Radiografie digitală
Această intrare sau secțiune despre subiectele aplicațiilor informatice și procedurilor de diagnostic nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Radiografia digitală este o radiografie de achiziție digitală și, spre deosebire de tehnica analogică mai veche , permite exploatarea software - ului și hardware-ului capabil să arhiveze imagini și modificarea lor după achiziție.
Comparativ cu radiografia convențională, tehnica digitală pierde rezoluția spațială , deoarece punctul analogic (cel mai mic element) are un diametru de 2 µm ( bromura de argint utilizată în filmul radiografic ), în timp ce punctul digital este pixelul , un pătrat enorm de mare de spațiu, care poate varia de la 30 µm la 200 µm.
Acest lucru duce la o anumită pierdere a informațiilor spațiale, deși ochiul uman nu este în general capabil să aprecieze această diferență în condiții normale de observare. Pe de altă parte, sistemele digitale au o gamă dinamică mare, iar curba lor caracteristică este practic liniară, astfel încât orice erori de expunere, întotdeauna posibile în radiologie, conduc în continuare la o imagine care poate fi utilizată pentru diagnostic, în timp ce pentru sistemele convenționale o eroare înseamnă repetarea expunere, rezultând o expunere dublă a pacientului.
Această examinare este calitativ mai puțin precisă decât rezonanța magnetică nucleară și tomografia computerizată .
Sistemele de radiologie digitală sunt împărțite în două grupe: sisteme CR (denumite în mod istoric Radiologie computerizată ) și sisteme DR (din radiografia directă ). În timp ce ambele vin să ofere o imagine digitală, acestea sunt foarte diferite în ceea ce privește funcționarea și utilizarea.
Sisteme CR
Echipamentul permite obținerea de imagini medicale digitale din raze X , pregătite pentru diagnostic, utilizând fosfor de memorie special, care sunt șterse și refolosite de un număr mare de ori. Pentru utilizarea normală, este de obicei prevăzută o durată de aproximativ 10 ani, care, totuși, este independentă de problemele mecanice.
Primele studii privind sistemele de memorie datează din anii 1980.
Fosforii utilizați în acest scop sunt de tip BaFBr: Eu. Atunci când un foton x este absorbit, fosforul trece într-o stare excitată cu o durată medie de viață lungă în care rămâne, menținând astfel memoria fotonului și locația acestuia. Aceste informații sunt citite prin iluminarea fosforului cu un fascicul laser roșu / infraroșu (630-680 nm): prin mecanismul de emisie stimulat , cristalul este adus într-o stare instabilă, din care se descompune instantaneu la starea de bază, emițând lumină în jurul 400 marja nr. Având în vedere diferența de lungime de undă, este posibil să se colecteze numai lumina care iese din fosfor, care apoi repetă modelul de sosire a razelor X.
Un fotomultiplicator colectează această lumină, conectând-o la poziția spațială din care a ieșit; un computer desktop normal colectează informații despre poziție și intensitate și afișează o imagine a razelor X care au generat semnalul pe monitor. Din acest moment este posibil să imprimați imaginea, să efectuați raportul pe un monitor de diagnosticare, să trimiteți imaginea în arhivă ( PACS ), toate chiar și după ce ați prelucrat-o.
CR este considerat foarte util, deoarece oferă posibilitatea de a trece la un sistem digital de arhivare și raportare fără a necesita o investiție mare. Mai mult, departamentul de radiologie poate continua să funcționeze în același mod folosit pentru sistemele analogice convenționale, deoarece aceste ecrane de memorie sunt conținute în casete, ca și pentru ecrane de armare normale, iar citirea și ștergerea lor se efectuează pe echipamente centralizate, așa cum se întâmpla anterior cu dezvoltatorii de filme cu raze X. Nu se aduce niciun avantaj în timp; în schimb este utilă posibilitatea arhivării imaginilor digital și posibilitatea procesării imaginilor.
Sisteme DR
Acestea sunt indicate cu un senzor care transmite date digitale direct, fără a fi nevoie de proceduri intermediare.
Acești senzori sunt utilizați în aceeași poziție în care sistemele analogice bazate pe filmul cu raze X sau cele CR sunt plasate, adică în spatele pacientului, pe partea opusă a tubului de raze X , pentru a colecta X- rază care iese din pacient. Într-un timp scurt de expunere (5 până la 30 de secunde), datele imaginii digitale sunt trimise de-a lungul unui cablu, de obicei o fibră optică , către computerul de control, care afișează imaginea nou achiziționată. Aceasta este apoi trimisă pentru arhivare și raportare de-a lungul rețelei de spitale.
Pentru a face o idee despre avantajele din punct de vedere al calității, este suficient să rețineți că eficiența cuantică a detectivului (DQE) a unui sistem de radiologie digitală poate ajunge chiar la 67%, [1] comparativ cu un sistem tradițional, unde 20 -25%.
Pe de altă parte, costurile unei camere digitale sunt foarte mari în comparație cu sistemele CR, deoarece necesită o cuplare strânsă între tubul de raze, generatorul de înaltă tensiune și detectorul; din acest motiv, o cameră pentru un sistem DR este achiziționată într-un singur bloc.
Născute în jurul anilor 1990 , aceste sisteme sunt practic împărțite în 3 categorii, în funcție de mecanismul utilizat în senzor.
Sisteme CCD
Fotonul este transformat în lumină de un strat de fosfor tipic ecranelor de întărire și această imagine luminoasă este colectată (prin lentile sau printr-un pachet de fibre optice) pe un CCD și afișată în timp real pe monitor. Pentru senzorii de format mare (35x43cm), CCD-urile devin 4, câte unul pe cadran, iar computerul reunește cele 4 imagini separate.
