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Sociedad Peruana de Radioprotección
Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas
III JORNADA DE PROTECCION RADIOLOGICA DEL PACIENTE
         Auditorio del INEN, 26 de Enero de 2013




  Protección Radiológica
            en
Tomografía Computarizada

                                            J. Fernando Márquez
                                              Docente - UNMSM
                                             Físico Medico - INEN
1990
El Tomógrafo (o escáner) TC
Una mirada dentro de un TC convencional (no
                 helicoidal)



Conjunto
detector y                             Tubo de
colimador                              rayos X
Principio del escáner helicoidal

• Geometría de barrido (o “escaneo”)



                                       Haz de rayos X


                                       Dirección de
                                       movimiento del
                                       paciente


• Adquisición continua de datos y movimiento de la mesa
Una mirada dentro de un TC de anillo deslizante
                (“slip ring”)


                                       Nótese:
Tubo de                                cómo la
rayos X                                mayor parte
                                       de la
                                       electrónica
                                       está
Conjunto                               colocada en
detector                               el túnel
                                       (gantry)
                                       rotatorio

Anillo
deslizante
Las Nuevas tecnologias en TC
TAC Multicorte: Haz rotatorio de rayos X con forma de abanico

                                              multi-slice CT
                                             Cone Angle 3.06°
                                                    Fan Angle ~53°




                                                  Broad-beam
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TAC Multicorte: Detectores
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TAC Multicorte

• Exploración o adquisición axial   • Exploración o adquisición
   – Una sola rotación del haz        helicoidal/espiral
     seguida del movimiento            – Movimiento de la camilla y
     gradual de la camilla               rotación del haz continuos
   – Tiempos de rotación de 1/3        – Estudios cardiacos, de
     segundo                             perfusión vascular y
   – Cortes de espesor 0.5 mm            angiográficos realizados en
                                         este modo
   – Tomógrafos volumétricos
     funcionan en este modo
Fluoroscopia con TC

• Guía en tiempo real
• Gran calidad de imagen
• Bajo riesgo
• Procedimientos más rápidos
  (hasta un 66% más rápidos
  que los procedimientos no
  fluoroscópicos)
• Aprox. 80 kVp, 30 mA
Imagen 3D




Endoscopia TC
Las evolución de la tecnología en TC
Las Nuevas tecnologías en TC
        Tiempos de                     Traumatología
        barrido más                      y estudios
           cortos                        pediátricos

                         Nuevas
 Tomógrafos            aplicaciones
de haz ancho                            Neurocirugía
                         clínicas

             Alta
          resolución                     Estudios
           temporal                      cardiacos


                        ¿Y la dosis
                        al paciente?
TAC Multicorte: Algoritmos
• Algoritmos ponderados de retroproyección generan
  imágenes en 2D y 3D




                                                     t
TAC Multicorte: Algoritmos
                                                            µ voxel − µ H 2O
                    µ rel = HU voxel = CT # voxel =10   3

                                                                µ H 2O

HU   3000

      100

       50                                                                      T OSEO

                                                    RIÑON TUMOR       SANGRE
        0                                      CORAZON          HÍGADO
                                    AGUA   MUSCULO

     -100
                               TEJIDO MAMARIO
     -200
                          TEJIDO ADIPOSO
     -900
                     PULMÓN
     -1000
             AIRE
Algoritmo de disminución de dosis
         Modulación de la corriente en el plano XY (modulación angular)

La anatomía del paciente es muy asimétrica, por lo que los rayos X son
mucho menos atenuados en la dirección antero-posterior que en la
dirección lateral.




La modulación automática de corriente requiere que se conozcan las características de
   atenuación del paciente. Puede obtenerse de dos maneras:
1. con datos provenientes del la radiografía plana (escanograma, scanogram), para evaluar la
   dimensión lateral del paciente,
2. con datos “online”, usando los datos de proyección retrasados 180º del ángulo de
   generación de rayos X.
Algoritmo de reducción de dosis
   Modulación de corriente a lo largo del eje Z (modulación del eje Z)


La modulación en el eje Z es un intento para entregar todas las
imágenes con ruido similar, independientemente del tamaño y de la
anatomía del paciente




  La corriente se modula en función del espesor de las diferentes secciones del paciente (por
  ejemplo, el cuello corresponde a una sección muy pequeña en comparación con el
  abdomen). Las informaciones para la disminución automática están disponibles en los
  escanogramas.
Dosis en tomografía multicorte

   ¿¿¿ Aumenta la dosis o disminuye ????



