lunes, 25 de abril de 2016

(T16) Sobre la gammacámara

Para la realización de este ejercicio, nos dividimos las preguntas. El resto de preguntas se encuentran en los blogs de JeffersonEsteban y Miguel.

5.- La lógica Anger. ¿Qué es? ¿Para qué sirve? ¿Que limitaría la resolución en caso de no utilizarla? ¿Cómo se implementa?

Es un procedimiento por el cual somos capaces de incrementar la resolución de la gammacámara ya que, si nos fijamos, la resolución está limitada por el número de tubos fotomultiplicadores (más o menos 10x10).

Aunque pueda parecer complicado, este procedimiento es muy sencillo; simplemente tenemos que darnos cuenta que es el mismo procedimiento que se realiza para calcular la media en distribuciones de probabilidad discretas o para el cálculo del centro de masas de un sistema discreto. 

En primer lugar se realiza el sumatorio de las energías captadas en cada tubo fotomultiplicador multiplicadas por la distancia respecto al origen en la que se encuentra ese fotomultiplicador. Una vez realizado este cálculo, es necesario dividirlo entre el sumatorio de las energías captadas en cada tubo fotomultiplicador, es decir, la energía total (en el caso del cálculo de la media probabilística este valor sería igual a 1).

Este cálculo se realiza tanto para el eje X como para el Y; obteniendo así una resolución mucho menos limitada que la proporcionada por el número de tubos fotomultiplicadores.



6.- Análisis de energía. ¿Qué elemento del sistema es sensible a la energía? Por cierto, ¿la energía de qué? ¿Qué utilidad tiene medir esa energía? ¿Contribuye a la imagen de alguna manera?

El elemento del sistema sensible a la energía es el ya conocido tubo fotomultiplicador. Esta energía hace referencia a la energía de los fotones, que si recordamos es:



Donde h es la constante de Plank y v la frecuencia de la onda.

Medir esta energía sirve para descartar pulsos demasiado intensos como para ser producidos por el radiofármaco, o para descartar los que son demasiado bajos y que contribuyen al ruido, no contando ese caso y procediendo a recibir el siguiente disponible.

Esta discriminación de energías contribuye a la imagen en cuanto a que permite eliminar el ruido y, por lo tanto, aumentar la SNR.

(T15) Sobre los radiofármacos

En esta tarea la clase se dividió en 4 grupos; 2 para hablar sobre la producción de radiofármacos (sin generadores) y 2 para hablar de los sistemas generadores. En mi caso, me toco hablar sobre la produccion de los radiofármacos junto a Ana y Jefferson.

La presentación que realizamos está colgada en el Blog de Jefferson.



(T14) Ejercicio bibliográfico de detalles del RMN

La tarea 14 fue resuelta en grupo y está publicada en el Blog de Idoia

(T11 y T12) Ejercicios con el simulador sencillo de RMN

T11 .- Buscar (a ojo) las frecuencias de resonancia (Freq.) para distintos valores del campo externo (B0). ¿Influye la intensidad del campo B1? ¿Que relación hay entre Freq. y B0 (lineal, inversa, cuadrática, ...)? ¿Cuadra eso con lo que habíamos visto en "teoría"? Si ahora se quita el campo B1 y se sustituye por la bobina (coil) ¿qué ocurre en ella?

Hemos buscado probando diferentes frecuencias para distintos valores del campo externo y tenemos los siguientes datos:

La intensidad del campo B1 no influye (la hemos mantenido a 1mT para todos los casos).

La relación entre la frecuencia y B0 que hemos obtenido, la hemos representado en el siguiente gráfico:


Se puede decir que tiene una relación lineal. No se ve realmente debido a la precisión del simulador, la frecuencia la puedes aumentar o disminuir de 0.05 en 0.05 Hz, y la intensidad de B0 de 0.1 en 0.1 mT.

Por la teoría, ya sabíamos que la relación debía ser lineal debido a su fórmula (la ecuación de Larmor):


Si ahora le quitamos el campo B1 y lo sustituimos por una bobina podemos observar el fenómeno de la desexcitación en la señal sinusoide amortiguada de color azul que aparece en la imagen:


T12.- ¿Qué magnitudes de la señal de radiofrecuencia aplicada determinarán el ángulo de desplazamiento de la magnetización?

