3.2: Rayos X

Los rayos X son radiación electromagnética producida en un tubo de vidrio evacuado (Figura 3.3 — Botella de vidrio evacuada). Un ánodo de tungsteno giratorio es el objetivo para electrones de alta velocidad que se aceleran a través del vacío en el tubo por un gran diferencial de voltaje entre el cátodo y el ánodo. Cuando los electrones golpean el ánodo, los rayos X se liberan junto con el calor. Los rayos X solo se producen cuando hay un diferencial de voltaje aplicado a través del cátodo y el ánodo, por lo tanto, el tubo de rayos X está latente hasta que es activado por el Tecnólogo de Radiación Médica (MRT). Esta disposición física, encendido/apagado, se utiliza para todas las modalidades que emplean rayos X para la obtención de imágenes (rayos X, TC, Fluoroscopia, Angiografía). (Figura 3.3)

Figura 3.3 Tubo de rayos X, esquema

Los rayos X que resultan del bombardeo electrónico del ánodo están restringidos dentro de una carcasa de plomo pesado que contiene aceite circulante para enfriar el tubo. La dispersión del haz de rayos X se limita a un pequeño puerto en la carcasa de plomo del tubo de rayos X y por filtros metálicos mecánicos que coliman el haz de rayos X y evitan la diseminación incontrolada de los rayos X. Por lo tanto, los rayos X emitidos exponen solo la región deseada de la anatomía del paciente de manera controlada. La limitación de las radiografías por la carcasa del plomo y los filtros de colimación es cómo se pueden hacer radiografías de pequeña parte, es decir, muñeca, hueso escafoides, así como, radiografías de campo grande como una radiografía de tórax de campo completo. (Figura 3.4)

Figura 3.4 Tubo de rayos X, carcasa de plomo con portal para emisión de rayos X, imagen de sobremesa

La cantidad y energía de los rayos X producidos es controlada por los parámetros establecidos en la máquina por el MRT. Se hace todo lo posible para optimizar los parámetros de exposición para minimizar la dosis de radiación, pero hay momentos en que el paciente recibe muy pocos, o demasiados, rayos X dando como resultado una imagen de mala calidad. A menudo, esto se puede gestionar ajustando el contraste y el brillo del monitor de pantalla durante la visualización, pero rara vez algunas imágenes deben repetirse para que sean de calidad diagnóstica.

Históricamente, los rayos X fueron foto-emulsión incrustados en láminas de plástico que requirieron desarrollo en un procesador de soluciones reveladoras y fijadoras después de la exposición a rayos X de diagnóstico. Las imágenes radiográficas secas se almacenaron como copias impresas para su visualización. Los detectores de imagen utilizados hoy en día se basan en sistemas electrónicos complejos que convierten los rayos X en señales eléctricas que luego dan como resultado píxeles de diferente intensidad en el monitor de un sistema de visualización digital.

La imagen radiográfica (rayos-x) ha sido descrita por la Dra. Lucy Squire como un “shadowgram de suma”, destacando el hecho de que la imagen final es una suma de todas las interacciones entre la anatomía del paciente y el haz de rayos X original antes de que el haz llegue al detector de rayos X. El haz de rayos X es alterado por absorción y dispersión, durante la interacción con el paciente, antes de que finalmente llegue al detector de rayos X. La imagen resultante oscila entre el blanco brillante y el negro oscuro con cientos de tonos de gris en el medio. La región más negra de la imagen de rayos X está relacionada con el mayor número de rayos X que llegaron al detector en esa región. Este fenómeno es análogo a la emulsión fotográfica en blanco y negro ya que aquellas áreas con más exposición a la luz son más negras en la fotografía. El proceso de creación de imágenes digitales se representa en la Figura 3.5.

Figura 3.5 Creación y visualización de imágenes de rayos X

La Figura 3.6 (A-D) representa dos tipos comunes de dispositivos de imagen de rayos X, uno es una unidad estática montada en la pared en una sala de rayos X y el segundo, unidades portátiles que se pueden mover al paciente.