Acest sistem este capabil să afișeze imagini dinamice nu numai pentru înregistrări de tip televizor, ci și pentru studiul mișcărilor de mare viteză; din acest motiv este utilizat pentru studii dinamice cu mediu de contrast . Pe de altă parte, reducerea necesară pentru a readuce aproximativ 20 cm de ecran la dimensiunea CCD, duce la o pierdere a calității imaginii și posibilitatea distorsiunilor optice. Cu toate acestea, aceste sisteme sunt utilizate ori de câte ori este necesar să se efectueze examinări temporale, ajungând fără probleme la 30 de imagini pe secundă.
Sisteme directe
Senzorul este compus dintr-un strat de seleniu amorf, în interiorul căruia sunt captate razele, lăsând perechi electron-gaură în locul lor. Câmpul electric aplicat între suprafețele seleniului transportă electronii către o matrice subțire de tranzistoare , unde acești electroni sunt condensați. După expunere, electronica senzorului are grijă să scoată, linie cu linie, valorile de încărcare corespunzătoare fiecărui pixel și, după câteva operații de reglare zero, datele sunt trimise prin fibră optică la computer, care reconstituie imaginea de pe monitor.
Este posibil să se construiască detectoare de dimensiunea standard pentru examinări radiografice normale (43x43cm), cu o dimensiune a pixelilor în jur de 130-140 µm. Rezoluția este excelentă, deoarece electronii generați de raze X nu au practic nicio difuzie laterală, ducând la o lățime de bandă care depășește 3,5 lp / mm; cu toate acestea, trebuie să se înregistreze un anumit zgomot de fond (zgomot electronic), care nu scade odată cu creșterea frecvenței și acesta joacă împotriva rezoluției ridicate.
Sisteme indirecte
Senzorul este compus dintr-un strat de scintilator cu iodură de cesiu activat Taliu (CsI: Tl), un fosfor cu o eficiență foarte mare a conversiei X-luminii, cu caracteristica specială de a avea cristale de câțiva microni în diametru (de obicei 5) , cu structură filiformă și ordonată. Fotonul luminos creat de conversie este practic prins în cristal, care acționează ca un ghid de unde ; în acest fel difuzia laterală este foarte mică (chiar dacă nu la fel de mică ca pentru sistemele directe). Fotonul este apoi colectat de o matrice de fotodiodă; și aici, la sfârșitul expunerii, electronica senzorului are grijă să trimită valoarea fiecărui pixel către computer, care arată imaginea; în acest caz, timpul de citire este redus (între 5 și 15 secunde). Dimensiunea pixelilor este de aproximativ 140 µm.
Această tehnologie a făcut posibilă abordarea recentă a studiilor dinamice chiar și în format mare [2], dar, de asemenea, în cazul static, oferă imagini excelente într-un timp scurt. Rezoluția este puțin mai mică decât cea a sistemelor directe, în timp ce zgomotul de fundal este suficient de redus. Rezoluția mai mică beneficiază aceste tipuri de sisteme față de cele directe, deoarece acestea sunt incapabile să înregistreze distorsiuni din cauza frecvențelor dincolo de cea a lui Nyquist .
Avantaje și dezavantaje
Sistemele de radiografie digitală încă nu ating teoretic rezoluția unui sistem analogic convențional, capabil să atingă peste 5 lp / mm și până la 15-20 lp / mm (sisteme de mamografie ). Cu toate acestea, în practică sunt la același nivel și într-adevăr, în anumite aspecte, sunt capabili să îmbunătățească calitatea imaginilor grație algoritmilor de procesare a imaginilor, care îmbunătățesc detaliile de interes diagnostic, neglijând cele inutile.
În plus, având o imagine digitală vă permite să o arhivați direct pe sisteme de stocare normale (hard disk-uri, CD-uri, DVD-uri, benzi).
Imaginile generate de aceste moduri variază de la 2.000x2.000 la 4.000x4.000 pixeli, pentru o adâncime care poate varia de la 14 biți / pixel în achiziție (Standard DICOM 3.0) la 12 biți / pixel pentru trimiterea în rețele PACS.
Avantajele suplimentare ale radiografiei digitale sunt: absența consumabilelor, cum ar fi filmele sau reactivii pentru a fixa informațiile de pe placa tradițională și posibilitatea creșterii vitezei: o cameră digitală cu raze X în ceea ce privește pacienții tratați poate ajunge până la 2,5- 3.5 camere convenționale cu raze X. O integrare totală cu un RIS poate reduce pașii care trebuie luați către un număr minim de 3 pentru a obține o imagine de diagnostic (1. selecția pacientului; 2. Poziționarea și expunerea pacientului; 3. Trimiterea imaginilor).
În timp ce orice tip de radiografie poate fi efectuată digital, rămân unele îndoieli pentru mamografie , unde rezoluția foarte înaltă a sistemelor analogice nu poate fi atinsă rapid. Unii producători comercializează în prezent [ când? ] sisteme pentru mamografie, cu dimensiuni ale pixelilor în jur de 35 µm, recomandând 5 monitoare MegaPixel (2048x2560 pixeli) pentru diagnostic. Cu toate acestea, unii radiologi preferă pentru moment să utilizeze un sistem analog și apoi să digitalizeze imaginea cu un scaner special pentru procesarea imaginilor și arhivarea digitală.
