Adquisición y Procesamiento Planar

Transcripción

Centro de Medicina Nuclear - Hospital de Clínicas "José de Sn Martín"
C.N.E.A. - U.B.A.
Dr. Raúl Cabrejas
TÉCNICAS EN MEDICINA NUCLEAR
ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y
PRESENTACIÓN DE IMÁGENES
PLANARES
Módulo II
Curso de Técnicos en Medicina Nuclear
º
C.N.E..A. - U.B.A.
Dr. Raúl C Cabrejas
Revisión 2000.
I NTRODUCCIÓN
Este cuadernillo trata de proveer los principios básicos de las Técnicas planares aplicadas en Medicina Nuclear con el objetivo de otorgar la mejor
información posible. De esta forma, lograr hacer diagnósticos diferenciales
y/o confirmar un diagnóstico presuntivo.
A fin de cumplir con este objetivo se impartirán nociones de: adquisición, procesamiento y presentación de las imágenes. Cada ítem será desarrollado particularmente, enfatizando en los puntos de mayor interés.
El contenido del cuaderno no debe ser tomado como norma definitiva, sino como base y orientación hacia una buena obtención de imágenes.
Los procedimientos varían según:
Ø Software: Cada computadora está provista de un programa que permite
hacer determinadas operaciones, rutinas, etc que le son propias.
Ø Protocolos: Cada Servicio cuenta con una metodología de trabajo basada en la experiencia y discusión de bibliografía, a la cual se
llega acordando en conjunto todos los integrantes del mismo. Estos
están sujetos a modificaciones periódicas por revisión de actualizaciones: sean bibliográficas y/o nueva experiencia.
Es fundamental tener en cuenta todos los conceptos impartidos en éste
cuaderno de manera permanente ya que, si bien todos los ítems de Enfermería,
Control de Calidad, Radiofarmacia y Radioprotección son básicos, pierden toda
su importancia en el momento de presentar una imagen, y que ésta sea de pobre
calidad.
LA MAGIA
NO EXISTE:
SI UNO ADQUIERE UNA MALA IMAGEN,
NO EXISTE MANIPULACIÓN ALGUNA CAPAZ DE OPTIMIZARLA
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L A I MAGEN P LANAR
La “gráfica” en Medicina Nuclear tiene una historia corta en tiempo,
pero de rápida evolución gracias a las posibilidades tecnológicas.
Siguiendo esa historia, y en orden de aparición, podemos citar diferentes formas de obtención de datos: primero como cuantificación de actividad en
una región, y luego graficando estas acumulaciones.
1) Contador.
2) Centellógrafo lineal
3) Cámara gamma planar.
4) Cámara gamma SPECT.
5) Detección de positrones (PET / SPECT-coincidencias)
Los primeros pasos de la medicina nuclear fueron cuantificar la captación de un radiofármaco en un órgano (tiroides, riñones, etc.) Se utilizaba el
CONTADOR. Este instrumento está formado por un detector de cristal plano [INa
(Tl)] acoplado a un fotomultiplicador. Este detector se conecta con un escalímetro donde se puede fijar una ventana de aceptación de energías, y así obtener la cuantificación de la captación (cuentas/tiempo) Para orientar la región
de captación, se colimó el cristal con un colimador sin septas de agujero amplio. Este dispositivo no puede hacer imágenes.
Posteriormente, se vio la necesidad de graficar la distribución del radiofármaco dentro del paciente. Así, se colocó el dispositivo anterior en un
brazo móvil y se le colocó un colimador convergente. A su vez, el escalímetro
se conectó con un dispositivo tal que al llegar una cuenta, se activa un electroimán que imprime una fuerza a una aguja que a su vez impacta sobre una cinta de carbónico y grafica un punto sobre un papel. De esta forma, el detector
recorre la región del cuerpo que se desea graficar, y va dibujando la distribución del radiofármaco. Este instrumento fue denominado CENTELLÓGRAFO LINEAL
Con
movimientos
lineales,
grafica al encontrar centelleos en el detector.
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Posteriormente, gracias a los avances tecnológicos, se pudo acoplar a
un cristal grande muchos fotomultiplicadores (PMT); y este sistema a un computador que integraba las imágenes en dos dimensiones (2D) El tamaño del cristal
(20 cm) generaba de una sola vez, una imagen en la computadora. Así se debió
reconfigurar los colimadores (divergentes, convergentes, paralelos, etc.)
En el comienzo eran imágenes analógicas. La computadora no tenía la capacidad de almacenar datos. Y las técnicas se limitaban a adquirir y posteriormente fotografiar la imagen que se visualizaba en la pantalla.
Con el advenimiento de las computadoras modernas, se pudo almacenar los
datos digitalmente (incorporación de matrices) Luego, cuando se desea, se puede hacer una impresión en placa, impresora, video printer, etc.
Además, se pueden procesar las imágenes utilizando Áreas de Interés
(RoIs: Regions of interest) Se pueden aplicar distintas funciones matemáticas,
además de otras posibilidades de procesamiento.
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ADQUISICIÓN DE LA IMAGEN
PROTOCOLOS
DE
ADQUISICIÓN:
Definición ..... Es el conjunto de pasos a seguir desde la preparación del paciente hasta la obtención final de la imagen en la computadora.
Estos se conforman de manera acordada por el conjunto de profesionales
del Servicio: Médicos, Físicos, etc. Se presentan en forma escrita para su
consulta y cuestionamiento ulterior ya que están sujetos a modificaciones de
acuerdo a las revisiones según sea necesario (Actualización)
En los mismos se plantean distintos pasos de la realización de un estudio. Desde lo más básico (como preparación del paciente) hasta el procesamiento del estudio, pasando por la adquisición y sus parámetros.
Cada Laboratorio de Medicina Nuclear debe tener una carpeta con los
protocolos de los estudios que se realizan rutinariamente.
En la imagen planar existen dos componentes: El fondo y la señal. Una
buena imagen posee bajo fondo y alta señal.
Fondo
Cantidad
Señal
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La señal está formada por los fotones provenientes de las estructuras
donde se acumula el radiofármaco. Son fotones no degradados. Estos fotones son
los que conforman la imagen verdadera.
El fondo está constituido por el radiofármaco presente en la sangre y
toda área corporal que no concentre el radiofármaco, así como los fotones dispersos que entran dentro de la ventana energética elegida. Los primeros factores, disminuyen el CONTRASTE de la imagen. Los fotones dispersos, disminuyen la
RESOLUCIÓN.
Fondo
Fondo
Señal
Cantidad
Cantidad
Señal
Arriba se demuestra cómo serían dos imágenes de “mala calidad” a causa
de poseer una mala relación Señal /Fondo.
La
RELACIÓN
SEÑAL / FONDO posee un papel funda-
mental en la calidad de la imagen obtenida
en la imagen de Medicina Nuclear
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MODELO
DE
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PROTOCOLO
Nombre del Estudio
INDICACIONES
PREPARACIÓN
DEL
DEL
ESTUDIO: (Motivo para realización del mismo)
PACIENTE
RADIOFÁRMACO: (Elección, marcación, administración)
PARÁMETROS
DE LA CÁMARA:
Ubicación de la ventana en el Fotopico de energía
Colimador ................. Baja energía:---- A.S
Mediana Energía-Alta energía----ADQUISICIÓN: (Acq)
Modo de Barrido: .......... Estático
2
Matriz .................... 64
Dinámico
2
AR
UAR
Gatillado
2
128
256
Zoom (Magnificación) ...... x1.5
x2
Tipo de Almacenamiento: ... Word
Byte
Tiempos de Barrido: ....... Inmediato
TP
x 2.5
Mediato
Otro
Horas: _____
Cantidad de Imágenes ...... ______
Proyecciones ..............
AP
PA
LatD
LatI
OAI
OAD
OPD
OPI
Detenimiento de la Acq .... por Tiempo
_____ seg.
por Cuentas
_______ kctas
PROCESAMIENTO:
Generación de RoI(s): .................. si
no
Sustracción de fondo: .................. si
no
Filtrado de imágenes: .................. si
no
Funciones algebraicas (x constantes) .. suma
,
resta
Multiplicación
Funciones algebraicas (de imágenes) .... suma
,
7
no
,
resta
Multiplicación
Semicuantificación: .................... si
,
división
,
,
división
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Ahora empezamos a revisar
algunos conceptos básicos sobre
adquisición. Colimadores,
Matrices, etc, etc
UBICACIÓN
DEFINICIÓN →
DE LA VENTANA EN EL
FOTOPICO
DE LA
ENERGÍA:
Es la selección de las energías que serán aceptadas para la formación de la imagen adquirida.