Fijo, pared, detector de rayos X

Figura 3.6A Un detector de rayos X estándar, de ubicación fija, pared, utilizado para radiografías verticales de tórax y abdomen

Máquina portátil de rayos X

Figura 3.6B Una máquina portátil de rayos X

Máquina portátil de rayos X, tubo extendido

Figura 3.6C La máquina portátil con el tubo de rayos X extendido para su uso.

Máquina portátil de rayos X con brazo en C

Figura 3.6D A Unidad portátil de rayos X Mini con Brazo en C

Apariencia de la imagen

Hay cinco opacidades 'básicas' en las imágenes de rayos X, relacionadas con las capacidades diferenciales de absorción de rayos X: aire, grasa, tejido blando, hueso y metal. El aire tiene una estructura molecular simple, lo que permite que una gran proporción del haz de rayos X incidente pase y llegue al detector de imágenes, lo que resulta en una región oscura en las imágenes de rayos X. El metal, por otro lado, es una estructura densa con pesos atómicos más pesados entre los átomos del metal. Por el contrario, el metal absorbe, o dispersa, una gran proporción del haz de rayos X incidente. El metal se representa en las imágenes como blanco brillante. El metal absorbe más de los rayos X incidentes que el hueso (hueso cortical y medular) y por lo tanto, es más blanco que el hueso en la imagen resultante.

La Figura 3.7 demuestra la apariencia de una imagen con los cinco recuadros que representan la opacidad relativa de la imagen. De izquierda a derecha las opacidades son aire, grasa, tejido blando, hueso y metal.

Rayos X en escala de grises

Figura 3.7 Apariencia de diferentes entidades en radiografías

Opaco (opacidad): un área del paciente que absorbió, o dispersó, una gran cantidad del haz de rayos X incidente antes de que llegue al detector, es decir, los tejidos en cuestión bloquean que los rayos X lleguen al detector (más blancos en la imagen de rayos X). Por ejemplo, se describiría el metal como opaco en la imagen de rayos X.

Lucent (lucidez) — un área de la imagen donde una mayor cantidad del haz de rayos X pasó sin obstáculos para llegar al detector (más negro en la imagen de rayos X). Por ejemplo, se describiría el aire como lúcido en imágenes de rayos X.

Un ejemplo clínico de los diferentes espectros de absorción observados en los rayos X se proporciona en la Figura 3.8. Se trata de una imagen de un paciente con un cuchillo incrustado en su hombro izquierdo.

Figura 3.8 Radiografía de hombro izquierdo. Enlace ODIN para radiografía de hombro, Figura 3.8: mistr.usask.ca/odin/? caseid=20160214201450302

• La radiografía (sombra de suma) del hombro revela un objeto muy opaco (blanco) consistente con la hoja metálica de un cuchillo.
• El mango de la navaja es de plástico y era muy lúcido en comparación con el metal. La cuchilla metálica está incrustada en el hueso del húmero proximal.
• Obsérvese la opacidad diferencial del hueso cortical vs. el hueso medular, El hueso cortical es más compacto y opaco ya que tiene más calcio que el hueso medular que tiene médula que contiene grasa (más lúcida).
• El aire externo al paciente es muy lúcido (negro) ya que una gran cantidad de los rayos X originales llegaron al detector.
• El pulmón (visto en el lado izquierdo de la imagen) tiene una baja densidad pero es más denso que el aire circundante debido a la suma de todas las demás anatomía de dorsal a ventral en el pecho, sin embargo, sigue siendo bastante lúcido en comparación con otras regiones de la imagen.
• Se pueden ver planos tisulares entre los músculos del brazo, en particular los músculos bíceps y deltoides, ya que hay grasa entre estos músculos y la grasa es más lúcida que el músculo.
• Obsérvese el contraste entre la densidad de grasa entre los músculos y el gas atrapado en el apósito aplicado al sitio de entrada del cuchillo. El aire es más oscuro (más lúcido).

