Fluoroscopia: Conceptos Fundamentales

La Fluoroscopia es una técnica utilizada para realizar estudios dinámicos, cuyo objetivo es visualizar el movimiento de ciertas estructuras y líquidos internos. La radiación emergente se convierte en luz visible para ofrecer imágenes en tiempo real, aprovechando la propiedad fluorescente de los Rayos X (RX).

Durante el estudio, se emiten RX. El técnico visualiza las imágenes de las estructuras que atraviesan, observando el movimiento. Cuando detecta un hallazgo de interés, realiza una radiografía que se denomina seriorradiografía, interrumpiendo momentáneamente la fluoroscopia. La imagen que recoge el intensificador es la que el técnico observa en un monitor.

Una diferencia clave entre la radiografía y la fluoroscopia es que, en la fluoroscopia, la corriente del tubo es pequeña. Esto, en principio, supondría dosis muy bajas, pero como el tiempo de exploración es muy largo, el paciente recibe dosis de radiación elevadas. Los equipos actuales, que incorporan intensificadores de imagen, contribuyen a disminuir esta dosis.

El kilovoltaje (kV) aplicado depende de las características físicas del paciente y de la zona a estudiar. Se utilizan valores elevados para poder emplear pocos miliamperios y disminuir así la dosis que recibe el paciente.

Usos y Aplicaciones de la Fluoroscopia

• Histerosalpingograma: Técnica para evaluar la permeabilidad de las trompas de Falopio.
• Observación del movimiento del intestino: Utilizando un contraste de bario (Ba).
• Inserción de catéteres intravenosos: Para guiar la trayectoria del catéter.
• Inyecciones de anestésicos guiadas por imágenes: Aplicadas en articulaciones o en la columna vertebral.
• Cateterismo cardíaco: Se utiliza para visualizar el flujo de sangre en las arterias coronarias y detectar posibles obstrucciones.
• Inyecciones de viscosuplementación de la rodilla.

Elementos del Equipo de Fluoroscopia

Tubo Intensificador de Imagen

Es un dispositivo electrónico que recibe el haz de radiación remanente y lo transforma en luz visible. Sus componentes principales son:

Tubo de vidrio

Forma la estructura del tubo y está al vacío.

Carcasa metálica

Protege el tubo de vidrio de posibles roturas.

Elemento fosforescente de entrada

Constituido por Yoduro de Cesio (CsI). Es donde llegan los Rayos X y se convierten en fotones de luz visible.

Fotocátodo

Pegado al elemento fosforescente de entrada. Es una capa metálica (normalmente de Cesio y Antimonio, Cs y Sb) que, al recibir los fotones de luz, produce fotoemisión de electrones (e-). El número de e- emitidos es directamente proporcional a la cantidad de fotones que inciden sobre él y, por tanto, a la cantidad de Rayos X incidentes.

Elemento fosforescente de salida

Formado por cristales de Sulfuro de Cadmio (CdS) y Sulfuro de Zinc (ZnS). Al chocar los e- con él, produce luz. Para que esta imagen luminosa sea precisa, los e- deben llegar siguiendo un camino determinado y con una energía cinética alta. Los e- que llegan contienen la imagen, pero en un tamaño reducido.

Conjunto de lentes electrostáticas

Se distribuyen a lo largo del tubo intensificador para asegurar que los e- emitidos sigan el camino adecuado.

