radx digital

5/16/2018 Radx Digital - slidepdf.com

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DIGITALIZACIÓN DE IMÁGENES MÉDICAS EN RADIOLOGÍA

Las imágenes médicas son generadas porequipos médicos de variada tecnología yespecialidad: equipos de Radiología,equipos de endoscopía y equipos demicroscopía, entre otros.

Las imágenes médicas generadas por los

equipos de Radiología, ocasionanmayores problemas en la gestión deimágenes médicas en EsSalud.

Los principales equipos de Radiología son:

Equipos de Rayos X (Estacionarios,

Rodables, Fluoroscopía, Arco en C)

Equipo de Mamografía

Angiógrafo

Tomógrafo Computarizado (CT)

Equipo de Resonancia Magnética

Litotriptor Extracorpóreo (componente

diagnóstico mediante Rayos X)

Cámara Gamma (Medicina Nuclear)

Densitómetro Óseo

Equipos de Ultrasonido:

Ecocardiógrafo, Ecógrafo Doppler,

Ecógrafo de Uso General

Los equipos de tecnología convencional sonlos que utilizan las películas (placas)radiográficas.

En los últimos cien años se ha venidoutilizando la película radiográfica para

capturar las imágenes de Rayos X, que pasanal revelado mediante un proceso químico yfinalmente se visualiza al trasluz de unNegatoscopio para emitir un diagnóstico.

La tendencia mundial en imágenesmédicas es la digitalización; en tal sentido,EsSalud ha venido adquiriendo en losúltimos años los equipos de Radiologíaque obtienen las imágenes en formatodigital, excepto los Equipos de Rayos X yMamografía, que en su mayoría han sidoadquiridos con tecnología convencional.

Tecnología convencional en losEquipos de Rayos X y Equipos de

Mamografía

La digitalización es la puerta de entrada alsistema PACS, que permitirá mejorar

significativamente la gestión de imágenesmédicas.

Las imágenes digitales también producen uncambio en el modo de diagnóstico médico: conlos Equipos de Rayos X convencionales elmédico emite diagnóstico visualizando lasplacas radiográficas; en cambio, con lasimágenes digitales, el médico puedediagnosticar visualizando las imágenes en

Monitores de alta resolución de una Estaciónde Trabajo (Workstation).

B o l e t í n T e c n o l ó g i c o

E v a l u a c i ó n d e T e c n o l o g í a s e n S a l u dN° 26 – Año 2008

S u b G e r e n c i a d

e E v a l u a c i ó n T e c n o l ó g i c a – G e r e n c i a d e P l a n e a m i e n t o y E v a l u a c i ó n d e I n

v e r s i o n e s – O f i c i n a C e n t r a l d e P l a n i f

i c a c i ó n y D e s a r r o l l o

1

Introducción

Comparación de la visualización:

Tecnología Digital en los Equipos deRayos X y Equipos de Mamografía

Sin digitalización,con Negatoscopio

Con digitalización,imágenes en Monitores de

una Estación de Trabajo



a) Digitalizando imágenes de un equipoconvencional existente: Equipo de RayosX o Equipo de Mamografía.

b) Directamente de un Equipo de Rayos XDigital (DR) o Equipo de MamografíaDigital.

La imagen digitalizada debe estar en formatoDICOM para conectarse al sistema PACS.

La tecnología que se emplea para amboscasos se indica en el siguiente cuadroresumen:

¿Cómo se obtienen las imágenes digitales?



S u b G e r e n c i a d e E v a l u a c i ó n T e c n o l ó g i c a – G e r e n c i a d e P l a n e a m i e n t o y E v a l u a c i ó n d e I n v e r s i o n e s – O f i c i n a C e n t r a l d e P l a n i

f i c a c i ó n y D e s a r r o l l o

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Tecnología de la Radiografía Computada (CR)

Las imágenes digitales se obtienenempleando detectores que reciben losRayos X, reemplazando a las películasradiográficas convencionales. A través delos detectores se forma la imagen latente,ésta se traslada a una computadora(consola o estación de trabajo) donde seguarda en formato digital, visualizándose enel Monitor, y puede ser manipulable en

brillo, contraste, zoom, etc.

