OIEA Material de Entrenamiento
PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN CARDIOLOGÍA
Parte 4.
Producción de rayos X
y equipos de angiografía
IAEA
International Atomic Energy Agency
Responder: Verdadero o Falso
1. La colimación de la radiación no es
necesaria con los nuevos detectores de
panel plano.
2. La filtración extra en alguno de los equipos
nuevos es usada para mejorar la calidad
de la imagen.
3. La dosis al paciente solo puede ser medida
por un especialista parado en el laboratorio
al momento del procedimiento.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
2
Responder: Verdadero o Falso
4. Cuando se cambia el tamaño de campo (o
zoom) de 23 cm. a 18 cm., es necesario
colimar pues no es hecho de manera
automática.
5. La mayoría de los equipos nuevos incluyen
cámara de transmisión para medir la dosis
al personal.
6. La mayoría de los equipos nuevos tienen la
capacidad de producir un reporte de dosis
del paciente al terminar el procedimiento.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
3
Objetivos educativos
• Recordar los elementos más importantes de
un equipo de rayos X.
• ¿Cuáles son las recomendaciones
relevantes para los equipos de angiografía
(FDA, IEC), necesidades especiales para
pacientes pediátricos?
• ¿En qué tenemos que fijarnos cuando
organizamos una sala de angiografía?
• La importancia de evaluar las características
de los equipos.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
4
Generación de rayos X y
formación de imágenes
IAEA
International Atomic Energy Agency
Unidad cine-fluorografía sin película
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
6
Operador / Control automático de:
•
•
•
Voltaje del Tubo (kVp)
Corriente del tubo (mA)
Tiempo de exposición
IAEA
Proveer:
•
•
•
•
•
•
•
Ambiente
Fuente de electrones (cátodo)
Fuente de rayos X (ánodo)
Motor de inducción para rotar ánodo
Disipador de calor
Aislación eléctrica
Blindaje de rayos X
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
7
Corriente al cátodo (mA)
 no. de electrones liberados
 no. de fotones de rayos X
Tubo de rayos X
Voltaje a través
(kilovolts-pico [kVp])
 energía de los electrones
 energía del los fotones de rayos X
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Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Espectro de energía de fotones para un
equipo operando a 80 kV
(de: The Physical Principles of Medical Imaging, 2nd Ed., Perry Sprawls)
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
9
Comparación de espectro de energía
de fotones producidos a distintos kVp
(de: The Physical Principles of Medical Imaging, 2nd Ed., Perry Sprawls)
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Filtro adicional
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
11
Otros elementos importantes en el
sistema de rayos X
Cámara de transmisión y colimadores
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Para obtener las imágenes …
… dos tecnologías son usadas:
• Intensificador de imagen
• Detector de panel plano
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Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Intensificador de imagen vs. panel
plano
PANEL PLANO
INTENSIFICADOR DE IMAGEN
Video Signal
Video
Camera
Digital Data
Readout Electronics
Electrons
2,400
Read Out Electronics
CCD or PUT
Iris
Light
400,000
Electrons
Electrons
Intensificador
de Imagen
400
Photo-cathode
Light
3,000
Cesium Iodide (CsI)
DETECTOR
Output screen
Amorphous Silicon Panel
(Photodiode/Transistor Array)
Light
1
Cesium Iodide (CsI)
Photons
Particles #
Photons
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
14
Tamaño de campo … magnificación
• Detectores de imagen permiten distintos
tamaños de campo (magnificación) para
mejorar la resolución espacial.
• Esta magnificación usualmente aumenta la
dosis en piel al paciente.
• Como solo una parte del detector es usada
durante la magnificación, el campo de
radiación es automáticamente colimado.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
15
Información dosimétrica en la sala de
rayos X
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
16
Más filtración
La incorporación de una
filtración adicional en el haz de
rayos X (comúnmente filtros de
cobre) reduce el número de
fotones de baja energía y
como consecuencia reduce la
dosis en la piel del paciente.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
17
Reduccion de la exposición a la
radiación mediante filtración adicional
• Los filtros adicionales de Cu pueden reducir
la dosis en piel en más de un 70%.
• Algunos sistemas ofrecen filtración extra
variable (0.2 mm - 0.9 mm) que se coloca
automáticamente según el espesor del
paciente y la angulación del Arco en C.
• La inserción de un filtro automático trata de
mantener la dosis tan baja como sea posible,
sin afectar la calidad de la imagen.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
18
Fluoroscopia pulsada
• La fluoroscopia pulsada puede ser utilizada
para reducir la dosis de radiación,
particularmente cuando la frecuencia de
pulsos es reducida.