Reducción  Introducción de algoritmos de disminución de dosis
   Técnicas de modulación de la corriente
   Métodos de reconstrucción iterativos
Aumento  Parámetros geométricos
   Introducción de nuevas aplicaciones clínicas
              TC cardiológica, perfusión funcional, traumatología,…
Dosis en tomografía multicorte

         ¿¿¿Sigue siendo confiable la medición ????


MEDICIÓN DE CTDIw :
El incremento del ancho del haz hace que
la longitud de la cámara lápiz no sea
adecuada

David J. Brenner:
Is it time to retire the CTDI for CT quality assurance and dose optimization?

¿ Es hora de jubilar al CTDI de la garantía de calidad y optimización de dosis
en TC?
Medical Physics, Vol. 32, No. 10, October 2005
Perspectivas sobre los riesgos en
         las nuevas Tecnologías
Riesgo determinista.
La TC contribuye una gran parte de la dosis colectiva, en algunos países llega
hasta el 70% de la dosis por la practica medica, la dosis del paciente
individual de la piel en un solo procedimiento es muy inferior a la que debería
causar preocupación por lesión determinista pero existen casos donde la dosis
umbral para lesiones de la piel y una serie de lesiones severas de la piel se han
reportado (Rehani y López Ortiz, 2006).
En un artículo reciente, Imanishi et al. 2005 informó tres casos de pérdida
temporal del cabello en forma de vendaje que se produjo en los pacientes con
la combinación de los estudios de perfusión cerebral con TCMD y la
angiografía por sustracción digital (DSA)
Perspectivas sobre los riesgos en las
            nuevas Tecnologías
Riesgo determinista.




  Figura. Pérdida de cabello en una mujer de 53 años con subarachnoid
  haemorrhage . Pérdida de cabello temporal duró 51 días se observó el día 37
  después de la primera estudio de perfusión de la cabeza con la TCDM.
Perspectivas sobre los riesgos en las
             nuevas Tecnologías
Riesgo estocastico.
No es posible demostrar que un cáncer particular en un paciente fue causada
por las dosis en órganos mGy de unos pocos exámenes de TC realizadas
durante la vida de un individuo. Sin embargo, en las bases estadísticas, las
exposiciones encontradas en el examen de CT puede aumentar el riesgo de
ciertos tipos de cáncer, especialmente en los niños (Brenner et al., 2001). Los
riesgos de mortalidad del cáncer de por vida por unidad de dosis varían con la
edad.
Auditorías de dosis de pacientes

 Auditorías internas
   – Determinación sistemática de las dosis recibidas por los pacientes en los
     exámenes estándares en un único hospital/ consultorio radiológico
   – Para ser usados internamente para la optimización y justificación
   – Realizadas generalmente por un auditor interno (físico médico)
   – Si no se cuenta con capacidad interna (equipamiento, mano de obra), la
     auditoría puede ser llevada a cabo o apoyada por un experto externo

 Auditorías externas/regionales
   – La auditoría de dosis es llevada a cabo por un auditor externo
   – Dicho auditor debe pertenecer a un equipo integrado por especialistas
     en Física Medica
   – Puede confiar en la información de las auditorías internas
Casos reportados
Caso de una Paciente sometida a TC MC: embarazada
                                                    ?
Resumen: Caso de una Paciente sometida a TC MC: embarazada