Se deberá tener en cuenta la espectrometría del radionucleido que conforma el radiofármaco, dado que de él depende la generación de la imagen. También se deberá conocer las posibilidades de la cámara gamma utilizada para
emplear uno, dos ó más ventanas energéticas.
En general, las cámaras modernas utilizan ventanas del 15% de apertura
con respecto al fotopico. Esto quiere decir que si se cuenta con un fotopico
de 140 keV, la ventana permitirá conformar la imagen con los fotones entre
119-161 keV. El resto de los fotones que entren a la cámara (fotones degradados, dispersos; <129 keV ó fotones > 161 keV) no podrán ser incorporados a la
imagen.
De esta forma se asegura que la imagen generada posea la mayor resolución posible con el ajuste de la ventana.
En cámaras viejas, que son menos sensibles, se puede utilizar una ventana más amplia (20%) Pero como siempre, al aumentar la sensibilidad, se pierde resolución en la imagen (entrarían fotones entre 112-168 keV)
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Es muy importante recordar que el
paciente es un emisor de radiación con
tejidos
dispersantes
y
atenuadores
de
A
los fotones.
Por ello es fundamental centrar
B
la ventana en el fotopico con una fuente
puntual, sin dispersión y/o atenuación.
En el gráfico lateral, se observan dos espectros de un mismo radionucleido. Donde A es el radionucleido en
una fuente puntual y B en el paciente
(generando mayor dispersión)
Este otro ejemplo muestra como se pude perder resolución si la ventana energética está mal centrada.
En el gráfico se visualiza
la
adquisición
de
una
1
proyección de Pelvis (AP ): a
la izquierda la imagen obtenida al ubicar la ventana en la
zona de dispersión. A la derecha la imagen obtenida cuando
se ubica correctamente la ventana
sobre
keV ±15%)
1
PAP = Proyección Anteroposterior.
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el
fotopico
(140
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En los distintos laboratorios de Medicina Nuclear, se suele dar turnos
de forma tal que todos los pacientes del día que se realizan con un isótopo en
particular se realicen secuencialmente. Esta metodología sirve para prever
olvidos en cuanto a modificación de la ventana energética entre pacientes con
distintos radionucleidos.
La omisión del cambio de ventana energética produciría una mala imagen
(baja resolución), debiendo repetirse el estudio si no se advierte a tiempo.
En la imagen de la izquierda se observa la entrada de los
fotones dispersos del paciente (ya que el mismo se inyectó
con un coloide marcado con 99mTc); mientras que en la de la
derecha, se observan los fotones que provienen del fotopico.
Demos un
Ejemplo
159
Sm (109 keV)
Otros
Ejemplos
10
99m
Tc (140 keV)
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COLIMADORES:
DEFINICIÓN →
Es un dispositivo diseñado para discriminar aquellos fotones que
no provienen perpendicularmente desde la fuente al detector siguiendo la calidad de los agujeros del dispositivo.
Los colimadores están compuestos por plomo (material absorbente) que
delimita agujeros, por donde pasan los fotones desde la fuente.
De acuerdo a la fabricación de los mismos, se los puede clasificar en:
a) colimadores de fundición2
b) Colimadores de laminillas3
Los colimadores actualmente utilizados son los “Cast” o de fundición.
Esto es así porque son los más fuertes. Duran más por poseer un estado sólido.
Y los golpes tangenciales no afectan su estructura. En cambio, los colimadores
“Foil”, si reciben un golpe tangencial (de costado) puede desarreglar el laminado y producir defectos en la estructura y geometría del detector (estos son
colimadores que se comercializaban en los años 90)
2
3
En Inglés: Colimadores “Cast”.
En Inglés: Colimadores “Foil”
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SELECCIÓN
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DEL COLIMADOR
La selección del colimador está acotada en primer orden por la energía
del radionucleido a utilizar. En segunda medida de la resolución y sensibilidad que se desea obtener en la imagen a adquirir.
Como regla general, la resolución y la sensibilidad de un colimador poseen una relación inversamente proporcional.
CLASIFICACIÓN:
ü Según la Energía: (acá lo importante es la longitud de las septas4)
û De Alta energía ..... > 300 keV..... 131I (365 KeV)
û De Mediana Energía .. 160-300 keV... 67Ga (300, 185 y 93 KeV)5
û De Baja Energía ..... < 160 keV..... 99mTc (140 KeV),
201
Tl (70 80 KeV)
En general, los colimadores de alta y mediana energía son de
Todo propósito.
Esto se debe a que la dosis administrada a los pacientes en estos
casos es baja, y de esta forma se aumenta la sensibilidad
del sistema (colimador-cámara-software) con una degradación mínima en la resolución espacial.
4
Directamente porporcional a la energía.
Cada pico de energía está presente con distintos porcentajes de abundancia: 36% (93 KeV), 20%
(185 KeV) y16% (300 KeV)
5
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ü Según:
RESOLUCIÓN6
ORIENTACIÓN DE LAS SEPTAS
Ultra Alta Resolución
Alta Resolución
Ortogonales
Paralelos
Propósitos generales
(Para Bajas
Alta sensibilidad
Energías)
Oblicuos7
Fam-Beam (Corazón)
Slant (cerebro)
Convergentes
Con Septas
(Baja Energía) Sin Septas
Pinhole
Divergentes
Alta
CV = Campo de visión.
Se denomina así
al ángulo sólido
del agujero. El
tamaño de ese ángulo determina la
resolución
del
colimador)
> CV;
û BAJAS ENERGÍAS, ALTA
SENSIBILIDAD
< Resolución
(AS / HS): Son colimadores con pocas septas y
cortas (CV amplio). Esto les permite captar mayor cantidad de información a
expensas de una peor resolución.
6
7
En esta, lo importante es la cantidad de septas.
Requieren de software especial para corregir la matriz y la distancia.
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û BAJAS ENERGÍAS, TODO PROPÓSITO (TP / LEAP, GAP): Es un colimador que tiene una
relación de compromiso entre sensibilidad y resolución. Es uno de los más
utilizados. Se usa generalmente para ESTUDIOS DINÁMICOS y de baja resolución.
û BAJAS ENERGÍAS, ALTA RESOLUCIÓN (AR / HR): Estos tienen más septas, o son más
largas (El CV en más pequeño) De esta manera, precisan la ubicación del
evento radioactivo. Así la imagen posee mayor definición (mayor resolución),
y para esto descarta gran cantidad de eventos, aumentando el tiempo de adquisición (menor sensibilidad) Estos son los más utilizados para ESTUDIOS
ESTÁTICOS.
û BAJAS ENERGÍAS, ULTRA ALTA RESOLUCIÓN (UAR / UHR): Aquí las septas se encuentran
aún más juntas o son más largas. Suele utilizarse cuando no se dispone de un
equipo tomográfico y/o de un Pinhole para resolver áreas pequeñas o estructuras muy cercanas entre sí. También son muy utilizados en SPECT.
û PARALELOS OBLICUOS: Estos tienen septas paralelas, pero anguladas. Están diseñados para un órgano específico, que no está ubicado perpendicularmente al
plano de cabezal. Una de las utilidades es la de adquirir imágenes tomográficas en cabeza (SPECT). Así, la distancia Colimador-Paciente se hace menor.
û DIVERGENTES: Son utilizados generalmente en cámaras de campo chico para visualizar órganos grandes como pulmones, hígado, bazo. La desventaja de estos
colimadores, es que la imagen se deforma hacia los bordes del colimador a
causa de la angulación de las septas. En el centro del colimador las septas
son paralelas y hay mínima distorsión.
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û CONVERGENTES: son raramente utilizados los multiseptales. El más utilizado es
el Pinhole8, que funciona como las antiguas cámaras fotográficas. Este consiste en un embudo de plomo con base en el cristal y vértice opuesto, con un
orificio pequeño. Se puede utilizar con cualquier radionucleido. Simplemente
seleccionando el foco adecuado para esa energía.
Demos un
Ejemplo
8
Pinhiole= Del Inglés PIN: Alfiler, HOLE: agujero.
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LA GEOMETRÍA
ÓPTIMA PARA LOS
FUENTE Y EL DETECTOR.