El grosor de la anatomía de la imagen también afecta la absorción de rayos X. Esto se representa en la Figura 3.9.

Figura 3.9 Efecto del grosor del tejido sobre la apariencia de los rayos X

Esto se representa en una imagen de control de calidad tomada para la calibración del tubo de rayos X. La Figura 3.10 muestra una radiografía de una placa de plástico Lucite con orificios de profundidad variable perforados en ella provocando la aparición de los círculos. Los círculos se vuelven más lúcidos a medida que disminuye el grosor de la Lucite. Las franjas verticales son capas progresivamente más gruesas de aluminio que se ha aplicado a la Lucite.

Figura 3.10 Objeto común de prueba de rayos X, placa de plástico Lucite

Aspecto de imagen de rayos X

• 5 Opacidades Básicas (Aire, Grasa, Tejidos Blandos, Huesos y Metal)
• Opaco (opacidad): un área que absorbe o dispersa una gran cantidad de haces de rayos X antes de que lleguen al detector. Aparecer más blanco en una radiografía
• Lucent (lucidez): un área por la que pasan los rayos X sin interferencias para llegar al detector. Aparecen más negros en una radiografía
• El grosor del tejido también afecta la absorción de rayos X

Posicionamiento del paciente para imágenes de rayos X

La mayoría de los equipos de rayos X tienen posiciones relativamente fijas del tubo de rayos X y el detector de rayos X. Para adquirir imágenes en diferentes proyecciones anatómicas se debe mover y colocar al paciente. Esto puede requerir que el detector de imágenes esté en un aparato montado en la pared o en una mesa o que el detector pueda estar en un casete portátil. El paciente puede necesitar ser bastante móvil para algunas imágenes, es decir, necesita acostarse de lado o pararse erguido.

Un principio básico de las radiografías simples es obtener al menos dos vistas de la anatomía en cuestión, generalmente tomadas 90 grados de distancia entre sí (ortogonales). Una de las imágenes se suele obtener en posición anatómica y la segunda imagen está a 90 grados de la posición anatómica original. Por lo tanto, las dos vistas mínimas suelen ser una anterior-posterior (AP) y una lateral. Si las radiografías ingresan al paciente desde el lado anatómico posterior, la imagen se llamará vista posterior-anterior (PA).

Alguna anatomía se evalúa mejor mediante la obtención de vistas adicionales, es decir, vista odontoidea para la columna cervical alta, vista axilar del hombro, vista del horizonte de la rótula. Estas vistas especiales deben solicitarse al momento de completar el formulario de solicitud original para que se incluyan con el conjunto de imágenes estándar. Algunas vistas especiales aprovechan que el aire sube en cualquier espacio y el líquido cae con la gravedad, es decir, gas en el espacio peritoneal y líquido pleural móvil en la radiografía torácica de decúbito. Además, tomar una imagen al expirar puede facilitar la detección de un neumotórax debido al retroceso elástico del pulmón al momento de la espiración y una reducción en el gas dentro del pulmón a plena espiración.

Puede ser difícil obtener imágenes de calidad, si el paciente está inconsciente, traumatizado, con dolor o poco cooperativo. Esto debe tenerse en cuenta a la hora de solicitar exámenes de rayos X.

En la Figura 3 se muestran ejemplos de PA y posicionamiento de rayos X de tórax lateral. 11A y 3.11B mientras que en la Figura 3.11C se observa una radiografía de decúbito hacia arriba del abdomen del lado izquierdo.

Radiografías de tórax posterior-anterior y lateral

Figura 3.11: (A) Posicionamiento de rayos X de tórax posterior-anterior, vertical. (B) Posicionamiento lateral, vertical, de rayos X de tórax.

