GENERADOR DE RX Y CONSOLA

GENERADORES DE RAYOS X

El generador es el sistema que proporciona la adecuada energía al tubo de rayos x.
La red eléctrica proporciona una corriente monofásica de 220 V y 50 Hz. La corriente alterna fluye en pulsos y tiene una variación continua de voltaje. Invierte su polaridad, de positivo a negativo, a intervalos regulares, con una frecuencia de 50 ciclos cada según. Es monofásica porque en un momento dado tiene un valor determinado.
El tubo de rayos x requiere energía eléctrica para dos propósitos:
• desprender, por incandescencia, electrones del filamento catódico.
• acelerar los electrones del cátodo al ánodo.
El generador tiene un circuito para cada una de estas funciones, el circuito del filamento y el circuito de alto voltaje. Además, tiene un tercer circuito que regula el tiempo de exposición. Los tres circuitos están interrelacionados y el técnico puede acceder a ellos mediante la mesa de control.
El generador está protegido en el interior de una gran caja metálica sellada y repleta con aceite. Contiene:
• el auto transformador.
• el transformador de bajo voltaje para el circuito del filamento.
• el transformador de alto voltaje para el circuito cátodo-ánodo.
• los rectificadores para el circuito de alto voltaje.
De forma general el transformador reduce o aumenta el voltaje de la corriente alterna y el rectificador cambia la corriente alterna en corriente continua.
Transformadores:
El generador de rayos x contiene dos tipos de transformadores:
• El transformador de alto voltaje que transforma la corriente de red en corriente de alto voltaje (de 220 V a 150.000 V).
• El transformador de bajo voltaje que transforma la corriente de red en corriente de bajo voltaje (de 220 V a 10 V).
Un transformador es un núcleo de hierro que lleva dos bobinados.
• El primario, por donde entra la corriente
• Secundario, por donde sale la corriente.
Se denomina relación de transformación a la relación que guardan los números de espira del primario y del secundario. El voltaje de los dos circuitos es proporcional al número de espiras del bobinado primario y secundario.
EL AUTOTRANSFORMADOR:
El kVp que se aplica al tubo de rayos x debe tener un amplio rango de valores, por ejemplo entre 40 y 150 kVp. El método más conveniente para conseguir este amplio rango en el secundario del transformador de alta tensión es variar el voltaje aplicado al primario. Este voltaje primario variable lo suministra el autotransformador.
A diferencia de los transformadores de alta y baja, el autotransformador tiene un único bobinado, y se rige por el principio de la autoinducción.
Este se conecta a la corriente de red de 220 V. Se induce un voltaje en cada una de las espiras del bobinado. En el caso de que haya 110 espiras, el voltaje por espiras será de 2V. Mediante la adecuada selección del número de espiras se obtendrá el voltaje del primario, para el transformador de alto y bajo voltaje.
El selector del kilovoltaje es un conmutador que selecciona diferentes número de espiras y, por tanto, diferentes voltaje para el primario del transformador de alta. Cada voltaje elegido dará por resultado un determinado kilovoltio en el circuito de alta.

El auto transformador proporcionas:
• Un voltaje de unos 100 V al primario del circuito del filamento.
• Voltajes variables al primario del transformador de alta.
• El adecuado voltaje a otros circuitos.
• La conveniente colocación del voltímetro que indica el kilovoltio aplicado al tubo de rayos x durante una exposición

EL CIRCUITO DEL FILAMENTO:
Este circuito regula el flujo de corriente a través del filamento del tubo de rayos x. Constante de una resistencia variable y de un transformador de baja.
El voltaje para el primario del transformador de baja se obtiene del autotransformador.
La intensidad de corriente que fluye por este circuito puede variarse por medio de una resistencia (ley de Ohm: intensidad = voltaje/resistencia - cuanto menor resistencia mayor intensidad-)
Como la intensidad de la corriente que calienta el filamento determina el valor del mA, en el circuito de alta tensión, puede considerarse que la resistencia variable es el selector del mA.
El primario del transformador de bajo voltaje tiene unas 10 veces más espira que el secundario; de esta manera reduce el voltaje unas 10 veces. El filamento se conecta directamente al secundario del transformador.