PARA
LOS
COLIMADORES PARALELOS
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ES DISTANCIA MÍNIMA ENTRE LA
CONVERGENTES (SEPTADOS
O
PINHOLE),
SE CALCULA LA
DISTANCIA A LA QUE SE DEBE POSICIONAR SEGÚN LA GEOMETRÍA DEL COLIMADOR DADO QUE POSEEN UN FOCO EL FOCO
CV.a= Campo visual del agujero a
CV.b= Campo visual del agujero b
La fuente 1 y la fuente 2 pueden ser
resueltas en la posición 1 (f1.1,
f2.1). Al alejarlas del detector, manteniendo la misma distancia entre
ellas (f1.2, f2.2), ya no pueden ser
resueltas porque las fuentes producen
excitación del cristal en ambos agujeros (a y b)
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ELECCIÓN
DE LA
MATRIZ
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A UTILIZAR
En Medicina Nuclear todas las imágenes analógicas que salen de la cámara gamma son digitalizadas. Para ello se idearon las MATRICES.
Estas son la subdivisión de un área en regiones, donde se acumula la
información de cada sector del campo de visón. Para ello se define un eje cartesiano (X,Y) donde se superpone la imagen analógica que proviene de la cámara. Las áreas delimitadas por las subdivisiones se designan PIXELES.
De acuerdo a la cantidad de subdivisiones, los pixeles adquieren dimensiones determinadas.
Existen 3 matrices distintas que pueden ser utilizadas clínicamente en
Medicina Nuclear:
1) 64 x 64 pixeles (px) .. 4096 px -------- Es la más pequeña.
2) 128 x 128 px ......... 16384 px -------- = 642 x4
3) 256 x 256 px ......... 65536 px -------- =1282 x4
A
B
En este gráfico, vemos como subdividiendo el pixel se obtiene una matriz más grande. De esta forma obtenemos mayor resolución espacial en la imagen adquirida.
En el Cuadro A tenemos una matriz de 102. al dividir al pixel en 4, obtenemos una matriz B, de 402. De esta forma el pixel de la matriz B es la mitad de la dimensión del original (A)
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A su vez, se puede aplicar cada una de las matrices a todo el campo de
visión o a una región más pequeña del mismo. De esta forma, como el número
total de pixeles no varía, los mismos deber disminuir de tamaño para caber en
un sector más pequeño del cristal.
Como resultado de
esto se obtiene mayor resolución en la imagen. Como
la matriz se aplica a un sector limitado del cristal, la región donde no hay
matriz no forma parte de la imagen adquirida. Es como si el campo de visión de
la cámara se redujera.
Cuando se efectúa, a este desplazamiento, se lo denomina ZOOM. Las dimensiones de la nueva matriz pueden diferir en forma variable de la matriz
original que cubría todo el campo de visión de la cámara.
Así, denominamos Zoom x2 cuando la dimensión de la matriz es la mitad
de la original.
C
A
En este otro gráfico, vemos como disminuyendo el tamaño de pixel se obtiene una matriz de iguales dimensiones, pero que ocupa una región menor del
cristal (o campo de visión de la cámara) De esta forma también obtenemos mayor
resolución espacial en la imagen adquirida.
En los ejemplos B
y C el tamaño de
px es el mismo
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Entonces, los pixeles poseen un tamaño determinado por:
TC
Tpx =
M ×Z
Tpx= Tamaño de Pixel
TC= Tamaño del cristal [mm]. Se deberá tomar el diámetro en cristales redondos; y el lado mayor en cristales rectangulares.
M= Cantidad de pixels por lado para la matriz seleccionada.
Z = Factor multiplicativo sobre la matriz (Zoom).
Tamaño Cristal (mm)
Matriz
Factor de
Zoom
200
400
450
500
550
600
1
3.1
6.3
7.0
7.8
8.6
9.4
64 x 64 (M=64)
1.5
2
2.5
2.1
4.2
4.7
5.2
5.7
6.3
1.6
3.1
3.5
3.9
4.3
4.7
1.3
2.5
2.8
3.1
3.4
3.8
3
4
1
1.0
2.1
2.3
2.6
2.9
3.1
0.8
1.6
1.8
2.0
2.1
2.3
1.6
3.1
3.5
3.9
4.3
4.7
128 x 128 (M=128)
1.5
2
2.5
3
1.0
2.1
2.3
2.6
2.9
3.1
0.8
1.6
1.8
2.0
2.1
2.3
0.6
1.3
1.4
1.6
1.7
1.9
0.5
1.0
1.2
1.3
1.4
1.6
4
0.4
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
La selección de la matriz va a depender de la relación entre
Resolución y Sensibilidad buscada.
Hay que tener en cuanta el límite de resolución de la cámara (Ver controles de calidad; Fantomas de Barras). En general el límite de resolución es
2-3 milímetros.
De lo anterior, se desprende que no tiene sentido adquirir con una combinación Matriz-Zoom que produzca un pixel menor al límite de resolución de la
cámara con que se cuenta.
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Revisión 2000.
Hemos hablado del tamaño
de pixel, del zoom y la
matriz. Ahora veamos un
ejemplo de cómo sería
visualizado
un
objeto
con distintas condiciones de adquisición
EJEMPLO
A
Matriz 8 x 8
Zoom x 1
DE
RESOLUCIÓN
DE IMÁGENES:
B
C
División
Reducción
Matriz 16 x 16
Zoom x 1
Matriz 8 x 8
Zoom x 2
Tamaño del
Pixel
Parámetros de
Adquisición
Durante la
Adquisición
Imagen en
pantalla
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RELACIÓN
ENTRE
RESOLUCIÓN
Y
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SENSIBILIDAD:
Esta relación es siempre inversa. Cada vez que se desee tener mayor resolución en la imagen, la cámara o imagen adquirida, será menos sensible a la
radioactividad. Por lo tanto, se deberá tener en cuenta esta pérdida de sensibilidad para no perder resolución.
Matriz
Zoom
64 x 64
1
Colimador
Resolución Sensibilidad
Alta sensibilidad
128 x 128 1.5 Todo Propósito
256 x 256
2
Alta resolución
512 x 512
3
Ultraalta resolución
ESTADÍSTICA
DE CONTEO:
Otro parámetro fundamental para obtener una buena imagen (distinción de
señal y ruido), es la acumulación de una ADECUADA CANTIDAD DE CUENTAS POR
PIXEL.
Existe un valor estipulado para obtener una buena relación Señal-Ruido
en una imagen y es: 80-160 cuentas/px ocupado (Ctas/px) para una matriz de 642
y zoom 1; en una cámara gamma de cristal circular y 40 cm de diámetro. A partir de esta regla se pueden calcular las Ctas/px para distinto zoom y matriz.
Tomando ese valor como base, podemos establecer, que si todo el campo
de visión posee fotones (como en Tórax o abdomen), para obtener una imagen con
una muy buena relación S:F, se deberá juntar:
a) 100-200 Kctas .... matriz 642
b) 400-800 Kctas
... matriz 1282
C) 1600-3200 Kctas .. matriz 2562 (Clínicamente, se utiliza 1000 Kctas)
Es decir que: cuanto menor sea el tamaño de pixel (sea por matriz o
zoom) mayor va a tener que ser la acumulación de cuentas para la imagen.
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Revisión 2000.
Se deberá tener en cuenta QUÉ PORCENTAJE DEL CAMPO DE VISIÓN COMPRENDE AL
OBJETO ESTUDIADO. De esta forma, se podrá saber cuál es la cantidad de pixeles
que presentan excitación y que deberán tener la información necesaria para
obtener una imagen con buena relación S:F.
Esto se aplica cuando se está haciendo una imagen de manos, pies u otra
parte del organismo, que no cubra completamente el campo de visión de la cámara.
Adquisición de manos: se puede decir que se cubre 1/6
del campo de visión. Por ende se puede adquirir 1/6
de la cantidad estipulada de cuentas para la matriz y
Demos un
Ejemplo
zoom programada.
Si se está adquiriendo en 128 x 128, Zoom 1: Para Utilización completa del campo de visión es 400-800K Ctas. Para el caso antes mencionado, se podrán adquirir entre 66-135 K para obtener una buena relación S:F en los pixeles ocupados.
Además de tener en cuenta los parámetros de adquisición y la región del
campo de visión que están ocupado con el objeto para hacer la imagen, se debe
tener en cuanta otra variable: LA PRESENCIA DE SEÑAL PROVENIENTE DE REGIONES
CORPORALES QUE NO SON LAS DE INTERÉS.
En algunos casos la biodistribución del radiofármaco es de tal forma
que existe acumulación radiactiva en órganos próximos a la región de interés
para ser evaluada. Estos órganos o tejidos son vejiga, hígado, intestino, corazón, glándulas salivales, vías urinarias.
En estos casos, estas estructuras poseen mayor o igual captación que la
región de interés. El problema de adquisición (estadística de conteo en la
región de interés) se ve incrementado cuando la hipercaptación cercana en de
mayor intensidad que la región de interés.