Antes de responder a esta pregunta hay que dejar claro que para poder tener un control sobre el ángulo de desplazamiento de la magnetización, el campo magnético variable que apliquemos, deberá estar en resonancia con la magnetización; si esto no es así, no existirá realimentación positiva en el sistema y obtendremos ángulos de desplazamiento variables para cada instante.

Si por el contrario, el campo magnético variable que apliquemos, está en resonancia con la magnetización, el ángulo de desplazamiento de la magnetización estará directamente relacionado con la amplitud del campo magnético variable aplicado (B1); a mayor B1, mayor ángulo de desplazamiento.

martes, 12 de abril de 2016

(T9) Riesgos de la TC, estrategias de reducción de dosis

Introducción 

En la radiología convencional suele usarse la dosis de entrada en piel como indicador dosimétrico directo o como dato base para un cálculo posterior de la dosis efectiva o en órganos. Sin embargo, en la TC este indicador no resulta práctico ni útil, ya que la divergencia del haz, la atenuación en el propio tejido y la dispersión de los rayos X provocan que la distribución de las dosis sobre el eje del paciente alcance sectores fuera de la zona seleccionada. Por ello, es preciso recurrir a modelos simplificados (basados en aproximaciones idealizadas de la anatomía) para, a partir de medidas externas o sobre fantomas, calcular las magnitudes relevantes desde el punto de vista dosimétrico.

En este enlace podéis encontrar un articulo que describe las principales unidades dosimétricas utilizadas en la tomografía computarizada.

Dosis recibidas

Las dosis recibidas por el paciente durante una exploración de TC se encuentran entre las más elevadas de todas las técnicas de radiodiagnóstico. En la siguiente figura podemos comparar las dosis recibidas en distintas exploraciones TC con las recibidas en radiografías simples.


Para poder tener una mejor idea de lo que estas dosis suponen, recordemos que la dosis absorbida por radiación natural en un año se halla en el rango de 1 a 10 mSv.

Protección radiológica 

Las normas legales de protección radiológica a día de hoy utilizan:
  1. Un límite de dosis efectiva de 1 mSv/año para la población general y de 100 mSv de promedio en 5 años para las personas dedicadas a trabajos que implican una exposición radiactiva (industria nuclear, radiología médica), con un máximo de 50 mSv en un único año.
  2. Un límite de dosis equivalente de 150 mSv para el cristalino (ojo) y 500 mSv para la piel y las manos.
Optimización

La justificación de la exposición, es fundamental pero no es suficiente. Para minimizar el riesgo también es necesario tomar medidas para optimizar las dosis impartidas de forma que sean lo más bajas posibles compatibles con la obtención de la información diagnóstica requerida. A este principio se le denomina ALARA (tan baja como sea razonablemente posible) por sus siglas en inglés (“As Low As Reasonably Achievable).

F.A.Q

A continuación ponemos una serie de preguntas frequentes tomadas de la web de Protección Radiológica de los Pacientes:

1. ¿Depende la exposición del paciente en un examen de CT del número de cortes?

A modo de ejemplo, supongamos que el primer examen fue de 10 cortes y el segundo de 20 cortes, sin modificar ningún otro parámetro. Si la dosis absorbida en el primer examen fue de 30 mGy, la dosis al mismo tejido no variará de manera significativa dado que la segunda exploración involucra a otra zona de tejido y la energía adicional de la segunda exploración se absorbe en un lugar diferente. En la exploración de 20 cortes la energía total que se imparte al paciente es el doble que en la de 10 cortes. Es decir que se mantiene aproximadamente igual la energía absorbida por unidad de masa y aumenta la cantidad de tejido que recibe radiación.


2. ¿Por qué hay magnitudes especiales para cuantificar la radiación en CT, tales como el kerma en aire en tomografía computada?

No es posible medir directamente las dosis absorbidas y las dosis a órganos de un paciente, porque se necesitaría poner el dosímetro en los puntos de interés dentro de su cuerpo. Sólo se las puede medir en un maniquí. También se puede medir el kerma en aire en el eje de rotación. Tabulando los valores del cociente entre las dosis a diversos órganos y el del kerma en aire en el eje de rotación de un exploración con 1 mAs, se obtiene un cuadro con los coeficientes de conversión. Una vez que se conoce el valor de Ca, es muy fácil multiplicarlo por el valor de mAs y por el del coeficiente de conversión para un órgano para obtener la dosis a dicho órgano en un examen concreto.