El circuito de alto voltaje entre cátodo y ánodo:
El autotransformador proporciona voltajes variables al primario del transformador de alta por lo que es realmente el selector del kilovoltio en la mesa de control.
El transformador de alto voltaje tiene muchas más espiras en el secundario que en el primario: unas 600 veces más, ya que en ciertos casos, debe ser capaz de aumentar el voltaje entre 220 V y 150.000 V.
Al circuito de alto voltaje se incorpora un amperímetro que mide el mA del circuito de alta, es decir el número de electrones que fluyen entre cátodo y el ánodo (corriente del tubo). El amperímetro se conecta al centro del bobinado del secundario, donde el voltaje es cero, para prevenir al riesgo de una descarga eléctrica en la mesa de control.
Recordemos que el voltímetro mide el voltaje del primario del circuito de alta. Es, por tanto, un prelector del kVp ya que sólo existe alto voltaje a partir del secundario del transformador.
El interruptor que abre y cierra el circuito de alto voltaje está colocado entre el auto transformador y el transformador de alto voltaje. Este interruptor da comienzo y fin a la exposición. Funciona mediante un mecanismo regulador del tiempo de exposición, que es el tercer circuito en importancia para el funcionamiento del tubo de rayos x.

Sistemas de rectificación:
La rectificación es el proceso de convertir la corriente alterna en corriente casi continua.
El transformador de alto voltaje proporciona corriente alterna de alto voltaje. La manera más simple de utilizar este alto voltaje es conectar directamente el tubo de rayos x al secundario del transformador de alta. En la mitad del ciclo, cuando el cátodo es negativo respecto al ánodo, se generan los rayos x. En la otra mitad del ciclo, con cátodo positivo y ánodo negativo, no se generan rayos x. Sólo la mitad superior de cada ciclo eléctrico se aprovecha para la producción de los rayos.
El propio tubo actúa como un rectificador (circuito autorectificado) esta situación tiene dos desventajas:
• Sólo se utiliza un pulso de cada ciclo, de forma que el tiempo de exposición tendrá que ser el doble que si se utilizara el ciclo completo.
• El ánodo podría convertirse en emisor de electrones, por sobrecalentamiento tras repetidas y prolongadas exposiciones, y producir una corriente de electrones durante el pulso inverso del ciclo, corriente que bombardearía el filamento con el peligro de destruirlo.
Los rectificadores se incorporan al circuito de alto voltaje para proteger el tubo y para aprovechar eficientemente la corriente de alto voltaje.
El rectificador es un dispositivo que permite que la corriente eléctrica discurra en una determinada dirección, pero que impide que discurra en la dirección contraria. Los modernos equipos de rayos x utilizan rectificadores de silicona en estado sólido.
Rectificación de los generadores monofásicos:
Una corriente alterna es pulsátil, con una variación continua de su voltaje y que su dirección se invierte a intervalos regulares: 50 veces cada segundo.
Para obtener una corriente pulsátil unidireccional puede suprimirse la onda negativa (corriente rectificada a media onda) o bien, invertir la dirección de la corriente sólo durante el tiempo que dure la onda negativa (corriente rectificada de onda completa) el circuito de rectificación a media onda se obtiene con dos rectificadoras conectados en serie con el tubo de rayos x. Cuando la corriente fluye del cátodo al ánodo los rectificadores permiten su paso y cuando se invierte el voltaje durante la segunda mitad del ciclo, los rectificadores impiden el paso de la corriente. La única ventaja que se obtiene sobre el circuito autorectificado es que se protege el tubo de rayos x.
El circuito de rectificación a onda completa se obtiene con cuatro rectificadores en puente. Los cuatro rectificadores consiguen una corriente pulsátil directa, unidireccional. Sin embargo, el voltaje a través del tubo fluctúa desde cero hasta el kilovoltio pico seleccionado en cada pulso, lo que supone 100 fluctuaciones cada segundo.
El tiempo de emisión de rayos x tiene lugar sólo durante la parte central del ciclo, lo que conlleva una gran desventaja si se compara con el tiempo útil ideal, que proporcionaría una corriente continua.
En los valles entre los pulsos se desaprovecha mucho tiempo de exposición. Para solucionar este inconveniente se han diseñado se han diseñado los generadores trifásico.
Rectificación de los generadores trifásico:
Los generadores trifásico dos producen un voltaje casi constante para el tubo de rayos x.
Para comprender que es una corriente trifásica podríamos representarnos la suma de tres corrientes alternas en distinta fase, con un cierto desfase en el tiempo
Los generadores trifásico tienen tres juegos de bobinado del primario y otros tres de secundario del circuito de alto voltaje que se conecta con una configuración en Delta o en estrella.
Resumen de características:
• 6 pulsos y 6 rectificadores, bobinado del primario en delta, bobinado del secundario en estrella.
• 6 pulsos y 12 rectificadores, bobinado del primario en delta, doble bobinado del secundario en estrella.
• 12 pulsos y 12 rectificadores, bobinado del primario en delta, bobinado del secundario en estrella y en delta.