Tenemos dos escenarios de partida paraobtener las imágenes digitales de losEquipos de Rayos X y Equipos deMamografía:

El término abreviado CR deriva de ladenominación en inglés ComputedRadiography.

Esta tecnología es una de las tecnologíasmás asentadas en el campo de laradiología digital, fue introducida por el

fabricante japonés Fuji el año 1981.

Método

Digitalización en

Equipo de RayosX Estacionario

convencional

Digitalización

en Equipo de

Rayos XRodable

convencional

Digitalización en

Equipo deMamografía

convencional

Digitalización directa con

Equipo de Rayos X

Digital (DR) Estac. oRodable y Equipo de

Mamografía Digital

Indirecto

(Detector portátil)

Detector de Panel Plano

TFD/TFT de Silicio amorfo (Detector portátil)

Detector de Panel Plano

TFT de Selenio amorfo

Conversión

Directa

Tecnología Actual de la Radiología Digital para Equipos de Rayos X

Conversión

Indirecta

Detector CCD

Tecnología

Radiografía Computada (CR)

Directo

y Equipos de Mamografía



Principios de funcionamiento de latecnología CR:

Muchos sólidos cristalinos, cuando sonexpuestos a radiación electromagnética(por ejemplo de Rayos X), absorbenenergía que se almacena en forma deelectrones excitados, ubicados en otrosniveles orbitales de los átomos queconforman la red cristalina.

Con frecuencia dichos materiales se

desexcitan de manera espontánea einmediata, devolviendo la energía absorbidaen forma de luz visible o ultravioleta.

Sin embargo, algunos de ellos no secomportan de igual modo, sino queconservan parte de la energía almacenada,hasta que reciben un determinado tipo deestímulo.

Este caso particular lo constituyen losllamados fósforos estimulables.


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S u b G e r e n c i a d

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Cuando la pantalla de fósforo se expone alos Rayos X, los electrones (e-) del fósforoson excitados a un estado de alta energía(saltan a una banda de conducción), donde

son retenidos con una vida media de 8 a 16horas, formando una imagen latente.

Set de chasis con pantalla (placa) defósforo

Las pantallas de fósforo son reutilizables,tienen medidas similares a las películasconvencionales, entre ellas tenemos(horizontal x vertical):

- 14” x 17” (35.56 x 43.18 cm.) ó 35 x 43 cm.- 10” x 12” (25.4 x 30.48 cm.) ó 24 x 30 cm ó

10”x14” (25.4 x 35.56 cm.)- 8” x 10” (20.32 x 25.4 cm.) ó 18 x 24 cm.

Las pantallas de menor tamaño son usadaspara Mamografía.

Componentes del CR:Son tres: Pantallas (placas) de Fósforo,Digitalizador CR y Consola deVisualización.

a) Pantallas (placas) de Fósforo

Las pantallas (placas) de fósforo son el

medio de digitalización, éstas se encuentrancubiertas de un cassette o chasis que secolocan en primer lugar en el Equipo deRayos X, específicamente en el Bucky de lamesa o del estativo vertical en reemplazo delas películas convencionales.

Incidencia de los Rayos X en la pantalla de fósforo

Luego de recibir los disparos de Rayos X, lapantalla de fósforo se traslada manualmenteal equipo CR. El traslado es un procesosimilar al que se hace actualmente con laplaca radiográfica convencional que se llevaal Procesador Automático de Películas, peroel CR no requiere cuarto oscuro para elrevelado.La desventaja es que se van degradando laspantallas de fósforo.

Atomo al momentoque recibe el Rayo X

Atomo después queimpacta el Rayo X



b) Digitalizador CR

El principio de funcionamiento de un equipo

CR está basado en un dispositivo emisor deláser que hace un barrido a la pantalla defósforo, la cual ha sido trasladadamanualmente del equipo de Rayos X alequipo CR.



S u b G e r e n c i a d e

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d e P l a n e a m i e n t o y E v a l u a c i ó n d e I n v

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La pantalla de fósforo, como vuelve a suestado inicial de energía, se puede volver ausar.