Esta gran acumulación es un grave problema en los Estudios Estáticos donde la adquisición se detiene por cuentas.
Por ejemplo, si se desea investigar patología en pelvis, la presencia
de vejiga hace que se llegue rápido a las cuentas programadas. Así, sólo la
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C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
vejiga posee alta cantidad de cuentas (buena estadística de conteo) y el resto
de la imagen posee una relación S:F baja.
Existen diferentes formas de evitar este inconveniente:
1) EVACUAR O ELIMINAR LA ZONA HIPERCAPTANTE (Vejiga, materia fecal, ropa
contaminada, etc.)
2) BLINDAR LA ZONA HIPERCAPTANTE: De esta forma, las cuentas totales de la
imagen provendrán de las demás estructuras y no de la zona hipercaptante vecina.
3) PROGRAMAR MAYOR CANTIDAD DE CUENTAS EN LA IMAGEN. De esta manera, se adquiere una imagen con buena relación S:F en todo el campo de visión.
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C.N.E..A. - U.B.A.
TIPOS
DE
Revisión 2000.
ADQUISICIÓN PLANAR:
Estáticos
Estudios
Planares
Simples
Dinámicos
Gatillados
Como se mencionó en reiteradas oportunidades, la Medicina Nuclear observa la fisiología o fisiopatología de los distintos órganos o tejidos.
Existen eventos fisiológicos que son rápidos en el tiempo, otros son
lentos y otros cíclicos. En cuanto al radiofármaco, existen radiotrazadores
que posee una dinámica rápida (entran y salen del órgano)y otros que permanecen en los sitios de acumulación por más tiempo.
Como se verá en esta sección, la selección del tipo de adquisición dependerá del evento fisiológico que se desea investigar, así como de cómo se
comporta el radiofármaco en el cuerpo.
F
Estudios Estáticos:
Son estudios que pueden ser realizados con radiofármacos que entran en el tejido y permanece en el por un tiempo prolongado. La información
fisiológica no se modifica durante el tiempo de adquisición de las imágenes.
En estos estudios, se acumula información en imágenes con límite
en cuentas o tiempo. Se pueden adquirir distinta cantidad de imágenes.
Podríamos decir que se asemeja a una "FOTO"
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C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
Ejemplos:
2 Centellograma Óseo.
2 Ventilación / perfusión Pulmonar (V/Q)
2 Centellograma Renal.
2 Centellograma Tiroideo.
2 Tomas estáticas de estudio para detectar Hemorragia Digestiva, Divertículo de Meckel, Esófago de Barret, etc.
2 Perfusión Miocárdica.
En general, en las imágenes estáticas, se puede obtener una imagen con
buena estadística de conteo (es decir, buena relación Señal / Fondo) Al adquirir gran cantidad de cuentas en una imagen se podrá obtener una mejor cantidad
de fotones provenientes de los tejidos “señal” con relación a los obtenidos de
los tejidos “fondo”.
De acuerdo a lo ya visto, también podemos advertir que las imágenes logradas pueden ser de alta resolución ya que poseemos el tiempo necesario para
adquirir esa cantidad requerida de Ctas/px para obtener una buena relación
Señal:Fondo con un colimador de alta resolución.
PARÁMETROS
DE LA ADQUISICIÓN ESTÁTICA:
Ù Matriz: Se pueden elegir matrices grandes (Usualmente 128 x 128).
Ù Zoom: es posible utilizarlo.
Ù Colimador: Se pueden utilizar colimadores de alta resolución.
Ù Cuentas totales: Se pueden lograr imágenes con alta cantidad (La cantidad de cuentas seleccionada dependerá del tamaño y cantidad de pixeles en la imagen como se vio anteriormente en la sección de matriz y
zoom.
Ù Tiempo de adquisición: Se utiliza cuando se inyectan muy bajas dosis
del radiofármaco o cuando el mismo está muy decaído (imágenes tardías
de 24 h). También cuando se realizan
RASTREOS CORPORALES,
donde se toma
una primer imagen por cuentas (generalmente Tórax AP, dado que ocupa
todo el campo de visión de la cámara). El resto de las imágenes adquiridas se realizan en el tiempo que tardó la primer imagen. De esta
forma, todas las imágenes podrán ser comparadas entre sí.
25
C.N.E..A. - U.B.A.
F
Revisión 2000.
Estudios Dinámicos:
Son estudios que pueden ser realizados con radiofármacos que en-
tran en el tejido y permanece en el por un tiempo limitado y luego son eliminados. La información fisiológica se modifica durante el tiempo de adquisición de las imágenes.
En este tipo de estudio se puede observar el proceso de un evento
fisiológico en el tiempo. Para ello se toma una secuencia de imágenes (Cuadros9 o proyecciones) con límite en tiempo.
Podríamos decir que se asemeja a una "FILMACIÓN".
Existen dos tipos de adquisición dinámica:
w
Dinámico simple:
Se utiliza para el diagnóstico de patologías observando un EVENTO
FISIOLÓGICO SECUENCIAL que no se repite en el tiempo (no es cíclico): Una vez que
el radiofármaco pasa por un lugar y se elimina, nunca vuelve a observarse en
la región donde se eliminó.
Es importante hacer notar que, al ser eventos no cíclicos, se
cuenta con poco tiempo para adquirir la imagen. Menor cuanto más rápido es el
evento observado (es distinto observar un trago de líquido –dura segundos-,
que el vaciamiento de un alimento sólido de estómago –dura horas-). Con lo
cual la selección del tiempo por imagen dependerá de la velocidad del evento
fisiológico a estudiar.
De lo anterior, se desprende que se necesita aumentar la sensibilidad de la imagen. Esta característica de la imagen dependerá, en mayor medida, de la dosis, matriz y colimador seleccionados.
De todas forma, la imagen obtenida no suele poseer una buena relación S:F.
9
También se los conoce como Frames (inglés: cuadros): Imágenes ordenadas secuencialmente.
26
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
Por Ejemplo:
2 Radiorrenograma (Se ve la función de excreción y filtrado renal)
2 Flujos vasculares (Se ve como el Isótopo llega por vía sanguínea
al área en estudio): Cerebral, Óseo, Renal, Abdominal, etc.
2 Vaciado Gástrico.
2 Cistouretrografía radioisotópica.
2 Flebografía (se hacen también tomas estáticas)
2 Determinación de Reflujo Gastro-Esofágico (se hacen también tomas
estáticas)
PARÁMETROS
DE LA ADQUISICIÓN DINÁMICA SIMPLE:
Ù Matriz: En general se utilizan matrices chicas (64 x 64)
Ù Zoom: Usualmente no se utiliza, salvo casos especiales.
Ù Colimador: Se suelen utilizar colimadores de baja resolución.
Ù Tiempo de adquisición/cuadro: Se determina la duración de cada cuadro
de acuerdo a la velocidad del evento fisiológico estudiado.
Ù Cantidad de cuadros: Se determinan de acuerdo al tiempo total de estudio requerido y del Tiempo/cuadro seleccionado. [Ejemplo: Si se realizan imágenes de 2 segundos y se necesita observar el evento fisiológico por 90 segundos, se deberán adquirir 45 cuadros]
w
Modo Gatillado:
Se utiliza para estudios de un EVENTO FISIOLÓGICO CÍCLICO. Es el caso del
ciclo cardíaco.
Los eventos fisiológicos transcurren en un período de tiempo muy corto.
La frecuencia normal es de 72 latidos por minuto (72 x’) Esto significa que
cada latido dura 0.83 segundos. No hay ninguna posibilidad de aumentar la sensibilidad de la imagen para permitir obtener una buena estadística en las imágenes con solo 0,83 seg.
Como el evento fisiológico (Ciclo cardíaco) se repite en el tiempo, se
pueden adquirir varios de los ciclos del evento fisiológico e ir acumulando
información en un número preestablecido de imágenes.
27
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
Dada la periodicidad del evento se puede introducir una señal fisiológica (E.C.G10) a la computadora para que ésta sepa en qué momento del ciclo cardíaco se encuentra.
El software toma la duración entre ondas R del ECG, y la divide en la
cantidad de cuadros que el operador decida (16, 24 o 32). Y le asigna un intervalo de tiempo para cada imagen.
Un paciente tiene una frecuencia de 70 latidos
por minuto. Se decide hacer 16 imágenes.