A la magnitud Ca, también denominada índice de kerma en aire en tomografía computada, se la puede medir en aire sin retrodispersión o en una cavidad de aire en el interior de maniquíes de polimetacrilato (PMMA) específicos para cabeza y cuello.

En la página Web de ImPact http://www.impactscan.org/ se hallan disponibles los valores de CTDI para una variedad de equipos de CT.

3. ¿Hay un parámetro predominante en limitar la reducción de la exposición a los pacientes en CT?

En la mayoría de los exámenes de CT, se puede variar la exposición de los pacientes en un amplio margen según el valor mAs. Sin embargo, cuando se reduce la cantidad de fotones aumenta el ruido visible en la imagen. Un protocolo optimizado es aquél en el que se ha ajustado el valor de mAs de manera que se logre un nivel de ruido en la imagen que sea el máximo aceptable para la interpretación clínica.


4. Si realizo el examen con cortes más finos, ¿se reduce la exposición de los pacientes?

¡No! La realidad es que la dosis aumenta al reducir el espesor de corte. El efecto es indirecto. Cuando se reduce el espesor del corte, se reduce el tamaño del elemento de volumen de tejido (denominado voxel). Cuanto más pequeño sea el voxel menor es la cantidad de fotones por elemento de imagen. El número de fotones es lo que afecta al ruido de la imagen. Al reducirse el número de fotones aumenta el ruido debido a la naturaleza estadística de las interacciones de los fotones.


5. ¿Cómo puedo cuantificar y determinar la exposición a la radiación de los pacientes sometidos a un examen de CT?

Muchos equipos de CT modernos calculan durante la exploración el índice de kerma en aire de la tomografía computada, Ca (*) y el producto del kerma por la longitud, PKL, y muestran los resultados en la consola de operación. Kerma=Gray.

El valor de Cvol es el de Ca dividido por el factor de paso (pitch); el valor de PKL se obtiene multiplicando el Ca por la longitud de la parte del cuerpo abarcada por la exploración.

Si el equipo no dispone de esta función, se puede hacer una estimación a partir de los datos técnicos reales empleados (es decir kV, mAs) y los datos obtenidos en la calibración del equipo (Ca y Cvol). Esta calibración y estos cálculos los realiza normalmente un físico.

6. El obtener las imágenes en volumen (3D), ¿ofrece posibilidades de reducir la dosis respecto a la de los cortes en 2D?

No directamente, pero es cierto que el 3D ofrece algunas posibilidades en determinados tipos de examen. Después de obtener la información volumétrica, o en 3D, se pueden volver a utilizar los datos para efectuar reconstrucciones adicionales de imagen sin tener que exponer de nuevo al paciente. Por ejemplo se pueden efectuar reconstrucciones de imágenes solapando adicionalmente los cortes, u obteniendo cortes de diferente espesor o con distintas orientaciones de los cortes.

7. ¿Puedo reducir la dosis de radiación en CT espiral aumentando el factor de paso (pitch)?

Técnicamente sí, puede reducir la dosis, pero hay que tomar en cuenta otros factores. Mientras que el aumento del factor de paso (pitch) reduce la dosis si se mantienen iguales todos los demás parámetros, esto también afecta a la calidad de imagen. En primer lugar, el factor de paso (pitch) puede limitar el máximo grado de detalle o la resolución espacial obtenible en la dirección del eje del corte. En segundo lugar, aumentar el factor de paso (pitch) hace aumentar el nivel de ruido en la imagen. Sin embargo, la mayoría de los equipos de CT tienen una función que modifica automáticamente el valor de mAs y la dosis para mantener un nivel de ruido especificado, cuando se cambian otros parámetros tales como el espesor de corte, el tamaño de la matriz, el campo de visión y el factor de paso (pitch). La ventaja de aumentar el factor de paso (pitch) es la de reducir el tiempo de exploración, no la de reducir la dosis.

Lo adecuado es seleccionar el factor de paso (pitch) con el que se logre un equilibrio entre la calidad de imagen, el tiempo de exploración requerido y la atención por la exposición de los pacientes. Este equilibrio procede de la experiencia y del uso de guías nacionales o internacionales y referencias adecuadas.

