación de la calidad de Imagen
                     Imagen usando el TOR – CDR +                                                                     usando el TOR – CDR + maniquí
                         maniquí ANSI de Tórax                                                                            ANSI de Columna Lumbar
DOSIS EN LA SUPERFICIE DE ENTRADA DEL PACIENTE (DES) EN EL SISTEMA DE RADIOLOGIA
                                DIGITAL POST MEDIDAS CORRECTIVAS

                                              EXPLORACION TORAX PA
   0.8

   0.7

   0.6

   0.5

   0.4

   0.3

   0.2

   0.1

    0
          1    3     5     7      9    11     13     15      17   19    21     23    25     27    29     31    33    35

         R. CONVENCIONAL   R. DIGITA L 1º CONTROL DE DOSIS   R. DIGITA L CONTROL DE DOSIS POST M EDIDA S CORRECTIV A S




Disminución de los valores de la DES de Tórax P-A en Radiología
          digital luego delas medidas correctivas Cal
DOSIS EN LA SUPERFICIE DE ENTRADA DEL PACIENTE (DES) EN EL SISTEMA DE
           RADIOLOGIA DIGITAL POST MEDIDAS CORRECTIVAS

                  EXPLORACION COLUMNA LUMBAR AP


15


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0
     1     2     3      4       5      6      7      8       9     10   11   12
               R. CONV ENCIONA L CONTROL DE DOSIS
               R. DIGITA L 1 CONTROL DE DOSIS
                            º
               R. DIGITA L CONTROL DE DOSIS POST M EDIDAS CORRECTIVAS
DOSIS EN LA SUPERFICIE DE ENTRADA DEL PACIENTE (DES) EN EL SISTEMA DE
                             RADIOLOGIA DIGITAL POST MEDIDAS CORRECTIVAS

                               EXPLORACION COLUMNA LUMBAR LATERAL

            40
            35
            30
DSE (mGy)




            25
            20
            15
            10
             5
             0
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                                R. CONVENCIONAL CONTROL DE DOSIS
                                R. DIGITAL 1 CONTROL DE DOSIS
                                            º
                                R. DIGITAL CONTROL DE DOSIS POST MEDIDAS CORRECTIVAS
Lic. Marco A. Rivero Mendoza
  marcoboex@yahoo.es
Hospital Central de la Fuerza Aérea del Perú
        Hospital Nacional Dos de Mayo
  Seguridad Radiológica y Física Médica

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Dosis y calidad de imagen en radiologica digital

