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Material de entrenamiento del OIEA sobre Proteccin Radiolgica en radiodiagnstico y en radiologa intervencionista

PROTECCIN RADIOLGICA EN RADIODIAGNSTICO Y EN RADIOLOGA INTERVENCIONISTA

L 8: Factores que afectan a la calidad de imagen

IAEAInternational Atomic Energy Agency

IntroduccinSe revisan: Definiciones de parmetros de calidad de imagen Factores que afectan a la calidad de imagen Problemas comunes relacionados con la calidadde imagen encontrados por los radilogos en la prctica rutinaria Concepto de criterios de imagen como herramienta de ayuda para lograr buena calidad de imagen usando baja dosis de radiacin por radiografaIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 2

Temas Evaluadores de calidad de imagen Contraste en la imagen Borrosidad o falta de agudeza Distorsin y artefactos Ruido en la imagen

IAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 3

ObjetivoFamiliarizarse con los factores que determinan la claridad en la imagen y la forma de mejorar la calidad de la imagen



Parte 8: Calidad de imagenTema 1: Evaluadores bsicos de la calidad de imagen


Obtencin de imgenes de calidad El diagnstico eficiente requiere Ruido aceptable Buen contraste en la imagen Resolucin espacial suficiente

Estos factores van ligados La medida objetiva de la calidad es difcilIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 6

Factores que afectan a la calidad de imagen

Contraste

Borrosidad o falta de agudeza

Calidad de imagen

distorsin y artefactos

ruido


Evaluadores/descriptores de calidad de imagen

Evaluadores bsicos Contraste Resolucin Espectros de Wiener Ruido Anlisis de Evaluadores de enlace Relacin Seal/ruido detalles de contraste Transferencia deRuido S/N Modelo de Rose Contraste Anlisis ROC Resolucin modulacin Relacin seal/ruido Espectros de Wiener

Evaluadores globalesFuncin de transferencia de Modulacin MTF

Anlisis de detalles decontraste Modelo de Rose Anlisis ROC8

IAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen


Parte 8: Calidad de imagen

Tema 2: Contraste de la imagen


Contraste de la imagen

Contraste Bajo

Contraste Medio

Contraste Alto

El contraste en la imagen se refiere a la diferencia fraccional en densidad ptica del brillo entre dos regiones de una imagenIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 10

Algunos factores que afectan al contraste Contraste en el objeto oradiogrfico Espesor de tejidos Densidad de tejidos Densidad electrnica en los tejidos Nmero atmico efectivo Z Energa de los rayos X en kV Espectro de rayos X (filtro de Al) Rechazo de radiacin dispersa Colimador rejilla

Contraste en la imagen Contraste radiogrfico ms: Caractersticas de lapelcula Caractersticas de la pantalla de refuerzo Nivel de discriminacin de TC y DSA


Factores de tcnica (1) El valor del voltaje de pico influye en la durezadel haz (calidad del haz) Tiene que relacionarse con la cuestin mdica Cul es la estructura anatmica a investigar? cul es el nivel de contraste necesario? Para una exploracin de trax: 130 - 150 kV sonadecuados para visualizar la estructura pulmonar Pero solo son necesarios 65 kV para ver la estructura sea


Factores de tcnica (2) A ms alta energa, mayor poder depenetracin de los rayos X A niveles de energa muy altos, la diferencia entre hueso y tejido blando disminuye y ambos llegan a ser igual de transparentes El contraste de la imagen puede realzarse eligiendo un kVp menor para aumentar las interacciones fotoelctricas Se requiere un mayor kVp cuando el contraste es alto (trax)IAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 13

Penetracin de los rayos X en tejidos humanos60 kV, 50 mAs 70 kV, 50 mAs 80 kV, 50 mAs


Penetracin de los rayos X en tejidos humanosMejora del contraste de la imagen (pulmn)


Factores de tcnica (3) Los mAs controlan la cantidad de rayos X(intensidad o nmero de rayos X) La intensidad de rayos X es proporcional a los mAs La sobre o la subexposicin pueden controlarse ajustando los mAs Si la placa est demasiado clara, el aumento de los mAs conlleva un aumento de la intensidad y de la densidad pticaIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 16

Penetracin de los rayos X en tejidos humanos70 kV, 25 mAs 70 kV, 50 mAs 70 kV, 80 mAs


Contraste del receptor La pelcula como receptor juega un papelimportante en alterar el contraste de la imagen Hay pelculas de altos contraste y sensibilidad La curva caracterstica de la pelcula describe las propiedades intrnsecas del receptor (base + velo, sensibilidad, gradiente medio, mxima densidad ptica) Nota: El procesamiento de la pelcula tiene un pronunciado efecto sobre el velo y el contrasteIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 18

Monitor de video El monitor de video se usa normalmente enfluoroscopia y en imagen digital La presentacin en el monitor aade flexibilidad paraelegir contrate en la imagen El rango dinmico del monitor es limitado (limitacin para presentar un margen amplio de exposiciones)

Se consigue una mayor flexibilidad para presentaruna imagen contrastada ajustando la ventana de niveles de gris de la imagen digitalIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 19

Agentes de contraste La naturaleza ha dotado de contraste limitado alcuerpo Se emplean frecuentemente agentes de contraste producidos por el hombre para conseguirlo cuando el contraste natural es pobre (yodo, bario) Se trata de conseguir seales diferentes de los tejidos adyacentes y hacer visibles rganos transparentes a los rayos X




Tema 3: Borrosidad o falta de agudeza


Borrosidad o falta de agudeza Los contornos de un rgano o lesin podran sermuy definidos y, sin embargo, la imagen poseer falta de agudeza Existen diferentes factores que podran ser responsables de la falta de nitidez o borrosidad Al ver la imagen, el radilogo podra opinar que esta carece de detalle o de resolucin (reaccin subjetiva del observador al grado de agudeza presente en la imagen)IAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 22