Esta luz es recogida por una guía de luz defibra óptica y transmitida a un arreglo de tubosfotomultiplicadores, los cuales convierten la

señal luminosa en energía eléctrica analógica,que es amplificada y convertida a señaldigital, para almacenarse finalmente en lacomputadora (estación de trabajo).

Incidencia del láser del CR en la pantalla defósforo

Cuando los electrones de la pantalla defósforo absorben la energía del láser,emiten fotones de luz y retornan a suestado de energía original.

Digitalizador CR

Guía de luz de fibra óptica y tubosfotomultiplicadores

c) Consola de Visualización del Tecnólogo

El equipo Digitalizador CR está conectado a

una Consola para que el tecnólogoidentifique al paciente, realice anotaciones,mediciones y visualice de inmediato lasimágenes recién adquiridas.

Esta consola tiene características de unacomputadora, puede ser incorporada al CRpor el fabricante de este último o puede seruna computadora conectada al CR. LaConsola es solo de visualización para eltecnólogo, no es una Estación dediagnóstico para el médico Radiólogo.

Consola incorporada al CR

Atomo al momentoque recibe el fotón

láser

Atomo después queimpacta el fotón láser

Pantallas (placas)de fósforo



El término abreviado CCD deriva de ladenominación en inglés Charge CoupledDevice (Dispositivo de Cargas eléctricasAcopladas o interconectadas).

Los primeros dispositivos CCD fueroninventados por Willard Boyle y GeorgeSmith el 17 de octubre de 1969 en losLaboratorios Bell.

Principios de funcionamiento:

El Detector está compuesto por una placaintensificadora de luz (scintillator) acopladamediante fibra óptica a sensores de CCD.

La placa scintillator se coloca delante de lacara activa del CCD, es la que recibe losRayos X y hace de conversor fotónico: porcada fotón de Rayos X que interacciona conla placa scintillator, ésta emite una buenacantidad de fotones del espectro visible, a

los cuales son sensibles los elementos delCCD.



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c i a d e P l a n e a m i e n t o y E v a l u a c i ó n d e

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Tecnología del Detector CCD

Incidencia de los Rayos X en el Detector CCD:

La captación de la imagen con el sensorCCD es similar a la tecnología de lascámaras fotográficas digitales.

Cada sensor de imagen CCD estácompuesto por millones de pequeñossemiconductores de silicio que conformancélulas fotoeléctricas, los cuales captan losfotones de luz y los convierten a energíaeléctrica, comportándose también como

condensadores de almacenamientoeléctrico. A mayor intensidad de luz, máscarga eléctrica existirá.

El tamaño de cada célula está en el ordende 25 – 200 micras. Para la medición no seaccede directamente a cada elemento ocelda, ya que se necesitaría demasiadocableado.

El método de lectura se basa en medir la

carga de los elementos que están en lasfilas desplazándolos a una “fila o columnade arrastre”, que a su vez los desplaza a undispositivo de lectura.

Célula fotoeléctrica del sensor CCD:

(Ejemplo de Detector portátil CCD: tamaño14” x 17”, compuesto por 240 sensores CCD)

Placa intensificadora, compuesta de cristalesinorgánicos, por ejemplo Yoduro de Cesio (CsI)

Medición del CCD:

Células cargadasdel sensor CCD

Fila de arrastre Dispositivode Medición





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f i c a c i ó n y D e s a r r o l l o

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Detector CCD portátil para Equipo de Rayos X Estacionario convencional:

El Detector CCD portátil se utiliza con el

actual Equipo de Rayos X Estacionario sinhacer complejas modificaciones oreemplazos y se puede conectar a una PCcon un cable USB y un adaptador deenergía eléctrica.

En la siguiente figura se muestra el DetectorCCD portátil que se puede colocar en elestativo vertical o la mesa horizontal delEquipo de Rayos X.

Esta forma de digitalización permite obtenerimágenes de alta calidad, con un nivel deexposición menor comparado con la películaconvencional.