• Pero … la fluoroscopia pulsada no significa
siempre que la tasa de dosis sea menor en
comparación con la fluoroscopia continua!!
• La tasa de dosis depende de la dosis por
pulso y del número de pulsos por segundo.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Colimación
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Filtro en cuña
GE Advantx X ray system
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Filtro en cuña utilizado
Filtro en cuña no utilizado
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Reducción de la exposición a la
radiación con una colimación virtual
• Radiación sin
colimación
• Manejo de diafragmas
con la memoria de la
última imagen
• No se requiere
fluoroscopia
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Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
23
Rejilla antidifusora
• La dosis puede reducirse
en un factor 2 (o más) si se
quita la rejilla (aunque la
calidad de imagen se
puede degradar)
• Será fácilmente removible
en los nuevos sistemas de
rayos X (de acuerdo con los
recomendaciones de IEC)
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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IAEA
Sistema Philips
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
26
Ejemplo de influencia del filtro en cuña en la dosis piel
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Rejilla antidifusora: Detector de panel
plano
Siemens Axiom
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Rejilla antidifusora: Detector de panel
plano
Philips Allura
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Rejilla antidifusora: Detector de panel
plano
Philips Allura
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Rejilla antidifusora: Detector de panel
plano
Philips Allura
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
31
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
32
Tiempo de duración del pulso
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Tiempo de duración del pulso
3 ms
7 ms
5 ms
10 ms
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
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Estándares y normativas
para
equipos de rayos X
IAEA
International Atomic Energy Agency
Estándares y normativas para
equipos de rayos X
• Los estándares son guías consensuadas
del fabricante, no son normativas
• Existen distintos grupos de estándares
relativos al equipamiento, p.ej., Comisión
Electrotécnica Internacional (IEC)
• Se aplican a la seguridad eléctrica,
mecánica y radiológica
• Se aplican al equipamiento durante su
fabricación e instalación
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
36
¿Que hay que tener en cuenta al poner
en marcha una sala de angiografía?
•
•
•
•
Si se cumple con los estándares más importantes
La disponibilidad de un Físico Médico
La existencia de los elementos de radio protección
La posibilidad de la medición y registro de la dosis
al paciente
• Si se han tenido en cuenta las pruebas de
aceptación, la puesta en marcha en marcha en el
ámbito clínico y los programas de garantía de
calidad
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
37
¿Que hay que tener en cuenta al poner en
marcha una sala de Angiografía?
• Si el sistema de rayos X seleccionado es el
apropiado para los procedimientos a llevar a
cabo en la sala de angiografía.
• Si alguna otra indicación importante descrita en
otras Guías (como las del ACC/AHA y AAPM70) se ha tenido en cuenta.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
38
Limitación de la tasa de exposición a
la entrada
Federal Register: May 19, 1994.
21 CFR Part 1020.
Federal Performance Standard for
Diagnostic X-Ray Systems and
Their Major Components;
Final Rule.
DEPARTMENT OF HEALTH AND
HUMAN SERVICES
Food and Drug Administration
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
39
Limitación de la tasa de exposición a
la entrada (según la FDA)
• El Estándar para los Sistemas de rayos X en Diagnostico
(19 de mayo, 1994), limita la tasa de exposición de los
sistemas de fluoroscopia con rayos X durante
fluoroscopia normal a 10 R/min. Salvo si se activa un
control opcional de alta dosis (CAD).
• Si el CAD es activado, la tasa de exposición a la entrada
debe estar limitada a 20 R/min.
• Los limites de la tasa de exposición no son aplicables
durante el proceso de registro de imágenes.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
40
Proposed Rule
December 10, 2002
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
41
mGy (total)
mGy/min
(a 15 cm del isocentro hacia la
fuente de rayos X)
Tiempo de Fluoroscopía
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Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
42
Equipos de fluoroscopía construidos
durante o después de Mayo 19, 1995:
No pueden ser operables si AKR es
mas que 88 mGy/min (10 R/min).
Excepciones:
Limits:
88 mGy/min
180 mGy/min
• Cuando el modo alto esta activado: 180 mGy/min
(20 R/min). Una señal continua, audible para el
“fluoroscopista” debe indicar que el modo alto
esta siendo ocupado.
• Durante la grabación de imágenes (el archivar de
series de fluoroscopía o imágenes radiográficas
en un formato análogo con un de video-casete o
disco de video no califica como excepción).