Demos un
Ejemplo
El software analiza el ECG, y divide la duración de un ciclo en 16 partes:
60 seg/70 latidos = 0.86 seg/lat
0.86 seg/16 cuadros = 0.0054 seg/cuadro
De esta forma, cuando la máquina recibe la información del detector
(cuentas) puede almacenarlas en un cuadro determinado, dado que sabe en qué
momento del ciclo cardíaco se encuentra (Todos los eventos radioactivos producidos en la onda P, van a ser acumulados en el mismo cuadro, y así con las
otras ondas y segmentos)
Es decir la señal del ECG entrante sincroniza y organiza los distintos
Cuadros. Ver gráfico siguiente.
10
= Electrocardiograma.
28
C.N.E..A. - U.B.A.
PARÁMETROS
DE LA ADQUISICIÓN
Revisión 2000.
GATILLADA:
Ù Matriz: En general se utilizan matrices chicas (64 x 64)
Ù Zoom: Se debe usar para obtener mayor resolución cardíaca.
Ù Colimador: Se suelen utilizar colimadores de baja o alta resolución.
Ù Cantidad de cuadros: Se determinan de acuerdo a la resolución temporal
requerida para el estudio (a mayor cantidad de imágenes, mayor resolución temporal)
Ù Cantidad total de cuentas/estudio: Se determina a partir de la cantidad de cuadros requeridos (150 Kctas/cuadro). Entonces, si se seleccionan
16
cuadros,
se
deberá
adquirir
un
total
de
2400
kctas
(150Kx16); si se desean 24 cuadros, se adquirirán 3600 Kctas.
Otro estudio posible para un estudio Gatillado es la Ventilación Pulmonar con
133
Xe o
81
Kr (La variable es la frecuencia respiratoria) Actualmente
está técnica no se utiliza en Argentina.
Recientemente se ha incorporado la posibilidad de adquirir SPECT gatillados. Se utiliza también en estudios cardíacos marcando en miocardio (MIBI99m
Tc o
201
Tl) De este estudio se pueden obtener valiosos parámetros como Frac-
ción de eyección en reposo, velocidades de llenado y vaciado ventricular, perfusión miocárdica, viabilidad miocárdica.
29
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
Imagen
Dinámico
AR / Ctas toGatillado
642
TP
tales
TP
Tiempo
Secuencial
30
⇑
⇑
±
⇓
⇓
Sensibilidad
⇑
Resolución
Relación S:F
Ctas/
Ctas/Imagen
AR
tudio
1282
Stop de es-
Colimador
Estático
Matriz
Estudio
(usualmente)
Cómo podemos resumir todo esto de
los distintos estudios: Estáticos,
Secuenciales, Gatillados, Resolución, Sensibilidad, etc.
C.N.E..A. - U.B.A.
SELECCIÓN
DE
DOSIS
DE
Revisión 2000.
ADMINISTRACIÓN:
1) Se debe guardar en TODO momento las Normas Básicas de Radioprotección.
2) Según el Radiofármaco: se debe limitar la dosis administrada en algunos
radiofármacos.
a) TOXICIDAD DEL RADIOFÁRMACO: Existen algunos radiofármacos que son tóxicos,
y debe limitarse la cantidad inyectada (Talio-201, Indio-111) para no
producir los efectos adversos, que en algunos casos son importantes.
b) RADIOTOXICIDAD DEL RADIOFÁRMACO: Existen radionucleidos que no solo emiten
radiación γ, sino también β+. Estos producen lesión celular en el órgano
donde se acumula (x ej: Iodo-131)
3) Según el estudio:
a) ESTÁTICO: En estos estudios se puede dar dosis relativamente bajas dado
que se cuenta con “tiempo indefinido” para adquirir la imagen. Se para
por cuentas y la dinámica del radiofármaco es lo suficientemente lenta
como para permitir una adquisición prolongada. La limitación es la posibilidad de movimiento del paciente.
b) DINÁMICO SIMPLE: En general, se suele dar mayor dosis dado que se tiene
un tiempo definido (limitado) para obtener una buena imagen. La elevación de la dosis es proporcional al tiempo de adquisición/cuadro elegido.
c) DINÁMICO GATILLADO: No es tan crítica la dosis, dado que el tiempo de adquisición es prolongado, en los casos en los cuales se aduiere en reposo
(15-20 mCi). No pasa lo mismo si el paciente debe hacer una Ergometría
(prueba de esfuerzo) durante el estudio: En esos casos, se aumenta la
dosis (30 mCi).
d) PLANAR VS. SPECT. En este grupo, las dosis para los estudios tomográficos son, casi siempre, el doble que para su análogo en planar. Ejemplo:
Cent. Hepático (3-5 mCi) - SPECT Hepático (8-10 mCi).
4) Según el Paciente: Puede ser adulto o pediátrico. Aquí la variable contemplada es la superficie corporal o peso del paciente. Existen tablas que se
manejan en el laboratorio de Radioquímica para la preparación de las dosis
en los casos mencionados.
En general, las dosis establecidas en los libros y protocolos están pensadas para el “Standard” humano: Hombre adulto de 70 kg, 170 cm altura.
31
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
Tabla para calcular las Dosis Pediátricas
[Practical Nuclear Pharmacy]
Peso
(kg)
2
5
10
15
20
30
40
50
60
65
Fracción de la Dosis del
Adulto
09 %
17 %
27 %
36 %
44 %
58 %
71 %
83 %
95 %
100 %
Dosis Furosemida
Prueba Diurética (RRG): 0.5-1 mg/Kg (Intra venosa; Dosis Máxima 40 mg)
Dosis Captopril
Prueba para HTA Renovascular (RRG): 25-50 mg (Oral, Pastilla en polvo)
Hay que recordar que la Resolución de la imagen, así como la
relación S:F van a determinar la utilidad del estudio realizado. Y depende de la Técnica de Adquisición que el estudio deba o no ser repetido.
32
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
U TILIZACIÓN DE M ARKERS :
Se denomina Marker a todo accesorio que contribuye a la ubicación de
referencias anatómicas para facilitar la interpretación de la imagen cuando,
por la distribución biológica del radiotrazador, la misma no las contiene.
Existen distintos tipos de Marker:
Externos
Internos
Lámina lineal de plomo
Fríos
No
Discos de plomo, etc.
Radiofármacos administrados,
Fuentes puntuales
Calientes
que poseen diferente energía
57
Fuentes lineales ( Co)
57
Fuentes planas ( Co,
99m
Tc)
a la del radiofármaco utilizado para el estudio de interés.
ü
Fríos: Consisten en materiales que blindan la emisión de una parte de la
fuente o fondo. Generalmente son de Plomo. Se prefieren estos cuando el reparo anatómico está interpuesto entre el órgano blanco (señal), o un fondo
muy activo, y la cámara. Es decir, que existe radioactividad debajo del marker que permite visualizar la imagen fría (fotón negativa) generada por
blindaje del material radioactivo por el plomo.
ü
Calientes externos: Estas son fuentes radioactivas de poca actividad que se
ubican en puntos estratégicos donde no se encuentra actividad. Se utilizan
para delimitar contornos corporales, ubicar sitios anatómicos (como mentón,
apéndice xifoides, crestas iliacas, etc.)
ü
Calientes Internos: Se utilizan cuando se desea ubicar alguna estructura
captante sin tener un reparo anatómico externo. En general estas estructuras
puede relacionarse con algún órgano como Riñón, Hígado, etc (Debajo, arriba,
a la izquierda, a la derecha del órgano) Entonces, se administra un radiofármaco con energía distinta al del radiofármaco del estudio para ubicar uno
de los órganos [DTPA-99mTc (Riñón) y Fitato-99mTc (Hígado) son los más usados]
y así ubicar una captación patológica en relación al marker.
33
C.N.E..A. - U.B.A.
Marker frío
(Reborde Costal)
Revisión 2000.
Marker caliente Externo
con fuente plana
(Reborde corporal)
Marker Caliente Externo
fuente puntual contorno
Marker Caliente Externo
con fuente puntual
Marker Caliente Interno
(Ubicación renal)
34
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
T OMAS A DICIONALES :
En los protocolos con los que se guía el técnico habitualmente dispone
la cantidad de imágenes a hacer y las proyecciones que deben hacerse.
Las tomas habituales son:
AP .... Anteroposterior
PA.....Posteroanterior
OAI ... Oblicua Anterior Izquierda
OAD....Oblicua Anterior Derecha
OPI ... Oblicua Posterior Izquierda
OPD....Oblicua Posterior Derecha
Lat I . Lateral Izquierda
Lat D..Lateral Derecha
De todas formas, hay que evaluar la necesidad de realizar tomas que no
están programadas según la ubicación de la lesión que está descripta en la
historia clínica que presenta el paciente.