  • 1. DOSIS Y CALIDAD DE IMAGEN EN RADIOLOGIA DIGITAL Lic. Marco A. Rivero Mendoza Hospital Central de la Fuerza Aérea del Perú Hospital Nacional Dos de Mayo Seguridad Radiológica y Física Médica
  • 2.  Recientemente se han sustituido muchos equipos convencionales radiográficos y fluoroscópicos por técnicas digitales en países industrializados  La radiología digital se ha convertido en un reto con posibles ventajas y desventajas
  • 3. Ventajas Reducción del tiempo en la obtención de imágenes: Mayor productividad (hasta 150 estudios en 6 horas) Potencial capacidad de reducir dosis (gran rango dinámico). Mayor capacidad diagnóstica por manipulación digital. Posibilidad de almacenamiento y transmisión de imágenes: archivo digital, telemedicina Ahorro significativo en insumos: películas y químicos de procesado
  • 4. Ventajas Mayor capacidad diagnóstica por manipulación digital.
  • 6. Ventajas Selección del área de interés diagnostico
  • 7. Desventajas Complejidad: Formación específica para todos los profesionales implicados. Dosis excesivas pueden pasar inadvertidas. Aumento potencial de dosis al paciente, debido a la tendencia a: Producir más imágenes de las necesarias Producir mayor calidad de imagen no indispensable para el propósito clínico
  • 8. La principal diferencia es el proceso físico de detección de los rayos X. Existen los siguientes: Fósforos fotoestimulables (CR) Cilindro de Selenio Dispositivos de tipo CCD Detectores de panel plano (DR) Conversión indirecta (centelleo) Conversión directa (selenio)
  • 9. • Las películas convencionales permiten detectar errores si una técnica radiográfica se usa erróneamente: las imágenes salen demasiado claras u oscuras • La tecnología digital proporciona al usuario siempre una “buena imagen”, ya que su rango dinámico compensa una selección de técnica errónea, incluso si la dosis es más alta de lo necesario
  • 10. El amplio rango de dosis del detector permite obtener una “razonable” calidad de imagen • El rango dinámico de un detector es la relación entre la máxima y mínima dosis que puede ser aceptada por un dispositivo de imagen sin deterioro o distorsión. • Los detectores de panel plano (“flat panel”, que se discuten después) poseen un rango dinámico de 104 (desde 1 a 10,000) en tanto que un sistema pantalla- película tiene aproximadamente 101.5 (de 1 a 30)
  • 11. Rango dinámico pantalla película Densidad óptica 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Log exposición
  • 12. Rango dinámico sistema digital Niveles de gris 0 256 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Log exposición
  • 13. Convencional Digital
  • 14. • El amplio rango dinámico de los detectores digitales permite obtener buena calidad de imagen aún usando una técnica de alta dosis a la entrada del detector y a la entrada del paciente • Con sistemas convencionales de pantalla- película tal elección no es posible, ya que una técnica de alta dosis siempre produce una imagen “demasiado oscura”.
  • 15. El contenido de información diagnóstica en radiología digital generalmente es mayor que en radiología convencional si se utilizan parámetros para impartir dosis de radiación iguales en ambos casos El más amplio rango dinámico de los detectores digitales y las posibilidades del post procesado permiten obtener más información de las imágenes radiográficas
  • 16. • En radiología digital, algunos parámetros que usualmente caracterizan la calidad de imagen (ej., el ruido) se correlacionan bien con la dosis • En detectores digitales, dosis mayor produce mejor calidad de imagen (imágenes menos “ruidosas”) • Realmente, al aumentar la dosis lo que mejora es la relación señal/ruido • Así, puede aparecer una cierta tendencia a aumentar las dosis, especialmente en aquellas exploraciones en que no está disponible usualmente el control automático de exposición (ej., pacientes en cama)
  • 17. Nivel de exposición 1,15 Nivel de exposición 1,87
  • 18. Algunos sistemas digitales informan al usuario del llamado índice de “nivel de exposición”, que expresa el nivel de dosis recibido en el detector digital y orienta al operador sobre la bondad de la técnica radiográfica usada La relación entre dosis y nivel de exposición es usualmente logarítmica: Doble de dosis significa 0.3 unidades más de Nivel de Exposición 0.3 = log(2)
  • 21. •Restringe la irradiación a la región anatómica del paciente estrictamente necesaria •Disminuye la dispersión •Disminuye la incidencia del haz directo de radiación sobre el detector •En algunos casos contribuye a proteger estructuras radiosensibles •Mejora la calidad de imagen