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
43
IEC Standard 2000
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
44
Estándar IEC sobre radiología
intervencionista
• Procedimientos invasivos (e intervencionistas) guiados por
fluoroscopía
• Punto de referencia para intervencionismo
• Los mapas de curvas de isokerma para radiación dispersa deben ser
suministrados
• La rejilla anti difusora debería ser removible sin la necesidad de uso
de herramientas
• Indicadores dosimétricos: tasa de kerma en aire, kerma en aire
acumulado, el producto de kerma área acumulado (debe ser exacto
dentro de 50 %)
• Indicadores adicionales: tiempo acumulado de fluoroscopía, numero
acumulado de exposiciones radiográficas, kerma en aire acumulado.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
45
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
46
Collimation: Dual-shape collimators
incorporating both circular and elliptical
shutters may be used to modify the field for
cardiac contour collimation. Partially
absorbent contoured filters are also available
to control the bright spots produced by the
lung tissue bordering the heart.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
47
Intensificador de Imagen. Debido a la necesidad de
campos grandes (para ventriculografía aortografía)
como también campos pequeños (arterias
coronarias), multimodal (doble o triple) se recomienda
intensificador de imagen de cesio-yodo. Los formatos
disponible varían dependiendo del fabricante pero
son típicamente de 9 in/ 6 in/4.5 in (9/6/4.5), 9/6, 10/4,
y 9/5.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
48
ACC/SCAI Clinical Expert Consensus Document on Catheterization
Laboratory Standards
JACC Vol. 37, No. 8, June 2001:2170-214
• Este documento provee información detallada a
cerca de la exposición en un laboratorio de
cateterismó, sus riesgos, y como reducir exposición
innecesaria.
• Describe los puntos claves para un programa de
calidad específico para cada laboratorio, con
resultados tanto para laboratorios diagnósticos e
intervencionistas: competencia clínica, mantención
de los equipos y manejo de estos, un proceso de
mejoramiento de la calidad y protección radiológica.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
49
• Se debe utilizar una mampara de movimiento libre de vidrio
plomado, o acrílico blindado suspendida del techo. Su
esterilización debe mantenerse usando protectores plásticos
desechables.
• Cada sala de procedimiento debe tener una determinación
de los niveles de exposición realizado por un físico médico
calificado.
• Por lo general en laboratorios con mucha demanda se les da
poca prioridad a los procesos de mantención preventiva y
controles de calidad.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
50
Los cardiólogos intervencionistas deben tener
conocimiento acerca del equipo especializado,
las técnicas y lo aparatos utilizados para realizar
los procedimientos de forma adecuada.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
51
AAPM-70 (2001)
• El generador debe ser
capaz de generar 80 a 100
kilowatts (kW) de potencia
• Debe generar una “onda
cuadrada” de pulsos kVp
para obtener una
optimización de la dosis
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
52
AAPM-70 (2001)
• Para estudios en adultos se utiliza un
campo de visión (FoV) de 23 cm.
• Estudios pediátricos utilizan campo de
visión menores debido al tamaño del
corazón de estos pacientes.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
53
AAPM-70 (2001) - Pediátrica
• La tasa de cuadros se debe poder
extender a al menos 60 fps
• El diseño del generador debe permitir una
carga en el tubo de mAs para pulsos en
cine variando desde un valor pequeño
como 0.1 mAs (100 mA y 1 mseg.) hasta 6
mAs (p.ej., 800 mA y 7 mseg.) en función
del tamaño del paciente, para poder
mantener el kVp entre 65 a 75 kVp.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
54
Algunas preguntas de
auto evaluación …
IAEA
International Atomic Energy Agency
Responder: Verdadero o Falso
1. La colimación del campo de radiación es
siempre hecha de forma automática por el
equipo de rayos X.
2. Algunos sistemas nuevos incluyen la
“colimación virtual” lo que significa que la
radiación innecesaria es removida de
numéricamente por el software.
3. El filtro en el tubo de rayos X debería ser
tan bajo como sea posible.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
56
Información adicional
IAEA
International Atomic Energy Agency
Estudio IAEA 2001-2003
Sistemas de rayos X evaluados:
9-15 de 5 paises
IAEA
International Atomic Energy Agency
Conclusiones del estudio
• Dosis al paciente y la calidad de imagen
tienen una gran dependencia en la
calibración y los parámetros establecidos
del equipo radiológico.
• Para diferentes sistemas y modos de
operación, el kerma puede aumentar hasta
por un factor 20 (incluyendo magnificación
electrónica) para un mismo espesor de
paciente.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
59
Conclusiones del estudio
• Aumentar el espesor del fantoma aumenta
la dosis en un factor de hasta 12.