Además, existen situaciones en las cuales las proyecciones propuestas
en los distintos protocolos generan superposición de estructuras que a veces
generan una falsa imagen (artificios). Así, a veces se requiere ubicar al paciente en otras proyecciones que permitan ver la lesión.
Contaminación externa por orina en muslo izquierdo
Superposición de estructuras óseas
que simulan captación costal patológica del radiofármaco.
35
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
A RTIFICIOS
RTIFICIOS :
Existen casos en los que la imagen obtenida no representa la real
distribución biológica del radiotrazador en el organismo. Esto puede deberse a
varios motivos.
Se pueden definir tres tipos diferentes de artificios según el origen:
1) Por alteraciones en el funcionamiento del sistema
2) Por fuentes activas
3) Por elementos atenuantes de la radiación gamma.
El primer tipo es el más fácil de detectar dado que rutinariamente
se efectúan controles de calidad del sistema. En los mismos es fácil detectar
artificios en la adquisición de origen electrónico, mecánico, etdc.
El segundo caso se refiere a contaminaciones externas del paciente
(ropa), Infiltraciones (Brazo, etc.), Fuentes radioactivas en jeringas o algodones que quedan en el campo de visión de la cámara.
Por último, el tercer caso se refiere a Blindajes
provenientes de
la ropa, Prótesis o Instrumentos médicos implantados.
.
Ante un acontecimiento como estos, hay que
diferenciar el origen de los mismos antes de
continuar con la Adquisición de las imágenes
36
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
.- CONTAMINACIONES:
Primero es del Buen Técnico verificar Dónde está la contaminación para determinar la conducta a seguir. Para esto se debe seguir el siguiente algoritmo:
Efecto de la
vejiga como
generador de
artificios y
superposición de imagen por contenido
de
radiofármaco
Contaminación externa
en el paciente
37
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
.- BLINDAJES:
Se refiere a elementos radio opacos que se interponen entre la
imagen señal y la cámara. Pueden ser externos o internos al paciente.
Los externos comprenden objetos de metal que forman parte de la
vestimenta del paciente (x ej.: hebilla de cinturón, monedas, llaves, etc.)
Por ende deben ser retirados para adquirir la imagen.
Los internos en cambio, no pueden ser retirados. Así, como en la
contaminación interna, se debe buscar una proyección adecuada para poder visualizar la zona blindada. (x ej.: Prótesis de cadera, clavos, marcapasos,
etc.)
Blindajes externos
por botones metálicos
Blindaje interno por
prótesis metálica
Existe mayor probabilidad de tener artificios por materiales atenuadores cuando se utilizan radionucleidos de baja energía (Recordar el Módulo
de Cati).
Una moneda puede no ser vista por un radiofármaco marcado con
111
In,
67
Ga ó
131
I. Pero sí puede verse como un defecto de captación en un estu-
dio realizado con
99m
Tc o
201
Tl. Con seguridad el defecto va a ser mayor en el
Talio ya que tiene la menor energía.
Tratándose del talio, también la atenuación por partes corporales
es muy importante. Es el caso de las imágenes cardíacas con
201
Tl: El corazón
está ubicado en la parte baja del hemitórax izquierdo. Las mujeres posee mamas
voluminosas que puede generar artificios de atenuación en las imágenes cuanto
más densas sean las mamas.
38
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
Efecto del blindaje de lentes
gruesas en un Rastreo con Galio-67
.- FUENTES
EXTERNAS:
Se refiere a elementos emisores de radioactividad que entran en
la cámara y no pertenecen al paciente. Generalmente son algodones o elementos
que fueron depositados en los tachos de basura. En general la actividad que
queda en los algodones post-inyección es despreciable, pero en algunos casos
puede ser visualizado por la cámara.
También puede ser algún paciente que se sitúe fuera de la cámara
y que en cierto momento entre en el campo de visión de la cámara.
Si se encuentra la fuente de radioactividad, se deberá llevar al
bunker de residuos radioactivos.
39
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
PROCESAMIENTO DE LAS IMÁGENES :
Es el procedimiento por el cual, a partir de una imagen adquirida (Imagen bruta o “cruda”), se obtienen distintas informaciones. Puede ser:
Ù Imagen con mejor estética para su presentación.
Ù Imagen de mejor calidad que facilita la interpretación diagnóstica.
Ù Generación de Curvas cuantitativas diagnósticas.
Ù Generación de cuantificaciones planares.
Según la necesidad clínica y siguiendo los distintos protocolos, se
puede aplicar determinados recursos sobre la imagen adquirida que varían según
la marca del equipo, el software y la versión del mismo.
Dichos recursos pueden aplicarse no solo sobre la imagen adquirida, sino además sobre la información que se obtiene de dicha imagen (sobre imágenes
modificadas, ROIs y/o curvas).
La manipulación de las Imágenes está SOLO limitada a las posibilidades dadas por el Software de la computadora utilizada y SOBRE TODO a la
calidad de imagen adquirida.
Sin embargo existen lineamientos generales que sirven como base para la
interpretación de las mismas.
1.- OPERACIONES (ÁLGEBRA
F
Sumar.
F
Restar.
F
Multiplicar.
F
Dividir.
DE LA
IMAGEN):
Estas operaciones pueden aplicarse a las imágenes con el efecto
de mejorar las condiciones de estadística11(NO sustituirla, por ej. Sumar una
cantidad de Cuadros de baja estadística de un estudio dinámico, para así definir mejor el órgano estudiado y así poder definir un ROI), equilibrar diferentes condiciones de adquisición. (para igualar las condiciones de presentación), restar una imagen a otra, etc.
11
= Densidad de información.
40
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
Estas son operaciones matemáticas y pueden efectuarse con una
constante numérica o con la información dada por la imagen.
1) Constante numérica (GRÁFICO: *), se modifica cada pixel de una matriz por
esa constante.
2) Información dada por la imagen (GRÁFICO: **), se realiza la operación correspondiente usando la matriz de la imagen fuente como constante. Esto
quiere decir que se toma el valor de cada pixel de la imagen fuente para
realizar la operación en el pixel correspondiente de la imagen a modificar.
GRÁFICO : Suma por constante (*), por Frame (**)
En general, siempre que se pueda se deben utilizar imágenes y no constantes cuando se suma o resta. Dado que las constantes pueden alterar el Fondo
en la misma proporción que la Señal.
Así también, generalmente se prefiere multiplicar a sumar cuando se
utiliza una constante, porque de esta forma se afecta menos el Fondo con relación a la Señal. Es más, en ocasiones puede aumentas el contraste de la imagen.
41
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
+ 2
X 2
2.- MAGNIFICACIÓN:
Es la posibilidad de poder extender un área de la imagen
(previa-
mente seleccionada y delimitada con una región de interés) al total de la
ventana de imagen, pudiendo de esta manera visualizar, con mayor ampliación una porción de imagen.
Esta herramienta de procesamiento AMPLÍA LA ESCALA DE LA MATRIZ, simulando un
zoom. Pero en realidad es solo como una lupa. La imagen no mejora su resolución. Solo se visualiza mejor la resolución obtenida en la adquisición (Matriz, Zoom, Colimador,
etc.) Si se desea una mayor resolución hay que acordarse durante la adquisición.
En ciertos casos, en los cuales se magnifican mucho los pixeles, es
necesario interpolar la imagen. Esto es: promediar la información de los
pixels adyacentes, lo cual produce un alisamiento de la imagen (filtrado
de la imagen). De ésta manera, se evita que en la imagen se evidencien los
pixels.(Es un procesamiento de “Cosmética”).
42
C.N.E..A. - U.B.A.
.- ROTACIÓN
Revisión 2000.
DE IMÁGENES:
Es un recurso indispensable, que casi todas las computadoras
tienen. Se utiliza en el hipotético caso en que la orientación esté alterada en el momento de la adquisición, y no se haya podido modificar (típico en un estudio de tipo dinámico, donde una vez empezado el estudio debemos esperar a terminar la adquisición para corregir la equivocación).
Las rotaciones se efectúan en sentido horario (CW12) o antihorario (CCW13), con la posibilidad de optar por angulaciones deseadas (90º,
180º, 270º).
90º CCW
4.- FLIPS:
Como las imágenes están distribuidas en una matriz Cartesiana, con
ejes X (columnas), Y (filas) y Z (valor numérico de una coordenada x,y definida por la cantidad de eventos acumulados en esa coordenada), es fácil
invertir las imágenes.
Ambos ejes(x e y) tienen un orden determinado. Por ej.:0 a 64, de
izquierda a derecha y de abajo hacia arriba, en una matriz de 64 x 64.