La regeneración inmediata del formato deimágenes digitales permite volver a tomarlas radiografías sin perder tiempo en elrevelado de la película convencional o lamanipulación de los casetes del CR.

Detector portátil CCD para Equipo de Rayos X Estacionario:

Detector portátil CCD

Consola delTecnólogo

Estación de Trabajodel Radiólogo

Equipo de Rayos X Estacionario Digital conDetector CCD:

El Detector CCD es único y de alta densidad,está incorporado al Equipo de Rayos X, enalgunos casos se encuentra direccionadocon el Tubo de Rayos X mediante un soportetipo “U”, tal muestra en la figura inferior. Laimagen se visualiza en una Consola ubicadaen el ambiente del pulsador de disparo.

Detecto

r CCD

Tubo de Rayos XMesa

Radiotransparente

Equipo de Mamografía Digital con DetectorCCD:

Equipo de Rayos X Digital

Equipo de Mamografía Digital

El Detector CCD está incorporado al Equipode Mamografía, al igual que el caso anterior.La consola está cercana al Equipo deMamografía.

Consola




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S u b G e r e n c i a

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Tecnología del Detector de Panel Plano (FPD) – TFD/TFT de Silicio

La denominación Detector de Panel Planoderiva del término en inglés: Flat PanelDetector (FPD).

El término TFD deriva del inglés Thin FilmDiode (Diodo de película o capa fina); TFTderiva del inglés Thin Film Transistor(Transistor de película o capa fina odelgada).

Principios de Funcionamiento:El Detector de Panel Plano está compuestopor una placa intensificadora de luz(scintillator) que va adherido a una matrizTFT de silicio.

La placa scintillator está compuesta deYoduro de Cesio (CsI), es la que recibe losRayos X, convirtiéndolos en luz.

La luz es recibida por la matriz TFT, queconvierte esta señal en energía eléctrica.

Cada transistor de la matriz TFT es un pixel,su tamaño individual está alrededor de las100 micras (um).

Incidencia de los Rayos X en el Detectorde Panel Plano de Silicio Amorfo

Detector de Panel Plano portátil paraEquipo de Rayos X Estacionarioconvencional:

Estos se encuentran cubiertos de un

cassette o chasis que se colocan en el

Equipo de Rayos X, específicamente en el

Bucky de la Mesa o del estativo, en

reemplazo de las películas convencionales.

Generadordel Equipode Rayos X

Consola delDetector dePanel Plano

Detector dePanel Plano(Flat PanelDetector)

Mesa delEquipo deRayos X

Dos detectores portátiles ubicados en la Mesa yEstativo del Equipo de Rayos X

EstativoVertical

Mesa

Consola

Un detector portátil ubicado en la Mesa del Equipo deRayos X

Fotones deRayos X

Placa intensificadora (scintillator) de Yoduro deCesio (CeI)

Luz

Panel Plano de Fotodiodos (Matriz TFD)

Amplificadoresy Multiplexores

Señal eléctrica almacenada

Conversor Análogo/Digital (CAD)

Panel Plano de Silicio amorfo (Matriz TFT)

Señal eléctrica





S u b G e r e n c i a d e

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Equipo de Rayos X Estacionario Digital con

Detector de Panel Plano TFT de Silicio:

Equipo de Mamografía Digital con Detector

de Panel Plano TFT de Silicio:

DetectorVertical

Tubo de Rx

Mesa

DetectorHorizontal

Consola devisualización

Control

El Detector está incorporado al equipo.

Equipo de Rayos X Estacionario Digital

Equipo de Mamografía Digital

Detector

Consola devisualización

Consola

Estación deTrabajo

Equipo de Rayos X Rodable Digital conDetector de Panel Plano TFT de Silicio:

Equipo de Rayos X Rodable Digital

El caso de Mamografía es especial, porquerequiere mayor resolución que las imágenesde otras partes del cuerpo.

Los detectores de panel plano vanconectados mediante un cable directamentea una consola similar a una computadora y,mediante otro cable, se conectan alGenerador del Equipo de Rayos X, por lo

que al efectuarse el disparo de Rayos X laimagen se visualiza inmediatamente en lapantalla de la consola.