Parámetros Característicos del Intensificador

• Ganancia de flujo: Cada electrón que llega al elemento fosforescente de salida produce, al chocar con él, 75 veces más fotones de luz de los que fueron necesarios para crearlo. Es el cociente entre el número de fotones luminosos que produce el elemento fosforescente de salida y el que produce el elemento fosforescente de entrada.
• Ganancia de reducción: Es el cociente entre el cuadrado del diámetro del elemento fosforescente de entrada y el del elemento de salida. El diámetro del elemento de salida suele estar entre 2,5 y 5 cm, mientras que el diámetro del elemento de entrada está entre 10 y 35 cm, y esto se utiliza para identificar los tubos intensificadores.
• Ganancia de brillo: Es la capacidad del tubo intensificador para aumentar la iluminación de la imagen. Como el número de fotones de luz que se producen en el elemento fosforescente de salida se incrementa, también aumenta la iluminación de la imagen. Es el producto de la ganancia de flujo por la ganancia de reducción, y va disminuyendo con el uso del tubo.

Tubo Intensificador Multicampo

Existen de muchos tamaños, por ejemplo, 25/17 (que tendría dos focos, uno de 25 y otro de 17) o 25/17/12 (tres focos). Estos números se refieren al diámetro en centímetros del elemento de entrada.

Al pasar por distintos focos, se consigue aumentar el potencial de las lentes electrostáticas, de manera que la imagen resulta más nítida y con mayor posibilidad de ampliación. Las imágenes ampliadas son un poco más tenues que las no ampliadas porque la ganancia de reducción es más pequeña (llegan menos e- al elemento de salida). Para mantener el nivel de contraste, se aumenta la corriente en el fotocátodo o, lo que es más frecuente, se aumenta la dosis que recibe el paciente, lo que disminuye el ruido.

Normalmente, la zona periférica de la imagen queda desenfocada. Para tener una buena resolución espacial, se utiliza la parte central de la imagen (y, por tanto, del tubo).

Monitorización de la Imagen

Monitor de TV

El elemento fosforescente de salida se conecta directamente al tubo de una cámara de TV. La superficie de entrada del tubo de la cámara es igual que la del elemento fosforescente de salida. El tubo de la cámara de televisión convierte la imagen luminosa en una señal eléctrica, que se envía al monitor donde se reconstruye la imagen en la pantalla.

Una ventaja es que podemos controlar el brillo y el contraste de la imagen de forma electrónica dentro de unos límites, y además se podrían conectar varios monitores. Otra ventaja es que las imágenes del monitor se pueden grabar en un dispositivo apropiado y así verlas y manipularlas posteriormente.

Cámara de Televisión

La cámara de televisión, al igual que el monitor, permite la conversión de la imagen luminosa en señal eléctrica para su visualización y posterior almacenamiento.

El Generador de Rayos X

En la fluoroscopia digital, el tubo de Rayos X va colocado debajo de la camilla y se adquieren entre 1 y 10 imágenes por segundo. La velocidad de la exposición está condicionada por el tiempo necesario para grabar la imagen. Si se utilizan velocidades mayores, lo único que se consigue es incrementar la dosis al paciente. Este es un límite teórico que a veces se supera buscando disminuir el ruido y mejorar el contraste.

En estos equipos, el generador de Rayos X tiene que conectarse y desconectarse muy rápidamente. Este proceso permite diferenciar dos tiempos:

Tiempo de Interrogación (T interrogación)

Tiempo necesario para que el generador alcance la tensión requerida desde que se conecta.

Tiempo de Extinción (T extinción)

Tiempo que transcurre desde que se desconecta el generador de RX hasta que deja de producir radiación.

Detector de Imagen

La diferencia entre los sistemas convencionales y los digitales es que se cambia el sistema de detección de la imagen por un detector digital, que convierte los fotones incidentes en una matriz digital sin necesidad de utilizar elementos adicionales.

El detector digital consta de un captador de Yoduro de Cesio (CsI) y una matriz bidimensional formada por un panel de fotodiodos de Silicio (Si) amorfo, todo ello ensamblado en una estructura de vidrio. El captador de CsI emite una imagen de gran calidad, y el panel de Si suele contener una matriz de 1024 x 1024. La electrónica para recoger la información va unida a unos conectores que están en los bordes del detector.