                Dosis Total en Feto = 38 mGy
                                                             ?
Arcata medical radiography accident, 2008                                      ..
        compiled by Wm. Robert Johnston, last modified 19 December 2009……………….
Date: 23 January 2008
Location: Mad River Community Hospital, Arcata, California, United States
Type of event: radiation overexposure during CT scan
Description: Un niño de 23 meses recibió una radiación sobreexpuesta durante varios TAC en el
Hospital de la Comunidad de Mad River. El niño fue llevado a la sala de emergencia del hospital
por una posible lesión en el cuello. El técnico del TAC realizo un total de 151 exploraciones de TC
de la cara y el cuello del niño durante un período de 65 minutos, hasta que el padre del
muchacho se opuso al proceso. La técnico dijo que pensaba que la máquina estaba rota y pulsó
el botón de exploración en cuatro ocasiones con el fin de registrar una imagen completa. Un
segundo técnico hace 25 escáner CT unos 90 minutos más tarde en un período de un minuto. El
segundo técnico estaba "horrorizado" al ver los registros de los análisis anteriores y reporto al
Director del Departamento de imágenes. El niño desarrolla quemaduras por radiación en las
mejillas y alrededor de la cabeza y el cuello en un plano debajo de los ojos a través de las
orejas y el cuello. Una investigación posterior concluyó que el primer técnico había pulsado el
botón del escanear 151 veces, y estimó que el niño recibió una dosis de 280 a 1100 rad (2800 a
11000 mGy) "usando un factor de cuatro para el tamaño y estructura pediátrica", también se
estima un riesgo de por vida adicional de desarrollar un cáncer fatal de 39%.

Consecuencia: 1 lesión
Los Angeles medical radiography accident, 2008-2009
        compiled by Wm. Robert Johnston, last modified 19 December 2009
Date: February 2008-August 2009
Location: Los Angeles, California, United States
Type of event: radiation overexposure during CT scans
Description: Después de la implementación de un nuevo procedimiento de TC en el
hospital Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, pacientes fueron sobreexpuestos
durante una TC. A partir de Febrero de 2008 a Agosto de 2009, 206 pacientes
recibieron una exposición estimada de 300 a 400 rad (3000 a 4000 mGy) al cerebro
en vez de la 50 a 100 rad previsto. El error fue descubierto cuando un paciente en
agosto de 2009 informó de la pérdida de cabello localizada. Después del caso del
incidente llamo la atención de la FDA en octubre de 2009, similares sobredosis
accidentales se registraron en otros sitios: 14 casos en Glendale Adventist Medical
Center, Los Angeles, un número indeterminado de casos en el Centro Médico St.
Joseph en Burbank, California; y un número indeterminado de casos en una ubicación
no declarada en Alabama. Según se informa más de 250 pacientes fueron
sobreexpuestos, con un enrojecimiento de la piel número limitado sufrimiento y / o
alguna pérdida de cabello.

Consequences: 2+ injuries
Sociedad Peruana de Radioprotección
Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas
III JORNADA DE PROTECCION RADIOLOGICA DEL PACIENTE
         Auditorio del INEN, 26 de Enero de 2013




. . . . . . .GRACIAS

                                            Fernando Márquez
                                               Físico Medico
                                          jfmarquezp@yahoo.es

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Proteccion radiologica en tc