El diseño de los Equipos es similar para elsiguiente caso de detectores planos queveremos a continuación.






d e E v a l u a c i ó n T e c n o l ó g i c a – G e r e n c

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Tecnología del Detector de Panel Plano (FPD) – TFT de Selenio

Principios de Funcionamiento:El Detector de Panel Plano está compuestopor una matriz TFT, que recibe los fotonesde Rayos X y los convierte directamente aseñal eléctrica.

Cada transistor de la matriz TFT es un pixel,su tamaño individual está alrededor de las50 micras (um).

El diseño de los equipos de Rayos X y deMamografía es idéntico al caso anterior dedetectores planos, solo se diferencian en eltipo de detector.

Incidencia de los Rayos X en el Detector dePanel Plano de Selenio Amorfo

Fotones deRayos X

Amplificadores yMultiplexores

Señal eléctrica

Conversor Análogo/Digital (CAD)

Panel Plano de Selenio amorfo (Matriz TFT)

Composición del Detector de Panel Plano de Selenio Amorfo

Conversión Indirecta:TFD/TFT Silicio Amorfo

Conversión Directa:TFT Selenio Amorfo

Señal eléctrica

Comparación de los dos Métodos de Panel Plano



Factores que intervienen en la calidad de las imágenes digitales



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Existen varios factores que son importantespara tener imágenes digitales confiablespara el diagnóstico médico, entre ellostenemos:

a) Resolución Espacial

Es la capacidad de distinguir visualmenteun objeto, depende del tamaño de cadapixel (medido en micras). Cuanto más

píxel/mm posea, más pequeña es ladimensión del píxel, por lo tanto mejor serála resolución espacial.El conjunto de píxel van conformando lamatriz de resolución (puntos horizontales xpuntos verticales).La resolución espacial se mide en:

- pixel/mm- lp/mm (lp = par de líneas)- unidades de micras

- dpi (dot per inch = pixel por pulgada)

b) Resolución de Contraste

Es la capacidad de diferenciar los objetossegún su densidad (profundidad o nivelesde grises). Por ejemplo, si la imagen tiene4096 niveles de grises, le corresponde unadensidad de 12 bit (212 = 4096).

c) DQE (Detective Quantum Efficiency)

El DQE (Eficiencia en la Detección de losFotones) es la mejor medición de tipogeneral que existe hoy día para elrendimiento de la calidad de imagen de undetector.

El DQE es sencillamente la eficacia con lacual un detector capta la información

presente en una exposición de Rayos-X.

La información disponible en cualquierimagen está limitada por el número finito defotones de Rayos-X que inciden en eldetector de imágenes, lo que a su vez estárelacionado con la dosis de radiación.

Un sistema ideal de diagnóstico por imagenregistra con precisión cada fotón de Rayos-

X incidente y se caracteriza por un DQE del100%. Los sistemas de imagen realestienen siempre un DQE inferior al 100%debido a la imposibilidad de captar todos losfotones de Rayos-X incidentes y a laexistencia de fuentes de ruido internas.

Los Detectores de Panel Plano y los CCDtienen mejor DQE que los digitalizadoresCR.

Evaluación Costo/Efectividad de las Alternativas de Digitalización para EsSalud

En este análisis se determinará a partir dequé nivel de demanda es convenienteimplementar la digitalización de lasimágenes médicas en EsSalud.

Dividimos el análisis en dos casos:

I) Cuando existe en el servicio deradiodiagnóstico un Equipo de Rayos Xconvencional (analógico).

II) Cuando no existe en el servicio deradiodiagnóstico ningún Equipo de RayosX convencional o digital.






d e E v a l u a c i ó n T e c n o l ó g i c a – G e r e n c

i a d e P l a n e a m i e n t o y E v a l u a c i ó n d e I n v e r s i o n e s – O f i c i n a C e n t r a l d e P l a n

i f i c a c i ó n y D e s a r r o l l o

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a) Determinamos las alternativas de

solución para la digitalización deimágenes médicas y la capacidad deatención de cada una de ellas(capacidad de atención = producción deplacas/imágenes = efectividad).

b) Determinamos el costo de inversióninicial de cada alternativa.

c) Calculamos el costo operativo anual decada alternativa, en un horizonte deevaluación de 07 años (es el periodo devida útil de un equipo Digitalizador CR yde los sistemas PACS).

d) Calculamos el flujo de costos de cadaalternativa en el horizonte de 07 años,obteniendo el Valor Actual Neto (VAC)con una tasa del 11% (recomendacióndel MEF).