Lo más interesante es el tipo de corriente de alto voltaje que llega al tubo con los transformadores trifásicos. Hay tres formas de corriente:
• La obtenida con un generador monofásico con rectificación a onda completa: 2 pulsos cada 1/50 segundos, es decir cada 20 ms, que es la duración de un ciclo.
• La obtenida con un generador trifásico de seis pulsos.
• La obtenida con un generador trifásico de 12 pulsos
El factor onda es la variación del voltaje respecto al máximo valor.
En un generador monofásico es del 100%, ya que la variación es desde cero hasta el kilovoltio pico. En un generador trifásico de 6 pulsos, con factor de onda del 13,5%, cuando se selecciona, por ejemplo 100 kVp, la corriente fluctúa entre 15,5 y 100 kV. El trifásico de 12 pulsos fluctuará entre 96,5 y 100 kV.
El generador de alta frecuencia:
Es un generador especial que produce un voltaje casi constante para el tubo de rayos x.
Representa un concepto de generador diferente a lo generadores trifásico. Su elemento original es un rectificador-convertidor que transforma una corriente alterna monofásica o trifásica con una frecuencia de 50 Hz, en una corriente alterna con una frecuencia muy superior, entre los 5000 y los 6000 Hz.
Primero la corriente de red es rectificada y filtrada. A continuación, el rectificador- convertidor la convierte en una corriente alterna de alta frecuencia. Se eleva su voltaje en el transformador de alto voltaje. Se rectifica y se filtra de nuevo para suministrar al tubo de rayos x una corriente casi continua. El interruptor de la exposición está colocado en el bloqueo del rectificador-convertidor.
También por medio de un regulador se ajusta el kilovoltio real al kilovoltio seleccionado por el técnico.
El circuito de filamento es independiente del circuito de alto voltaje cátodo-ánodo. Consta de un rectificador, un filtro, un rectificador-convertidor y un transformador de bajo voltaje. Asimismo posee un regulador que ajusta el mA real con el mA seleccionado.
La principal ventaja del generador de alta frecuencia es proporcionar una corriente de voltaje casi constante. Otra ventaja añadida es que el generador de alta frecuencia precisa de un tanque muy pequeño, por lo que su emplazamiento requiere poco espacio.

Potencia de un generador
La potencia en kilovatios de un generador trifásico se calcula por la fórmula:
kW = kV x mA/1000
La fórmula es la misma que la de la potencia del tubo de rayos x. En el tubo de rayos x se hacía referencia a la carga máxima permisible para evitar que se fundiera; en el generador se refiere a la máxima carga que puede soportar el secundario del transformador de alta.
Por ejemplo un generador trifásico que con 100 kV puede operar a 500 mA, tendrá una potencia de 50 kW.
Hay que saber valorar la potencia de un generador trifásico, que puede proporcionar 150 kV picos y 1000 mA.

Generador de carga decreciente
Está concebido para producir rayos x en el menor tiempo posible operando a la máxima potencia del tubo, durante todo el tiempo que dure la exposición.

Mesa de control y valores de exposición

Los principales componentes de una instalación radiológica son:
• El generador.
• El tubo de rayos x.
• La mesa de control.
A través de los mandos de la mesa de control se accede a los principales circuitos de generador: el circuito de filamento, circuito de alto voltaje y el circuito de tiempo de exposición. Cada mando o botón de la mesa tiene su actuación en el correspondiente circuito eléctrico del generador.
Cuando el técnico se dispone a efectuar una radiografía, lo más interesante es la selección en la mesa de control de los adecuados valores de exposición.
Componentes básicos de la mesa de control:
• El interruptor de encendido-apagado (ON – OFF).
• El selector del foco.
• El selector del kilovoltio.
• El selector del miliamperio.
• El selector del tiempo de exposición.
• El amperímetro y el voltímetro.
• El botón de preparación-exposición