El Flip invierte la dirección de la numeración de los ejes. Se puede elegir el o los ejes a modificar. Así tenemos el flip horizontal si se
invierte el eje Y, y el vertical si se invierte el eje X. (Gráfico)
12
13
CW = Clock wise (Inglés)
CCW= Contra Clock Wise (Inglés)
43
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
GRÁFICO: Flip
5.- CUANTIFICACIONES:
Es también de utilidad obtener la información acumulada en un Área
de interés (RoI).
La definición de ROI (Región of Interest - Región de Interés), radica en la selección de un conjunto de pixeles de la imagen, sobre la cual
se analiza su estadística (cantidad de pixeles, cuentas totales, densidad
de cuentas).
El RoI está definido por un borde que se genera con distintos dispositivos de hardware (Teclado, Mouse, Joystick) Las características de
esta área dependen de las posibilidades del software (puede ser rectangular, circular o irregular), de la misma manera que la cantidad de pixels
que ocupa, sobre qué matriz se aplica y la cantidad de ROIs posibles a
utilizar. Su utilización varia según el protocolo del Servicio, pero las
más usuales son a saber:
ü CUANTIFICACIÓN SIMPLE: Se analiza la cantidad de cuentas acumulada en un área
determinada. También se puede obtener la cantidad de pixeles y la densidad
de información (densidad de cuentas).
44
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
ü CUANTIFICACIÓN ESPACIAL: Puede graficarse actividad en función del pixel (sobre un eje determinado de la imagen), y de esta manera se obtienen perfiles
de distribución de actividad dentro del campo de adquisición (Line profile.
Xej.: La distribución del
201
Tl entre una cara y su contralateral de un mio-
cardio)
Se trazan perfiles de actividad
a través del eje X y se cuantifica las cuentas acumuladas en
cada pixel en un estudio cardíaco adquirido con técnicas Planar
y SPECT.
A la Izquierda en una imagen
planar y a la derecha en un corte tomográfico.
ü CUANTIFICACIÓN PROPORCIONAL: es la obtención de la relación en cuentas, pixeles o densidad de información entre dos RoIs.
28104 ctas
44801 ctas
Re lación.
17 pixeles
Hueso..Patológico 44801
=
= 1.8
Hueso..Sano
28104
120 pixeles _______100%
17 pixeles ________X %
120 pixeles
X =
17 × 100
= 14.1%
120
RI = 100%-14.1%
RI = 85.9% más pequeño que RD
45
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
ü CUANTIFICACIÓN TEMPORAL: Es la graficación de las variaciones de actividad en
un ROI a lo largo de un Estudio Dinámico. Es decir, que se gráfica Actividad
en función del tiempo. Así se puede visualizar más claramente la evolución
de los eventos fisiológicos (x ej.: captación del isótopo por el riñón y su
eliminación; la curva asciende y luego desciende) Además pueden graficarse
la suma y resta de curvas, actividad total o promedio etc. según las posibilidades del software.
Procesamiento
Por RoIs
ü DETERMINACIÓN SEMICUANTITATIVA: Se comparan la captación de dos o más ROIs
tomando como un 100% a la suma de las cuentas de los RoIs. De esta manera se
obtienen en porcentajes, la actividad acumulada correspondientes a cada ROI
por separado. Esta cuantificación se realiza sobre imágenes de Estudios Estáticos o Sobre un cuadro (imagen) aislado de la Adquisición Dinámica.
29409 Ctas
592147 ctas _______100%
562738 ctas _______RD%
+
562738 Ctas
592147 ctas
RD =
562738 × 100
= 95%
592147
RI = 100% − 95% = 5%
ü CUANTIFICACIÓN
CON CORRECCIÓN DE ATENUACIÓN GEOMÉTRICA:
Este tipo de cuantificación se
realiza cuando el objeto a cuantificar posee una ubicación tal que parte del
46
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
órgano o tejido es visualizado en una proyección y el resto en otra proyección (Organos anteroposteriores: Estómago, riñones con alteraciones en su
posición). En ese caso es necesario hacer imágenes complementarias como AP y
PA, Lat D y Lat I, etc.
CORRECCIÓN
DE
ATENUACIÓN GEOMÉTRICA: Es realizar el promedio entre las vistas
opuestas (AP y PA). En el promedio Aritmético, se suman las variables y se
divide por el número de variables. En el Promedio geométrico, se aplica otra
fórmula:
Pr omedio..Geométrico = APxPA
Estómago: Posición oblicua (de izquierda a derecha
y de posterior a anterior).
Demos un Ejemplo
para entender un
poco esto.
En la imagen anterior se observa bien la parte inferior del órgano y la superior posee atenuación de
los tejidos abdominales. En la toma posterior se
observa la situación inversa.
Realizando la corrección de Atenuación Geométrica,
se soluciona este problema.
Una vez corregida la atenuación, se procede como una semicuantificación corriente utilizando los nuevos valores corregidos.
6.- FILTROS:
Los filtros son procedimientos matemáticos que nos permiten modificar la imagen o curva, disminuyendo la influencia del ruido estadístico (por
ejemplo cuando hay una mala relación S:F)
La decisión de su uso, depende fundamentalmente de la información
deseada y de los protocolos predefinidos. Para ello, existen distintos tipos
de Filtros14:
F
Espaciales: En sí, un filtro espacial es una función matemática distribuida
en una matriz pequeña (matriz de 3x3) que, aplicada sucesivamente sobre la
matriz de la imagen adquirida, modifica dicha imagen obteniendo distintos
resultados dependiendo de la función aplicada (Gráfico):
14
Funciones matemáticas.
47
Existen filtros
C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
que suavizan la información recibida (Filtro smooth) y otros que la enfatizan (Filtro restaurador) Se emplean en estudios estáticos (x ej.: perfusión
miocárdica) El más utilizado es el Smooth que interpola los valores entre
existen entre un pixel y su vecino, de esta manera, mejora los bordes y alisa la imagen.
Matriz de 3 x 3
que se aplica
sobre la matriz
original.
F
1
2
1
2
4
2
1
2
1
Temporales: Se emplea para interpolar los valores de cuentas reflejados en
distintos puntos temporales de un ESTUDIO DINÁMICO. Este tipo de filtro se
puede aplicar a las imágenes o una curva.
F
Sobre imágenes: En este caso, el eje filtrado no es el X o el Y, sino
el Z (variable temporal: cuadro 1, 2, 3, etc.) Es un FILTRADO ENTRE
IGUAL COORDENADA CARTESIANA EN IMÁGENES CONSECUTIVAS. El procedimiento se
realiza tomando las coordenadas X,Y de 3 ó más imágenes (consecutivas)
y se promedia el Valor. Así se obtiene un valor X,Y modificado para un
cuadro (Z) determinado.
F
Sobre Curvas: los distintos puntos de una curva de estudios dinámicos
se promedian disminuyendo las fluctuaciones estadísticas. De esta manera, se visualiza mejor la forma de la curva. Sobre todo en los de
baja estadística (x ej.: Radiorrenograma con Hipurato)
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Revisión 2000.
Filtrado temporal de curvas
F
En combinación de ambos: Se utiliza en estudios gatillados para mejorar bordes y sincronía del movimiento (cine). Por ej.: Cálculo de la Fracción de
eyección cardíaca.
No se debe filtrar más de tres veces una
imagen o curva, dado que a partir de esta cantidad de filtrados, se produce una disminución
de la señal respecto del fondo.
Y así se alteraría la información real de
la imagen
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7.- SUSTRACCIÓN
Revisión 2000.
DE FONDO:
Existen radiofármacos en los cuales el fondo está normalmente aumentado. Es el caso de los Glóbulo Rojos-99mTc, el Citrato de
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Galio, el MIBG-131I.
En estos casos, esta operación es de suma importancia dado que aumenta el contraste, mejorando la relación S:F.
En especial, este procedimiento se utiliza en el caso donde es necesario cuantificar un área determinada (ROI) y esta está superpuesta sobre un
fondo importante.
Es el caso de la Fracción de eyección, en la cual el Ventrículo Izquierdo (ROI VI) está inmerso en el tórax (Fondo uniforme) Para cuantificar
verdaderamente lo que corresponde al ventrículo hay que restar las cuentas del
fondo sanguíneo. En este caso, el software sustrae automáticamente el fondo de
acuerdo al RoI de Fondo que se dibuja.