  • 1. Sociedad Peruana de Radioprotección Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas III JORNADA DE PROTECCION RADIOLOGICA DEL PACIENTE Auditorio del INEN, 26 de Enero de 2013 Protección Radiológica en Tomografía Computarizada J. Fernando Márquez Docente - UNMSM Físico Medico - INEN
  • 3. El Tomógrafo (o escáner) TC
  • 4. Una mirada dentro de un TC convencional (no helicoidal) Conjunto detector y Tubo de colimador rayos X
  • 5. Principio del escáner helicoidal • Geometría de barrido (o “escaneo”) Haz de rayos X Dirección de movimiento del paciente • Adquisición continua de datos y movimiento de la mesa
  • 6. Una mirada dentro de un TC de anillo deslizante (“slip ring”) Nótese: Tubo de cómo la rayos X mayor parte de la electrónica está Conjunto colocada en detector el túnel (gantry) rotatorio Anillo deslizante
  • 7. Las Nuevas tecnologias en TC TAC Multicorte: Haz rotatorio de rayos X con forma de abanico multi-slice CT Cone Angle 3.06° Fan Angle ~53° Broad-beam Cone Angle 15.0°
  • 8. TAC Multicorte: Detectores • Radiación transmitida es capturada por una matriz de detectores centelleantes acoplados a fotodiodos
  • 9. TAC Multicorte • Exploración o adquisición axial • Exploración o adquisición – Una sola rotación del haz helicoidal/espiral seguida del movimiento – Movimiento de la camilla y gradual de la camilla rotación del haz continuos – Tiempos de rotación de 1/3 – Estudios cardiacos, de segundo perfusión vascular y – Cortes de espesor 0.5 mm angiográficos realizados en este modo – Tomógrafos volumétricos funcionan en este modo
  • 10. Fluoroscopia con TC • Guía en tiempo real • Gran calidad de imagen • Bajo riesgo • Procedimientos más rápidos (hasta un 66% más rápidos que los procedimientos no fluoroscópicos) • Aprox. 80 kVp, 30 mA
  • 12. Las evolución de la tecnología en TC
  • 13. Las Nuevas tecnologías en TC Tiempos de Traumatología barrido más y estudios cortos pediátricos Nuevas Tomógrafos aplicaciones de haz ancho Neurocirugía clínicas Alta resolución Estudios temporal cardiacos ¿Y la dosis al paciente?
  • 14. TAC Multicorte: Algoritmos • Algoritmos ponderados de retroproyección generan imágenes en 2D y 3D t
  • 15. TAC Multicorte: Algoritmos µ voxel − µ H 2O µ rel = HU voxel = CT # voxel =10 3 µ H 2O HU 3000 100 50 T OSEO RIÑON TUMOR SANGRE 0 CORAZON HÍGADO AGUA MUSCULO -100 TEJIDO MAMARIO -200 TEJIDO ADIPOSO -900 PULMÓN -1000 AIRE
  • 16. Algoritmo de disminución de dosis Modulación de la corriente en el plano XY (modulación angular) La anatomía del paciente es muy asimétrica, por lo que los rayos X son mucho menos atenuados en la dirección antero-posterior que en la dirección lateral. La modulación automática de corriente requiere que se conozcan las características de atenuación del paciente. Puede obtenerse de dos maneras: 1. con datos provenientes del la radiografía plana (escanograma, scanogram), para evaluar la dimensión lateral del paciente, 2. con datos “online”, usando los datos de proyección retrasados 180º del ángulo de generación de rayos X.
  • 17. Algoritmo de reducción de dosis Modulación de corriente a lo largo del eje Z (modulación del eje Z) La modulación en el eje Z es un intento para entregar todas las imágenes con ruido similar, independientemente del tamaño y de la anatomía del paciente La corriente se modula en función del espesor de las diferentes secciones del paciente (por ejemplo, el cuello corresponde a una sección muy pequeña en comparación con el abdomen). Las informaciones para la disminución automática están disponibles en los escanogramas.
  • 18. Dosis en tomografía multicorte ¿¿¿ Aumenta la dosis o disminuye ???? Reducción  Introducción de algoritmos de disminución de dosis Técnicas de modulación de la corriente Métodos de reconstrucción iterativos Aumento  Parámetros geométricos Introducción de nuevas aplicaciones clínicas TC cardiológica, perfusión funcional, traumatología,…
  • 19. Dosis en tomografía multicorte ¿¿¿Sigue siendo confiable la medición ???? MEDICIÓN DE CTDIw : El incremento del ancho del haz hace que la longitud de la cámara lápiz no sea adecuada David J. Brenner: Is it time to retire the CTDI for CT quality assurance and dose optimization? ¿ Es hora de jubilar al CTDI de la garantía de calidad y optimización de dosis en TC? Medical Physics, Vol. 32, No. 10, October 2005
  • 20.
  • 21.
  • 22. Perspectivas sobre los riesgos en las nuevas Tecnologías Riesgo determinista. La TC contribuye una gran parte de la dosis colectiva, en algunos países llega hasta el 70% de la dosis por la practica medica, la dosis del paciente individual de la piel en un solo procedimiento es muy inferior a la que debería causar preocupación por lesión determinista pero existen casos donde la dosis umbral para lesiones de la piel y una serie de lesiones severas de la piel se han reportado (Rehani y López Ortiz, 2006). En un artículo reciente, Imanishi et al. 2005 informó tres casos de pérdida temporal del cabello en forma de vendaje que se produjo en los pacientes con la combinación de los estudios de perfusión cerebral con TCMD y la angiografía por sustracción digital (DSA)