Resolucin Es la menor distancia a la que dos objetos puedensepararse para que an parezcan distintos

Ejemplos de lmites Pantalla de refuerzo - pelcula: 0.01 mm TC: 0.5 mm

Otra definicin: funcin de punto extendido Caracterstica de un objeto puntual Se espera que un objeto puntual sea un punto en la imagen Borrosidad debida a imperfecciones del sistema de imagen Medida: anchura a mitad de altura FWHM


Factores que afectan a la agudeza de la imagen

Borrosidad geomtrica

Borrosidad del objeto

Borrosidad en la imagenBorrosidad por movimiento Borrosidad del objeto


Borrosidad geomtrica Si la mancha focal es infinitesimalmente pequea, la borrosidad se minimiza por la pequea prdida de agudeza geomtrica A medida que la mancha focal crece, crece la borrosidad en la imagen

Mancha focal pequea

Mancha focal grande25

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Borrosidad geomtrica Otra causa de borrosidad geomtrica es ladistancia desde el objeto al receptor Se pierde agudeza (aumenta la borrosidad) alejando el receptor del objeto Nota: Cuanto menor es el tamao del foco y ms cerca est el objeto y la pelcula (o receptor), mejor es la calidad de imagen como resultado de la reduccin en borrosidad geomtrica


Borrosidad (falta de agudeza) en el objeto No todas las estructuras en el cuerpo poseencontornos bien definidos (la superposicin est esencialmente presente en casi todas las situaciones) Los rganos no tienen contornos cuadrados o rectangulares La fidelidad para que los detalles del objeto se trasladen a la imagen es un requisito esencial de cualquier sistema de imagen La ausencia de agudeza en el objeto se refleja en la imagenIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 27

Falta de agudeza debida a movimiento (1) Comn y comprensible borrosidad en imagen mdica Movimiento del paciente: Nio no colaborador Contraccin o relajacin de un rgano Movimiento cardiaco, respiracin, etc

El movimiento voluntario puede controlarsemanteniendo un corto tiempo de exploracin y pidiendo al paciente que permanezca quieto durante el examenIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 28

Falta de agudeza debida a movimiento (2) Se consiguen tiempos de exposicin ms cortosusando pantallas de refuerzo rpidas N.B.: pantallas ms rpidas producen prdida de detalles (agudeza del receptor) Adems, el uso de un tiempo de exposicin ms corto tiene que compensarse con un aumento de los mA para conseguir una buena imagen Ello implica a menudo usar el foco grueso (mancha focal grande) (agudeza geomtrica)IAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 29

Falta de agudeza del receptor La pantalla intensificadora en radiografa tiene untamao de cristal mayor que el de la emulsin de la pelcula Una imagen obtenida sin la pantalla ser ms ntida que la obtenida con ella, pero sta ltima requerir mucha ms dosis El espesor de la pantalla produce tambin degradacin de la agudeza En imagen digital, la imagen presentada en una matriz mayor con menor tamao de pixel tiene mayor claridadIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 30



Tema 4: Distorsin y artefactos


Distorsin y artefactos Magnificacin desigual de distintas estructuras anatmicas Incapacidad de dar una impresin exacta del tamao real, forma y posiciones relativas Artefacto de reja (reja visualizada en la pelcula) Punto luminoso que asemeja microcalcificaciones (polvo en la pantalla) Mal contacto pantalla-pelcula, mala colocacin del paciente (mama)IAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 32

Distorsin y artefactos


Distorsin y artefactos




Tema 5: Ruido en la imagen


Ruido Se define como la incertidumbre oimprecisin en el registro de una seal Pintura impresionista: la precisin del objeto aumenta con el nmero de trazos Imagen mediante rayos X: cuando se registra con bajo nmero de fotones X tiene un alto grado de incertidumbre, luego ms fotones dan menos ruido Otras fuentes de ruido: Grano en la pelcula radiogrfica Grano grande en las pantallas de refuerzo Ruido electrnico del amplificador o del detectorIAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 36

Ruido en la pelcula El ruido se caracteriza por la desviacinestndar (W) de las medidas de densidad ptica en cualquier regin uniforme de la pelcula


Ruido en la imagen La informacin no til es ruido La nieve en la imagen de un televisor, las

manchas en una imagen ultrasnica son ejemplos de ruido El ruido interfiere con la visualizacin de las caractersticas de la imagen tiles para el diagnstico Diferentes componentes de ruido: Ruido por radiacin (efecto tacn) Ruido estructural (dispersin Compton) Ruido en el receptor (respuesta no uniforme a un hazuniforme de rayos X) Moteado cuntico (flujo de fotones bajo)IAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 38

Resumen Tcnicas diferentes y factores fsicos puedeninfluir en la calidad de imagen, perjudicando la capacidad de deteccin de las estructuras anatmicas tiles para el diagnstico (aumentando la prdida de agudeza de la imagen ) Ciertos factores dependen del receptor, ciertos otrosestn ms relacionados con la tcnica radiogrfica


Dnde conseguir ms informacin Hendee WR, Riternour ER, eds. MedicalImaging physics, 3rd ed. St. Louis: Mosby Year Book, 1992 Sprawls Perry Jr. Ed. Physical principles of medical imaging. Maddison: Medical Physics Publishing, 1993 Moores BM, Wall BF, Eriskat H y Schibilla H, eds. Optimization of image quality and patient exposures in diagnostic radiology. London: British Institute of Radiology 1989.IAEAL.8: factores que afectan a la calidad de imagen 40

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