Radiografía de decúbito

Figura 3.11 Posicionamiento de decúbito para una radiografía de tórax o abdomen.

Exposición a la radiación: Rayos X

Los rayos X son radiación ionizante. Por lo tanto, los rayos X pueden causar ionización tisular y esto puede resultar en alteraciones genéticas. La mayoría de las alteraciones genéticas que ocurren no conducen a daño celular y no conducen a eventos genéticos adversos o mutaciones genéticas. Sin embargo, es práctico y apropiado minimizar la exposición a la radiación siempre que sea posible. El enfoque tan bajo como razonablemente alcanzable (el principio ALARA) es una excelente estrategia a emplear con el fin de reducir la exposición de los pacientes a las radiografías. Además, las Guías de Adecuación (CAR, ACR, ESR), y estrategias como, “Elegir sabiamente” y, “Imagenología Suavemente” también están orientadas a minimizar la utilización de rayos X si no es clínicamente segura, apropiada. o útil en el manejo de la condición médica del paciente.

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Atribuciones

Fig 3.3 Tubo de Rayos X de Kieranmaher es de Dominio Público.

Fig 3.4 Tubo de Rayos X. Carcasa de Plomo con Portal para Emisión de rayos X, imagen de sobremesa de Rschiedon está disponible bajo una Licencia CC-BY-SA 3.0 Unported.

Fig 3.5 Creación y visualización de imágenes de rayos X por el Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, University Medical Imaging Consultants, College of Medicine, University of Saskatchewan se utiliza bajo una licencia CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.6A Bajo licencia CC-BY-NC-SA 4.0 se utiliza un detector de rayos X de pared estándar, de ubicación fija, utilizado para las radiografías verticales de tórax y abdomen por el Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, University Medical Imaging Consultants, College of Medicine, University of Saskatchewan.

Fig 3.6B Una máquina portátil de rayos X del Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, Consultores de Imagen Médica Universitaria, Facultad de Medicina, Universidad de Saskatchewan se utiliza bajo una licencia CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.6C La máquina portátil de rayos X con el tubo de rayos X extendido para su uso por el Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, University Medical Imaging Consultants, College of Medicine, University of Saskatchewan se utiliza bajo licencia CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.6D Una Unidad de Rayos X Portátil, Mini, Brazo en C del Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, Consultores Universitarios de Imagen Médica, Facultad de Medicina, Universidad de Saskatchewan se utiliza bajo una licencia CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.7 Apariencia de diferentes entidades en radiografías por el Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, University Medical Imaging Consultants, College of Medicine, University of Saskatchewan se utiliza bajo licencia CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.8 La radiografía de hombro izquierdo del Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, University Medical Imaging Consultants, College of Medicine, University of Saskatchewan se utiliza bajo licencia CC-BY-NC-SA 4.0. Accesible desde mistr.usask.ca/odin/? caseid=20160214201450302

Fig 3.9 Efecto del grosor del tejido sobre la apariencia de rayos X por el Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, University Medical Imaging Consultants, College of Medicine, University of Saskatchewan se utiliza bajo licencia CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.10 Common X-ray Test Object, Lucite Plastic Board por el Dr. Brent Burbridge MD, FRCPC, University Medical Imaging Consultants, College of Medicine, University of Saskatchewan se utiliza bajo una licencia CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.11A El posicionamiento posterior anterior, vertical, de rayos X de tórax, por la Unidad de Educación a Distancia, Universidad de Saskatchewan, se publica utilizando una Licencia Internacional CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.11B El posicionamiento lateral, vertical, de rayos X de tórax, por la Unidad de Educación a Distancia, Universidad de Saskatchewan, se publica utilizando una Licencia Internacional CC-BY-NC-SA 4.0.

Fig 3.11C El posicionamiento de rayos X de decúbito, por la Unidad de Educación a Distancia, Universidad de Saskatchewan, se publica utilizando una Licencia Internacional CC-BY-NC-SA 4.0.