Tipos de Detectores Digitales

• Detectores de gas: Contienen gas xenón a alta presión. Este gas tiene un peso atómico elevado y gran poder de absorción de los fotoelectrones (e- producidos por el fotocátodo). El gas está contenido en unos alvéolos de muy pequeño tamaño. Mejoran bastante la resolución espacial de la imagen.
• Detectores de centelleo: El fotodiodo está integrado dentro del cristal y produce una señal de salida que es proporcional a la luz que incide sobre él. Necesitan un espacio entre ellos de entre 1 y 5 mm, lo que limita el número de detectores que se pueden utilizar y, por eso, se obtienen imágenes con menor resolución espacial.

Fluoroscopia Digital y Procesamiento de Imagen

Rango Dinámico de Exposición

Es el rango de exposición en el que el detector es capaz de generar una señal útil. Cuanto más ancho sea, mayores serán las estructuras anatómicas que pueden ser visualizadas. En los detectores digitales, este rango es mucho mayor que en los sistemas convencionales; su eficiencia y la superficie que permite visualizar también son mayores. Se generan imágenes de alta resolución espacial y sin apenas distorsión (ruido).

Si el software tiene un rango dinámico grande, permitirá una mayor latitud de la imagen y podremos modificar electrónicamente el contraste de la región de interés, obteniendo imágenes que aportan mayor información.

Métodos de Sustracción Digital (DSA)

La principal ventaja de la fluoroscopia digital es la posibilidad de utilizar técnicas de sustracción para visualizar la vascularización de una región determinada inyectando material de contraste. El inconveniente es que la imagen tiene menos contraste porque aumenta la radiación dispersa. Para mejorar el contraste, se utilizan las técnicas de sustracción digital.

Sustracción Temporal

Consiste en restar una imagen digital obtenida en un momento determinado de otra que se ha obtenido después. Si en el tiempo intermedio se inyecta un medio de contraste en la estructura vascular, en la imagen sustraída solo se verán los vasos que contengan el medio de contraste.

Sustracción con Máscara

La región a estudiar se encuentra dentro del campo visual del intensificador de imagen. Se inyecta al paciente una determinada cantidad de contraste a una velocidad específica. Luego, se pone en funcionamiento el tubo de RX y se realiza la exposición. En este momento, el contraste todavía no ha llegado a la zona de estudio y se obtiene una imagen que se denomina máscara, la cual queda almacenada en la memoria primaria del ordenador y se visualiza a través del monitor.

Posteriormente, se van almacenando otras imágenes en la memoria primaria del ordenador a las que se les va restando la máscara, y el resultado se muestra en el monitor. Como el sistema de video tiene una respuesta lenta y el ruido puede ser elevado, se suman entre 4 y 8 imágenes para obtener la imagen final. De esta manera, la calidad de la imagen aumenta, pero también la dosis que recibe el paciente. También se puede cambiar la máscara si la primera no fuese la adecuada (por ejemplo, si el paciente se ha movido), utilizando una de las imágenes posteriores. En un estudio normal, se suelen obtener por lo menos 30 imágenes, y la que tiene el contraste adecuado para utilizarla como máscara es, por lo menos, la quinta. Otra posibilidad es componer una imagen integrando varias imágenes y utilizar la imagen compuesta como máscara.

Sustracción mediante Diferencia de Intervalos de Tiempo

Cada imagen de sustracción se obtiene con una máscara distinta. Las imágenes se van almacenando de manera correlativa en el tiempo. Se elige una diferencia de intervalo de tiempo de tal manera que la primera imagen se utiliza como máscara de la siguiente imagen.

Ventaja: Que el flujo dinámico del medio de contraste se observa en tiempo real.

Inconveniente: Que el contraste de las imágenes es menor que con el método anterior.

Este método produce menos artefactos por movimiento del paciente, por lo que se utiliza en estudios cardíacos.