Metodología:

e) Elaboramos un cuadro resumen del

costo de cada alternativa en el horizontede 07 años (VAC), de manera crecientesegún la capacidad de atención.

f) Con el cuadro anterior, elaboramos lagráfica de Costo/Efectividad de todas lasalternativas, para determinar el punto deequilibrio que permita identificar a laalternativa más conveniente según lademanda de exámenes o placas

radiográficas.

Según datos estadísticos de los últimos tresaños, por cada examen radiológico seemplean 1.54 placas/imágenes.

Realizando los pasos de la metodología,obtenemos las siguientes gráficas:

S/. 0.00

S/. 200,000.00

S/. 400,000.00

S/. 600,000.00

S/. 800,000.00

S/. 1,000,000.00

S/. 1,200,000.00

S/. 1,400,000.00

S/. 1,600,000.00

S/. 1,800,000.00

S/. 2,000,000.00

10,000 12,500 15,000 17,500 20,000 22,500 25,000 27,500 30,000 32,500 35,000 37,500 40,000 42,500 45,000 47,500

C o s t o s e n

u n

H o r i z o n t e d

e

0 7

a ñ o s ( S / .

)

Cantidad de Placas/Imágenes por Año

Evaluación del Costo/Efectividad en un Horizonte de 07 Años

Determinación del Punto de Equilibrio C/E

Sin digitalización

CR

FPD/CCD

DR

(15,625 placas = 10,146 exámenes por año)



Caso I : Existe en el Servicio Equipo de Rayos X Estacionario convencional (analógico)

Alternativas:

portátil





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B o l e t í n T e c n o l ó g i c oE v a l u a c i ó n d e T e c n o l o g í a s e n

S a l u d

Boletin Nº 26

Edición :

Sub Gerencia de Evaluación Tecnológica

Gerencia de Planeamiento y Evaluación de Inversiones

Oficina Central de Planificación y Desarrollo

Comité Editorial :

• Dr. Victor Espada Yuffra

• Ing. Max Bonilla Ruiz

• Ing. Jorge Documet Celis

• Ing. Carlos Ordoñez Crespo• Ing. Luis Roca Maza

• Ing. Edgar Vilca Gray

Telefono : 265-6000 / Anexo 2405

Email: [email protected]

Se invita a las personas interesadasen difundir artículos tecnológicos,tenga a bien remitirlo a la siguiente

dirección electrónica:luroca essalud. ob. e

S/. 0.00

S/. 200,000.00

S/. 400,000.00

S/. 600,000.00

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n

u n

H o r i z o n t e

d e

0 7

a ñ o s ( S / .

)

Cantidad de Placas/Imágenes por Año

Evaluación del Costo/Efectividad en un Horizonte de 07 Años

Determinación del Punto de Equilibrio C/E

Sin digitalización

CRFPD/CCD

DR




Caso II : No Existe Equipo de Rayos X Estacionario convencional (analógico) o Digital en el Servicio

Conclusiones

CASO I:

a) Es conveniente la adquisición de un nuevo

Equipo de Rayos X Digital ( DR ) en

reemplazo del Equipo analógico existente

cuando la demanda supera los 10,146

exámenes (15,625 placas / imágenes) por

año.

CASO II:

b) Es conveniente la adquisición de un nuevo

Equipo de Rayos X Digital ( DR ) cuando la

demanda supera los 8,928 exámenes (13,750

placas/imágenes) por año. A partir de dicha

cantidad, esta alternativa también es mejor en

costo/efectividad a la digitalización con CR o

up-grade con detectores portátiles FPD/CCD.

Alternativas:

portátil

radx digital

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