Un intensificador de imágenes de rayos X (XRII) es un intensificador de imágenes que convierte los rayos X en luz visible a una intensidad mayor que la que pueden hacerlo las pantallas fluorescentes más tradicionales . Estos intensificadores se utilizan en sistemas de obtención de imágenes por rayos X (como los fluoroscopios ) para permitir que los rayos X de baja intensidad se conviertan en una salida de luz visible convenientemente brillante . El dispositivo contiene una ventana de entrada de baja absorbencia/dispersión, normalmente de aluminio, una pantalla fluorescente de entrada, un fotocátodo, una óptica electrónica, una pantalla fluorescente de salida y una ventana de salida. Todas estas piezas están montadas en un entorno de alto vacío dentro de un vidrio o, más recientemente, de metal/cerámica. Por su efecto intensificador , permite al espectador ver más fácilmente la estructura del objeto que se está fotografiando que las pantallas fluorescentes solas, cuyas imágenes son tenues. El XRII requiere dosis absorbidas más bajas debido a una conversión más eficiente de los cuantos de rayos X en luz visible. Este dispositivo se introdujo originalmente en 1948. [1]
La función general de un intensificador de imágenes es convertir los fotones de rayos X incidentes en fotones de luz de suficiente intensidad para proporcionar una imagen visible. Esto ocurre en varias etapas. La ventana de entrada tiene forma convexa, hecha de aluminio para minimizar la dispersión de rayos X. La ventana tiene 1 mm de espesor. Una vez que los rayos X pasan a través de las ventanas de aluminio, se encuentran con el fósforo de entrada que convierte los rayos X en fotones de luz. El espesor del fósforo de entrada varía de 300 a 450 micrómetros para alcanzar un compromiso entre la eficiencia de absorción de rayos X y la resolución espacial. El fósforo de entrada más grueso tiene una mayor eficiencia de absorción pero una resolución espacial pobre y viceversa. El yoduro de cesio activado con sodio se usa típicamente debido a su mayor eficiencia de conversión gracias a su alto número atómico y coeficiente de atenuación de masa , en comparación con el sulfuro de zinc-cadmio. Los fósforos de entrada están dispuestos en pequeños tubos para permitir que los fotones pasen a través de ellos sin dispersarse, lo que mejora la resolución espacial. [2] Los fotones de luz se convierten luego en electrones mediante un fotocátodo. El fotocátodo está hecho de antimonio y cesio, que debe coincidir con los fotones producidos a partir del fósforo de entrada, maximizando así la eficiencia de producción de fotoelectrones. El fotocátodo tiene un espesor de 20 nm con una eficacia de absorción del 10 al 15 %. [2]
Una diferencia de potencial (25-35 kilovoltios) creada entre el ánodo y el fotocátodo acelera estos fotoelectrones mientras las lentes electrónicas enfocan el haz hasta el tamaño de la ventana de salida. La ventana de salida está hecha típicamente de sulfuro de zinc-cadmio activado con plata y convierte los electrones incidentes nuevamente en fotones de luz visible. [2] En los fósforos de entrada y salida, el número de fotones se multiplica por varios miles, de modo que en general hay una gran ganancia de brillo. Esta ganancia hace que los intensificadores de imagen sean altamente sensibles a los rayos X, de modo que se pueden usar dosis relativamente bajas para procedimientos fluoroscópicos. [3] [4] [5] [6]
Los intensificadores de imágenes de rayos X estuvieron disponibles a principios de la década de 1950 y se visualizaban a través de un microscopio. [7]
La visualización de la salida se hacía a través de espejos y sistemas ópticos hasta la adaptación de los sistemas de televisión en la década de 1960. [8] Además, la salida se podía capturar en sistemas con una cámara de película cortada de 100 mm utilizando salidas pulsadas de un tubo de rayos X similar a una exposición radiográfica normal; la diferencia era que el II en lugar de un casete de pantalla de película proporcionaba la imagen para que la película la registrara.
Las pantallas de entrada varían de 15 a 57 cm, siendo las de 23 cm, 33 cm y 40 cm las más comunes. Dentro de cada intensificador de imagen, el tamaño real del campo se puede cambiar utilizando los voltajes aplicados a la óptica electrónica interna para lograr una ampliación y un tamaño de visualización reducido. Por ejemplo, la pantalla de 23 cm que se utiliza habitualmente en aplicaciones cardíacas se puede configurar en un formato de 23, 17 y 13 cm. Debido a que la pantalla de salida permanece fija en tamaño, la salida parece "ampliar" la imagen de entrada. La digitalización de alta velocidad con señal de vídeo analógica se produjo a mediados de la década de 1970, con la fluoroscopia pulsada desarrollada a mediados de la década de 1980 aprovechando los tubos de rayos X de conmutación rápida de dosis baja. A finales de la década de 1990, los intensificadores de imagen comenzaron a ser reemplazados por detectores de panel plano (FPD) en las máquinas de fluoroscopia, lo que hizo competencia a los intensificadores de imagen. [9]
Las máquinas de fluoroscopia móviles con "arco en C" a menudo se denominan coloquialmente intensificadores de imagen (o II), [10] sin embargo, estrictamente hablando, el intensificador de imagen es solo una parte de la máquina (es decir, el detector).
La fluoroscopia, que utiliza una máquina de rayos X con un intensificador de imágenes, tiene aplicaciones en muchas áreas de la medicina. La fluoroscopia permite ver imágenes en vivo, de modo que es posible realizar cirugías guiadas por imágenes . Los usos más comunes incluyen la ortopedia , la gastroenterología y la cardiología . [11] Las aplicaciones menos comunes pueden incluir la odontología . [12]
Un sistema que contiene un intensificador de imágenes puede utilizarse como equipo fijo en una sala de detección dedicada o como equipo móvil para su uso en un quirófano . Una unidad de fluoroscopia móvil generalmente consta de dos unidades, el generador de rayos X y el detector de imágenes (II) en un arco en C móvil, y una unidad de estación de trabajo separada que se utiliza para almacenar y manipular las imágenes. [13] El paciente se coloca entre los dos brazos, normalmente en una cama radiotransparente . Los sistemas fijos pueden tener un arco en C montado en un pórtico del techo, con un área de control separada. La mayoría de los sistemas dispuestos como arcos en C pueden tener el intensificador de imágenes colocado encima o debajo del paciente (con el tubo de rayos X debajo o encima respectivamente), aunque algunos sistemas estáticos en la sala pueden tener orientaciones fijas. [14] Desde el punto de vista de la protección radiológica , la operación debajo de la camilla (tubo de rayos X) es preferible, ya que reduce la cantidad de radiación dispersa en los operadores y trabajadores. [15] [16] También se encuentran disponibles arcos en C móviles "mini" más pequeños, utilizados principalmente para obtener imágenes de extremidades, por ejemplo para cirugías menores de mano . [17]
Los detectores planos son una alternativa a los intensificadores de imagen. Las ventajas de esta tecnología incluyen: menor dosis para el paciente y mayor calidad de imagen porque los rayos X siempre son pulsados, y no hay deterioro de la calidad de la imagen con el tiempo. A pesar de que los FPD tienen un costo mayor que los sistemas II/TV, los cambios notables en el tamaño físico y la accesibilidad para los pacientes valen la pena, especialmente cuando se trata de pacientes pediátricos. [9]