  • 29. • Atenúa los haces dispersos • Se emplea en condiciones que supongan dispersión que afecte la calidad de la imagen • Existen exploraciones que no requieren su uso • Suelen estar orientadas para cada tipo de distancia (100 y 180 cm)
  • 30. • Selección de la región anatómica a explorar •Energía del haz según el tipo de exploración •Intensidad de corriente (mAs) suficiente para un nivel de ruido aceptable •Utilización de técnicas de Alto Kvp •Tener en cuenta el uso o ausencia de rejilla antidifusora (triple de dosis)
  • 31. • Selección de la región anatómica a explorar
  • 32. • Energía del haz según el tipo de exploración
  • 33. •Uso adecuado del CAE debidamente ajustado
  • 35. Acción Influencia en la dosis Influencia en calidad de imagen •Reducción de la percepción Aumenta Mejora del Ruido •Uso de diferentes tipos de Disminuye (al evitar Mejora post procesado una repetición) •Implementar el indicador Disminuye No afecta de dosis en la consola del equipo •Permitir pobres Aumenta condiciones de visualización Pérdida de en el monitor información •Perdida de imágenes en la red o PACS debido a mala Aumenta Repetición del estudio identificación u otras razones
  • 37. Resumen Un primer estudio de estimación de dosis y calidad de imagen en sistemas digitales realizado en el Departamento de Diagnóstico por imágenes del HNDM, reveló que las dosis a pacientes habían sufrido un incremento tras la sustitución de equipos convencionales por digitales. Estos resultados demostraron que en la puesta en marcha de equipos digitales se debe asegurar la “evaluación de aspectos dosimétricos y calidad de imagen para conseguir una aceptable relación calidad – dosis”. Luego de las acciones correctivas se consideró necesario realizar un segundo trabajo cuyo objetivo fue evaluar la dosis y calidad de imagen para definir el “rango de dosis de trabajo del equipo” y optimizar su funcionamiento. Se utilizó un Sistema de RDD/SWISS/RAY, Maniquí ANSI+TOR/CDR para calidad de imagen, Set de control de calidad y medida de dosis de entrada en la superficie (DES) y el Producto dosis–área (PDA) en exploraciones de Tórax y Columna Lumbar. En la proyección PA de Tórax el valor medio de la DES disminuyo en 53 % y 65 % en la proyección AP de Columna Lumbar y en la lateral la reducción fue de 62 %, sin que la imagen sufra degradación es decir con la misma información diagnóstica.
  • 39. Medida del PDA y estimación de Evaluación del Control Automático la DES de Exposición – CAE
  • 40. Evaluación de la calidad de imagen utilizando el Objeto de prueba TOR – CDR de la Universidad de Leeds.
  • 41. Tórax P-A: Respuesta a distintos valores de mAs
  • 42. Columna Lumbar A-P: Respuesta a distintos valores de Kv y mAs
  • 43. Valoración de la calidad de imagen en términos de visualización de estructuras contenidas en el TOR – CDR
  • 45. (120 kV) 0,16 mGy TOR AX TOR C DR +ANS I E Q. R D (95 kV) 0,26 mGy C OL . L UMB A R T OR C DR +A NS I 12 EQ RD (70 kV) 1,95 mGy (90 kV) 3,82 mGy 10 14 8 12 Numero de Objetos Num ero de 10 Objetos (125 kV) 0,29 mGy 6 8 4 6 4 2 2 0 0 1 2 3 4 5 6 19 21 23 25 27 mAs m As alto contras te bajo contars te bajo c ontras te alto c ontras te Evaluación de la calidad de Evaluación de la calidad de Imagen Imagen usando el TOR – CDR + usando el TOR – CDR + maniquí maniquí ANSI de Tórax ANSI de Columna Lumbar
  • 46. DOSIS EN LA SUPERFICIE DE ENTRADA DEL PACIENTE (DES) EN EL SISTEMA DE RADIOLOGIA DIGITAL POST MEDIDAS CORRECTIVAS EXPLORACION TORAX PA 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 R. CONVENCIONAL R. DIGITA L 1º CONTROL DE DOSIS R. DIGITA L CONTROL DE DOSIS POST M EDIDA S CORRECTIV A S Disminución de los valores de la DES de Tórax P-A en Radiología digital luego delas medidas correctivas Cal
  • 47. DOSIS EN LA SUPERFICIE DE ENTRADA DEL PACIENTE (DES) EN EL SISTEMA DE RADIOLOGIA DIGITAL POST MEDIDAS CORRECTIVAS EXPLORACION COLUMNA LUMBAR AP 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 R. CONV ENCIONA L CONTROL DE DOSIS R. DIGITA L 1 CONTROL DE DOSIS º R. DIGITA L CONTROL DE DOSIS POST M EDIDAS CORRECTIVAS
  • 48. DOSIS EN LA SUPERFICIE DE ENTRADA DEL PACIENTE (DES) EN EL SISTEMA DE RADIOLOGIA DIGITAL POST MEDIDAS CORRECTIVAS EXPLORACION COLUMNA LUMBAR LATERAL 40 35 30 DSE (mGy) 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 R. CONVENCIONAL CONTROL DE DOSIS R. DIGITAL 1 CONTROL DE DOSIS º R. DIGITAL CONTROL DE DOSIS POST MEDIDAS CORRECTIVAS
  • 49. Lic. Marco A. Rivero Mendoza marcoboex@yahoo.es Hospital Central de la Fuerza Aérea del Perú Hospital Nacional Dos de Mayo Seguridad Radiológica y Física Médica