lunes, 14 de marzo de 2016

T8- Simulador de Rayos X.



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).

Se escoge como caso una radiografía de tórax. Según el esquema de la figura 1, para una radiografía de tórax la energía de  disparo debe ser de 120 KV. El voltaje de disparo determina la energía de los rayos X generados y, por tanto, la penetración de los mismos en el tejido y, en última instancia, el contraste final de la imagen. Es el principal parámetro a controlar para una buena calidad de la radiografía.

                            Figura 1. Energía de disparo para cada tipo de radiografía

Un aspecto también fundamental a la hora de realizar una radiografía es el tiempo de exposición o cantidad de fotones X que recibirá el paciente. El simulador únicamente predice la energía espectral del haz generado y recibido por el paciente. No contiene un selector de tiempo de exposición. Esto se realiza controlando la corriente en Amperios (Coulomb/s o 6.3x10^18 electrones/segundo). A mayor corriente, mayor número de electrones incidirán en el ánodo y mayor número de fotones X viajarán hasta el paciente (esto no varía la energía de cada fotón, solo la cantidad). Aumentando la corriente, se pretende reducir el tiempo de exposición, no para reducir la dosis absorbida por el paciente, sino para evitar que el movimiento de éste afecte a la calidad de la imagen.

Otros parámetros del simulador tienen que ver con el filtrado del haz X generado. Por norma, para una radiografía superior a 110kV se debe colocar un filtro de aluminio de 2,5 mm de espesor entre el sujeto y el tubo de rayos X. El Aluminio tiene un número atómico de 13 y una densidad de 2,7 gramos/cm^3.

Por tanto, se introducen los siguiente valores en los parámetros del simulador:

Voltaje ánodo-cátodo:        120 KV

Filtros de Aluminio:            Z = 13                                  
                 Densidad:           2,7 g/cc
               d (espesor):          0,2 mm

El espectro de emisión obtenido y el que recibe el paciente tras pasar por el filtro de aluminio se muestran en la figura 2.


                       Figura 2. En azul espectro recibido y en negro el emitido en el tubo de rayos X.

La dosis equivalente recibida por una radiografía simple de tórax es de 0.1 mSv, el equivalente a 10 días de radiación natural.

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


Para este ejercicio se utiliza el simulador de Siemens, ya que permite superponer diferentes filtros y observar el espectro resultante.

En la figura 3 se muestra el espectro que recibe el paciente únicamente con el filtro de aluminio de 2.5 mm
Figura 3. 

Como filtro adicional, se escoge en un primer caso el mercurio por ser un metal de alta densidad. Como se observa en la figura 4, el resultado es un espectro muy estrecho o monocromático.

 Figura 4. Resultado con el filtro de 4 mm de mercurio.

Finalmente, tirando la casa por la ventana, se logra un espectro muy estrecho combinando tres filtros de diferentes elementos: oro de 2.5 mm, mercurio de 2.5 mm y plata de 2.5 mm.

Figura 5. Espectro con el filtro compuesto de oro, plata y mercurio.

3.- ¿Habéis podido comparar simuladores? Quizá si distintos grupos usan distinto simulador, al final se pueda hacer una puesta en común.


La principal diferencia entre el simulador de Siemens y el descargable es que, en el segundo, según se varían los parámetros de entrada, de manera instantánea, se muestra en pantalla el espectro resultante mientras que en el de Siemens introduciendo un nuevo valor de potencial de disparo se abre una nueva ventana.

En cuanto al filtrado, el descargable no especifica el material elegido sino que permite seleccionar el número atómico del elemento deseado. En el de Siemens por contra, el material se escoge de un listado de elementos. Sin embargo, éste también permite simular con filtros de materiales compuestos y superponer diferentes tipos de filtros.

En lineas generales, el de Siemens es más preciso, permite hacer filtros compuestos y ofrece más información sobre las magnitudes físicas que intervienen en la radiografía. Sin embargo, el descargable más sencillo y resulta más intuitivo manejarlo y con ello hacerse una idea general de cómo afectan los diferentes parámetros en el espectro resultante.


Documentos consultados :


  • PROTOCOLO ESPAÑOL DE CONTROL DE CALIDAD EN RADIODIAGNÓSTICO
  • REAL DECRETO 1976/1999 de 23/12/1999  por el que se establecen los criterios de calidad en radiodiagnóstico.
  • MANUAL DE RADIOLOGÍA PARA TÉCNICOS. Física, biología y protección radiológica. Stewart Carlyle Bushong. (google books)

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