Bibliografía

Andiscoa, D., Blanco, S., & Buzzi, A. (2014). Dosimetría en tomografía computada. Revista Argentina de Radiología, 78(3), 156-160. Disponible en:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048761914000362

Articulo Web: "¿Es peligrosa la Tomografía Computarizada?" Disponible en:

lunes, 11 de abril de 2016

(T8) Simulador de RX

1.- Elegid alguno de ellos y generad una situación adecuada para una técnica radiográfica concreta que escojáis (y particularicéis) a partir de la documentación del tema (a partir de la transparencia de la figura). Aunque la tarea se realice en grupo, estaría bien que al acabar la clase en el blog de cada uno quedara recogido un caso distinto con su explicación (que era lo que se buscaba y con qué parámetros se ha conseguido).

En nuestro caso, elegiremos una rafiografía de abdomen. En la entrada anterior, se vió una imagen donde se mostraban las energías necesarias para penetrar en diferentes partes del cuerpo.

 

Como se puede observar, la zona abdominal necesita una energía de ~80keV por lo que elegiremos la siguiente configuración inicial:

Como se puede observar, hemos seleccionado un voltaje de 85 kV y hemos asumido que existe un rizado de 0.15. El espectro obtenido para esta configuración:

Ahora será necesario aplicar un filtro para eliminar la energía que no nos interesa. Probando diferentes filtros hemos visto que la plata conmsigue muy buenos resultados para nuestro caso particular. Así pues, hemos aplicado un filtro de plata de 5mm; el espectro obtenido tras aplicar el filtro es el siguiente:

 
Como se puede observar, se ha conseguido una gran selectividad con un pico máximo en 80-81 keV.

2.- También con el simulador intentad responder: ¿Se puede conseguir un haz estrecho en energías (bastante monocromático)? Probad a combinar filtros.


Ya se ha visto en el apartado anterior que con un único filtro se puede estrechar mucho el espectro, por lo que podemos imaginar que mediante la combinación de filtros se conseguirá una mayor selectividad. Para comrpbarlo, hemos añadido al filtro de plata, un filtro de oro de 2.5mm obteniendo el siguiente resultado:



Se observa que, mediante la combinación de filtros, podemos conseguir un haz muy estrecho.

3.- ¿Habéis podido comparar simuladores?  

En mi caso, he comenzado a trabajar con el simulador descargable. Me ha parecido muy sencillo de manejar y muy util para ver los cambios en el espectro al variar los parametros de entrada (ya que realiza los cambios al momento). Sin embargo, al intentar aplicar filtros para conseguir estrechar el espectro, me ha resultado mucho mas cómodo trabajar con el simulador de Siemens. Además el hecho de que permita combinar filtros lo hace mucho más interesante.

lunes, 4 de abril de 2016

(T7) ¿Qué tiene que ver M. Curie con Piedrabuena?

Rebuscando por la red datos sobre Piedrabuena he conseguido encontrar un punto de unión entre esta ciudad y Marie Curie. Se trata de un pequeño párrafo sacado de Wikipedia y dice asi: "En 1913 el inventor y empresario Mónico Sánchez instaló una industria de productos eléctricos dedicados a la medicina y enseñanza, donde se fabricarán entre otras cosas, los primeros aparatos de Rayos X portátiles que eran realmente eficaces".

Investigando un poco mas he descubierto que Marie Curie y el cuerpo de voluntarios que formó recorrieron los campos de batalla de la primera guerra mundial con las unidades de rayos X portátiles inventadas por Mónico Sánchez montadas en camiones. Estos camiones con unidades de Rayos X se denominaron "Petit Curie" y, sin duda, miles de vidas se salvaron gracias a ellos.


Una vez resuelta la relación entre Piedrabuena y Marie Curie, me ha entrado el gusanillo de investigar un poco sobre ese tal Mónico Sanchez que se nombra al hablar de los aparatos de Rayos X portátiles. En este enlace podemos encontrar una entrada muy completa e interesante de la vida de Mónico Sánchez. El resumen es que fue un inventor e ingeniero eléctrico español, pionero de la radiología, telecomunicaciones sin cables y electroterapia, pero os animo a que leáis la entrada al completo.

Como comentario final, he de decir que es sorprendente que un personaje tan importante como Mónico Sánchez sea tan desconocido en nuestro país.