  • 23. Perspectivas sobre los riesgos en las nuevas Tecnologías Riesgo determinista. Figura. Pérdida de cabello en una mujer de 53 años con subarachnoid haemorrhage . Pérdida de cabello temporal duró 51 días se observó el día 37 después de la primera estudio de perfusión de la cabeza con la TCDM.
  • 24. Perspectivas sobre los riesgos en las nuevas Tecnologías Riesgo estocastico. No es posible demostrar que un cáncer particular en un paciente fue causada por las dosis en órganos mGy de unos pocos exámenes de TC realizadas durante la vida de un individuo. Sin embargo, en las bases estadísticas, las exposiciones encontradas en el examen de CT puede aumentar el riesgo de ciertos tipos de cáncer, especialmente en los niños (Brenner et al., 2001). Los riesgos de mortalidad del cáncer de por vida por unidad de dosis varían con la edad.
  • 25. Auditorías de dosis de pacientes  Auditorías internas – Determinación sistemática de las dosis recibidas por los pacientes en los exámenes estándares en un único hospital/ consultorio radiológico – Para ser usados internamente para la optimización y justificación – Realizadas generalmente por un auditor interno (físico médico) – Si no se cuenta con capacidad interna (equipamiento, mano de obra), la auditoría puede ser llevada a cabo o apoyada por un experto externo  Auditorías externas/regionales – La auditoría de dosis es llevada a cabo por un auditor externo – Dicho auditor debe pertenecer a un equipo integrado por especialistas en Física Medica – Puede confiar en la información de las auditorías internas
  • 27. Caso de una Paciente sometida a TC MC: embarazada ?
  • 28. Resumen: Caso de una Paciente sometida a TC MC: embarazada Dosis Total en Feto = 38 mGy ?
  • 29. Arcata medical radiography accident, 2008 .. compiled by Wm. Robert Johnston, last modified 19 December 2009………………. Date: 23 January 2008 Location: Mad River Community Hospital, Arcata, California, United States Type of event: radiation overexposure during CT scan Description: Un niño de 23 meses recibió una radiación sobreexpuesta durante varios TAC en el Hospital de la Comunidad de Mad River. El niño fue llevado a la sala de emergencia del hospital por una posible lesión en el cuello. El técnico del TAC realizo un total de 151 exploraciones de TC de la cara y el cuello del niño durante un período de 65 minutos, hasta que el padre del muchacho se opuso al proceso. La técnico dijo que pensaba que la máquina estaba rota y pulsó el botón de exploración en cuatro ocasiones con el fin de registrar una imagen completa. Un segundo técnico hace 25 escáner CT unos 90 minutos más tarde en un período de un minuto. El segundo técnico estaba "horrorizado" al ver los registros de los análisis anteriores y reporto al Director del Departamento de imágenes. El niño desarrolla quemaduras por radiación en las mejillas y alrededor de la cabeza y el cuello en un plano debajo de los ojos a través de las orejas y el cuello. Una investigación posterior concluyó que el primer técnico había pulsado el botón del escanear 151 veces, y estimó que el niño recibió una dosis de 280 a 1100 rad (2800 a 11000 mGy) "usando un factor de cuatro para el tamaño y estructura pediátrica", también se estima un riesgo de por vida adicional de desarrollar un cáncer fatal de 39%. Consecuencia: 1 lesión
  • 30. Los Angeles medical radiography accident, 2008-2009 compiled by Wm. Robert Johnston, last modified 19 December 2009 Date: February 2008-August 2009 Location: Los Angeles, California, United States Type of event: radiation overexposure during CT scans Description: Después de la implementación de un nuevo procedimiento de TC en el hospital Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, pacientes fueron sobreexpuestos durante una TC. A partir de Febrero de 2008 a Agosto de 2009, 206 pacientes recibieron una exposición estimada de 300 a 400 rad (3000 a 4000 mGy) al cerebro en vez de la 50 a 100 rad previsto. El error fue descubierto cuando un paciente en agosto de 2009 informó de la pérdida de cabello localizada. Después del caso del incidente llamo la atención de la FDA en octubre de 2009, similares sobredosis accidentales se registraron en otros sitios: 14 casos en Glendale Adventist Medical Center, Los Angeles, un número indeterminado de casos en el Centro Médico St. Joseph en Burbank, California; y un número indeterminado de casos en una ubicación no declarada en Alabama. Según se informa más de 250 pacientes fueron sobreexpuestos, con un enrojecimiento de la piel número limitado sufrimiento y / o alguna pérdida de cabello. Consequences: 2+ injuries
  • 31. Sociedad Peruana de Radioprotección Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas III JORNADA DE PROTECCION RADIOLOGICA DEL PACIENTE Auditorio del INEN, 26 de Enero de 2013 . . . . . . .GRACIAS Fernando Márquez Físico Medico jfmarquezp@yahoo.es