Sustracción de Energía

Se utilizan dos haces de RX distintos para obtener una imagen de sustracción a partir de las diferencias de absorción entre el medio de contraste y el tejido blando o el hueso, según aumenta la energía del haz de RX. A medida que aumenta la energía de los RX, va disminuyendo la absorción en los tres medios.

Hay un nivel energético llamado borde de absorción K en el que aumenta mucho la absorción del yodo, mientras que en el tejido blando y en el hueso sigue disminuyendo. Entonces, lo que se observa en la imagen son los vasos por los que circula el medio de contraste. El problema es que los haces de RX no son monoenergéticos y hay casos en que, para obtener un buen contraste, es necesario utilizar filtros o haces alternativos en forma de pulsos.

Sustracción Híbrida

Algunos equipos de fluoroscopia digital combinan la sustracción temporal y la de energía. La adquisición de imágenes se realiza con el sistema de máscaras, pero tanto la máscara como el resto de las imágenes se obtienen mediante técnicas de sustracción de energía. Si el paciente no se mueve, se obtienen imágenes de mejor calidad.

Aplicaciones Específicas

Hemodinámica: Los equipos digitales consiguen que se reduzca la dosis al paciente y al personal facultativo. Además, como la calidad de la imagen ha mejorado, se puede utilizar menos cantidad de contraste. En cardiología, proporciona al cardiólogo información tanto de la lesión como del efecto de la misma sobre los tejidos adyacentes (se puede ver cómo es el flujo sanguíneo).

Protección Radiológica en Fluoroscopia

Para garantizar la seguridad del paciente y del personal, se deben seguir las siguientes pautas:

• El equipo debe estar perfectamente revisado.
• En la sala debe permanecer solo el personal imprescindible y protegido.
• Para que la corriente sea la menor posible (dosis), se utilizan kV elevados.
• El equipo solo emitirá RX cuando se accione el mando adecuado.
• El tiempo de la fluoroscopia debe ser el menor posible; no se utiliza para los centrajes, ni para localizar la zona de estudio, o cambiar la postura.
• El equipo debe tener un reloj para contabilizar el tiempo total de fluoroscopia y un avisador acústico que indique cuando se ha realizado fluoroscopia de manera ininterrumpida durante 5 minutos.

Sistemas de Grabación de Imágenes

Cinefluorografía

Se recoge la imagen desde la pantalla de salida del intensificador mediante un sistema de lentes y espejos, y se graba en una película de cine. La dosis que recibe el paciente es mayor que cuando la imagen se graba utilizando un sistema digital, pero la calidad de la imagen también es superior. Se utilizan cámaras de 16 mm o de 35 mm (35 mm aumenta la dosis, pero la imagen es mejor). Las cámaras tienen sus motores sincronizados con el resto del equipo de fluoroscopia y llegan a grabar hasta 60 imágenes por segundo.

Seriografía

Seriorradiografía

Son radiografías “al acecho”. El equipo permite interrumpir la fluoroscopia y realizar una radiografía utilizando el mismo tubo de RX, solo habría que cambiar de mando. Es necesario utilizar un chasis con la película apropiada que solo se coloca debajo del paciente cuando se va a hacer la radiografía, porque si no, la película quedaría velada. Permiten obtener más de una imagen en la misma placa utilizando colimadores automáticos, lo que permite obtener series de radiografías en la misma película.

Cámara de Seriografía

Son cámaras parecidas a las de cinefluorografía, pero que adquieren una sola imagen cada vez que se activan. La dosis que recibe el paciente también es menor que en el caso anterior, y además no es necesario interrumpir la fluoroscopia. Suelen utilizar películas de mayor tamaño que las de cinefluorografía.

Grabación en Video

Actualmente, en desuso.

Grabación en Soporte Informático

Hay que incorporar un convertidor analógico-digital al equipo para poder mandar los datos a un ordenador y obtener imágenes digitalizadas que después se guardan en un CD-ROM o en otros soportes de almacenamiento digital.