Otro caso son las semicuantificaiones de órganos pares o estructuras a
cuantificar donde las dos estructuras son de diferente tamaño. En estas situaciones, el fondo que se encuentra sobre cada órgano es diferente y depende del
tamaño del órgano o estructura. Como esta eventualidad es variable entre individuos y no es predecible, no suele existir software programado. Entonces, se
deberá proceder a la sustracción del fondo, teniendo en cuenta el tamaño de
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C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
cada área de interés manualmente (Solución: Ver Normalización; próximo punto
de discusión)
Por último se presenta como eventualidad, la captación exagerada por
algún punto de la imagen. Si se desea observar con mayor detalle esa zona de
la misma, se puede sustraer “fondo”. En realidad, en estos casos se está sustrayendo también parte de la señal. Pero la intensidad de esa señal es menor
respecto a la región a evaluar (región patológica en general).
8.-NORMALIZACIÓN:
Es otra forma de optimizar las imágenes. Se trata de una
operaciones matemáticas que modifican el valor de las cuentas en relación con
alguna variable que se desee unificar en dos imágenes o dos regiones de una
misma imagen.
NORMALIZACIÓN
ENTRE IMÁGENES:
En este caso, se lleva al máximo valor del rango de escala
al pixel que tiene mayor estadística. De esta manera se realza la imagen permitiendo observar elementos de la imagen, que de otra manera, no podrían ser
vistos.
Por ejemplo, hay situaciones en las cuales hay que poner en
una misma foto para presentar una imagen pobre en estadística (Brazo, Fémures)), junto a imágenes de alta estadística (calota, tórax, pelvis, etc.). En
ese caso se trata de realzar la de baja densidad de información para poder
fotografiar en igualdad de condiciones.
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Revisión 2000.
De la misma manera que las operaciones con imágenes, es posible normalizar una imagen por medio de una constante (el valor máximo que
corresponda a la escala cromática), o bien normalizar una imagen en función de
otra (como en el caso arriba mencionado).
NORMALIZACIÓN
DENTRO DE UNA MISMA IMAGEN:
Es el caso de la sustracción de fondo en forma manual cuando las áreas
de interés seleccionadas son de distinto tamaño.
Se cuenta con un RoIs de señal y RoIs de fondo. La cantidad de RoIs de
señal, depende de la cantidad de estructuras para cuantificar (dos órganos
pares, dos ó más zonas de un mismo órgano.
La cantidad de RoIs de fondo estará determinada por las características del fondo. En un fondo homogéneo, se puede realizar un solo RoI. En cambio, si el fondo es heterogéneo, cada órgano o estructura a cuantificar tendrá
diferente aporte de fondo. Entonces, se deberá hacer un fondo para cada variación de fondo.
Es difícil, pero tengo que hacer un
esfuercito más para entender esto.
HUESO
CTAS
PIXELES
SANO
1301
50
PATOLÓGICO
1414
55
136
37
FDO
Corrección del Fondo por el
Tamaño del RoI renal correspondiente:
Px Fdo __ Ctas Fdo
Px S ____ = Ctas Fdo bajo Señal
Ctas Fdo bajo señal H Sano ..........184 (Y no 37)
Ctas Fdo bajo señal H Patológico ....202 (Y no 37)
Continúa en la página siguiente
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Revisión 2000.
Entonces, podemos terminar de cuantificar estos huesos, para ver qué
diferencia habría si no se sustrajera el fondo:
CTAS SEÑAL NETAS
CTAS
HUESO
SEÑAL
Ctas.S .Netas = Ctas.S − Ctas.Fdo.Correg
1301
1117
PATOLÓGICO 1414
1212
SANO
Relación
H.P : H.S
Relación
H.P : H.S
1.081
1.085
Parece que cuando el fondo es
uniforme, no es tan necesario
sustraer el fondo si este es
homogéneo.
Veamos qué pasa en el próximo ejemplo, donde el hígado y el bazo generan fondo sobre cada uno de los riñones, y con distinta magnitud.
FONDO
CTAS
53
SEÑAL
PIXELES
CTAS
PIXELES
RI 1301
40
23340
240
RD 1414
83
9431
522
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CTAS
SEÑAL
CTAS FDO
CTAS SEÑAL NETAS
CORREGIDAS
Ctas..Fdo.Correg =
Revisión 2000.
PxS × Ctas.Fdo
Px.Fdo
Ctas.S .Netas = Ctas.S − Ctas.Fdo.Correg
RI
23340
7806
15534
RD
9431
8893
538
TOTAL 32771
16072
Ctas Fdo bajo señal RI ... 7806 (Y no 1301)
Ctas Fdo bajo señal RD ... 8893 (Y no 1414)
Semicuantificación:
Semicuantificación:
RI: 71 %
RD: 29 %
RI: 96 %
RD: 4 %
¡Huy, qué diferencia! Si no se hace la
corrección del fondo cuando es heterogéneo, podemos subestimar o sobreestimar
las cuantificaciones que hacemos-
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Revisión 2000.
9.- ENMASCARAR:
Se utiliza para eliminar de una imagen, un área caliente indeseada (por ej.: infiltración, Hígado, Vejiga, etc.) que por su intensidad no
permiten visualizar otras estructuras de menor captación del radiotrazador.
Para ello, se delimita un ROI rodeando dicha zona, y se establece si la máscara va a ser por fuera (externa) o por dentro (interna) del ROI
seleccionado.
En general, es una cuestión meramente estética y para suprimir
la “importancia óptica” de una captación que podría desviar la atención del
observador.
Como regla general, acá también es importante tener en cuenta
esta eventualidad DURANTE la adquisición. En estos casos, sería de buena técnica utilizar blindajes durante la adquisición para que luego no sea necesario
enmascarar, ya que este procedimiento no elimina el efecto estrella generado
por una fuente muy captante.
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C.N.E..A. - U.B.A.
PRESENTACIÓN
Revisión 2000.
DE LAS IMÁGENES:
La presentación de las imágenes es de suma importancia, ya que los médicos no nucleares no están entrenados para observarlas. Es por ello que se
debe poner la mayor información posible, y de la forma más didáctica que se
pueda, para que otros profesionales comprendan el estudio.
En todo estudio de Medicina Nuclear deberá estar presente:
A) Nombre del Paciente.
B) Número de Historia Clínica.
C) Fecha de realización.
D) Estudio Realizado.
E) Radiofármaco utilizado.
F) Identificación de las imágenes presentadas.
G) Identificación Derecha / Izquierda en las imágenes.
Se quitaron los datos
de Filiación de la paciente para mantener el anonimato del mismo.
También
se
eliminaron
datos de la adquisición y
del centro de diagnóstico
donde se realizó el estudio.
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C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
Para el reporte final impreso, es Fundamental buscar las Condiciones de
rango (señal) y fondo en la escala cromática utilizada, para destacar los elementos diagnósticos a informar, obteniendo así el mayor contraste S:F posible
para la imagen.
A veces es necesario "quemar" una foto para visualizar una captación
leve que, de otra manera, no sería vista. A la inversa, en algunas situaciones
es prudente "lavar" una foto cuando dos o más áreas son tan activas que se
expanden y encubren zonas pequeñas y cercanas de menor captación.
La imagen de Tórax
posee mayor cantidad
de cuentas/pixel con
respecto a la de Pelvis. No pueden presentarse con las mismas condiciones. No
se ve la pelvis.
Opción 1 (MALA): Comprimir
la escala para poder visualizar la pelvis, pero
se “quema” la imagen de
tórax.
Opción 2 (Mejor): Multiplicar la imagen de pelvis
para obtener una imagen
semejante a la de tórax.
Se visualizan las dos.
La forma de presentación de las imágenes depende básicamente de
los protocolos del Servicio, siguiendo siempre la idea de clarificar al medico
informante y al solicitante del estudio que sucede en el paciente, otorgándole
la mayor cantidad de información disponible en imagen
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C.N.E..A. - U.B.A.
Revisión 2000.
RECORDÁ QUE La MAGIA no existe: Si uno
adquiere una mala imagen, no existe manipulación alguna capaz de optimizarla. En
ese caso, se deberá repetir el estudio.
B IBLIOGRAFÍA
& Tomografía en Medicina Nuclear. M L de Cabrejas (1999)
& Técnicas en Medicina Nuclear: Adquisición, Procesamiento y Presentación de
imágenes (L.B.Questa
R.C.Cabrejas – 1996)
& Principles and Practice of Nuclear Medicine (P.J. Early, D.B. Sodee 2ª Edición - 1995).
& Cuaderno de Técnicas básicas en Medicina Nuclear (L.B.Questa
- 1995)
& Microdelta: Guía para el Usuario (Siemens - 1986)
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R.C.Cabrejas

Adquisición y Procesamiento Planar

Transcripción

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