• Las diferencias en las dosis de radiación en
los sistemas evaluados muestran una
potencial posibilidad de reducir las dosis sin
alterar la calidad de imagen.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
60
Importancia de probar los sistemas de
rayos X
• La caracterización del sistema de rayos X,
que debería ser parte de las pruebas de
aceptación, debe informar al cardiólogo
acerca de las tasas de dosis y la dosis por
cuadro para los distintos modos de
operación y espesores de paciente. La
calidad de imagen también debe ser
evaluada
• Controles de constancia regular deben
verificar si grandes cambios han ocurrido.
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
61
Ejemplos de informes de
dosis a pacientes
IAEA
International Atomic Energy Agency
Ejemplo de información entregada en
el informe dosimetrico (Siemens)
FIXED Coro ND 1k
1 CARD
A 81kV 744mA 6.0ms 200CL small 0.3Cu 17cm
7s 15F/s 15-Jan-03 09:16:21
211.4µGym² 36.2mGy 0LAO 0CRA 105F
FIXED Coro ND 1k
2 CARD
A 86kV 734mA 6.0ms 600CL small 0.2Cu 17cm
6s 15F/s 15-Jan-03 09:17:01
376.9µGym² 63.8mGy 29RAO 0CRA 94F
FIXED Coro ND 1k
3 CARD
A 124kV 553mA 8.0ms ****** small 0.2Cu 17cm
5s 15F/s 15-Jan-03 09:17:43
490.3µGym² 94.1mGy 48RAO 22CRA 75F
FIXED Coro ND 1k
4 CARD
A 115kV 591mA 8.0ms ****** small 0.2Cu 17cm
6s 15F/s 15-Jan-03 09:18:16
460.4µGym² 97.8mGy 48RAO 22CRA 84F
FIXED Coro ND 1k
5 CARD
A 96kV 714mA 8.0ms ****** small 0.2Cu 17cm
***** 15F/s 15-Jan-03 09:19:05
9.3µGym² 1.9mGy 15RAO 30CRA 2F
FIXED Coro ND 1k
6 CARD
A 102kV 666mA 8.0ms ****** small 0.2Cu 17cm
***** 15F/s 15-Jan-03 09:19:07
17.2µGym² 3.5mGy 15RAO 30CRA 3F
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
63
Ejemplo información
entregada en el informe
dosimetrico:
Philips Integris 5000
Angiografía coronaria
65% cine; 35%
fluoroscopy
13 series, 728 cuadros
1.54 Gy cm2/min
0.368 Gy cm2/10 cr
1 min fluoroscopia =
39 fr = 3 s cine
IAEA
64
Ejemplos de información
contenida en la cabecera DICOM
IAEA
International Atomic Energy Agency
Philips Integris 5000 cardio
(0008,0032) : Acquisition Time: 12:36:27
(0018,0060) : KVP: 83
(0018,1030) : Protocol Name: 12.5 IPS Coronaria
(0018,1110) : Distance Source to Detector: 940
(0018,1150) : Exposure Time: 8
(0018,1151) : X-ray Tube Current: 873
(0018,1162) : Intensifier Size: 169.99998
(0018,1510) : Positioner Primary Angle: -32.099998
(0018,1511) : Positioner Secondary Angle: 0.69999999
(0020,0013) : Image Number: 8
(0028,0008) : Number of Frames: 73
IAEA
Parte 4. Producción de rayos X y equipos de angiografía
66
Siemens Axiom Artis cardio
(0008,0033) : Image Time: 15:38:32
(0008,103E) : Series Description: Coro LD 1k T
(0018,0060) : KVP: 68
(0018,1110) : Distance Source to Detector: 920
(0018,1111) : Distance Source to Patient: 759.99998
(0018,1151) : X-ray Tube Current: 737
(0018,1154) : Average Pulse Width: 6
(0018,115E) : Image Area Dose Product: 1577
(0018,1162) : Intensifier Size: 230
(0018,1510) : Positioner Primary Angle: -0.2
(0018,1511) : Positioner Secondary Angle: -0.3
(0018,1702) : Collimator Left Vertical Edge: 0
(0018,1704) : Collimator Right Vertical Edge: 1023
(0018,1706) : Collimator Upper Horizontal Ed: 0
(0018,1708) : Collimator Lower Horizontal Ed: 1023
(0020,0012) : Acquisition Number: 13
IAEA
(0028,0008) : Number of Frames: 69
67
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04. Producción de rayos X y equipos de angiografía