Al seleccionar el encendido del equipo, se encenderán las luces del panel y el equipo auto chequeará los sistemas. El equipo siempre se enciende seleccionando el foco grueso ya que es el foco que permite mayor carga al tubo de rayos x, en menos tiempo.
Por lo tanto hay que prestar atención al tipo de prueba que se va a realizar para seleccionar correctamente el foco.
El selector del tiempo y el mA se utilizan en conjunto para generar la intensidad de corriente en un determinado tiempo, por ejemplo:
Si seleccionamos 100 mA y 1 seg, tendremos 100 mAs, pero este lo podremos formar también con 200 mA y 0.5 seg o 400 mA y 0,25 y hasta con 1000 mA y 0,001 seg. De esta manera el técnico deberá optar por la mejor manera de producir los mAs según el tipo de paciente y la estructura a radiografiar ya que por ejemplo, un foco fino no suele soportar mas de 100 mA.
El selector de kV suele modificarse en los equipos modernos de uno en uno entre 35- 40 a 120-150 kVp. Mientras que los equipos más antiguos presentan dos selectores, uno que sube de 10 en 10 y otro que sube de 2 en 2.
En los equipos con exposimetría automática el selector del kilovoltaje es el más critico.
Muchos equipos modernos tienen en la consola las estructuras a radiografiar con los valores pre seleccionados según el tipo de pacientes, por ejemplo, al selecciona una rodilla ap con potter bucky se selecciona automáticamente 12 mAs y 58 kV aunque el técnico siempre podrá variar esas condiciones si cree que esos valores no son precisos.
El voltímetro y el amperímetro miden la intensidad de corriente y el kilovoltaje respectivamente.
El botón de preparación- exposición
Este tiene una doble función con dos interruptores independientes, que actúan sobre distintos circuitos del generador.
Consta de dos pulsadores. Al presionar el pulsador superior estamos en la posición de preparación. Tras un breve espacio de tiempo se sigue presionando, esta vez sobre el segundo pulsador, y da comienzo la exposición.
En la posición de preparación ocurren dos cosas:
1. se cierra el circuito del filamento que regula el flujo de corriente a través del filamento del tubo de rayos x; el filamento se pone incandescente y emite electrones
2. da comienzo la rotación del ánodo

En la posición de exposición se activa el temporizador de la exposición que actúa cerrando el interruptor del circuito de alta. Transcurrido el tiempo de exposición preseleccionado, el temporizador vuelve actuar abriendo el interruptor.
Si el técnico deja de presionar el botón de exposición antes del tiempo preseleccionado, la exposición se interrumpe. En caso de seguir impulsando el botón de exposición cuando ésta haya finalizado no pasa nada porque no es posible ni alargar la exposición ni volver a ser otra exposición consecutiva.
El temporizador y el interruptor de la exposición tienen circuitos independientes en el generador pero su actuación es coordinada.
El interruptor de exposición está conectado habitualmente en el circuito primario del transformador de alto voltaje y se denomina interruptor primario y en las instalaciones diseñadas para exposiciones repetitivas en un corto espacio de tiempo, por ejemplo en la angiografía, el interruptor se lo se coloca en el circuito secundario de alta y recibe el nombre de interruptor secundario.
El interruptor primario que es el habitual se llama simplemente interruptor y esta compuesto de semiconductores de silicona en estado sólido llamados thyrister o silicon-controlled rectifiers (SCRS).
El temporizador de exposición es electrónico. Sierra y abre el interruptor. Es el que realmente controla el tiempo de exposición.

Valores de exposición: los valores de exposición son el kilovoltio y el mAs.
Kilovoltios: Es la diferencia potencial entre cátodo y ánodo, controla la velocidad de los electrones emitidos por el cátodo y controla la energía de los fotones generados en el ánodo. El kilovoltio determina el tipo de radiación.
El kilovoltio pico (kVp) es el voltaje máximo en kilovoltios de la corriente casi continua, de alto voltaje, entre cátodo y ánodo. El keV es la unidad de medida de la energía de los fotones de rayos x. Los fotones adquieren su energía en función del kilovoltio pico de forma tal que cuando se seleccionan 100 kilovoltios el generador operar con 100 kilovoltio pico y genera fotones de diversa energía alguno de los cuales tendrá como máximo 100 keV de energía pero ninguno tendrá una energía superior.
El mAs es la intensidad de la corriente del tubo de rayos x, controla el número de electrones emitidos por el cátodo y controla el número de fotones generados en el ánodo Sólo durante el tiempo que dura la exposición los electrones emitidos por el cátodo se proyectan sobre el ánodo y se producen fotones de rayos x. El tiempo de exposición determina la cantidad de radiación que se emite al mA seleccionado.

Fórmula de la densidad de la película esta fórmula relaciona como un producto los valores de exposición. E = kv5 x mAs
La letra E indica ennegrecimiento de la película.
Con valores aproximados, el exponencial el kilovoltio es 5 hasta 100 kV, a partir de los 100 kV es 4.
Respecto al kilovoltio: el efecto del kilovoltio es más fuerte el de los mAs sobre el grado de ennegrecimiento de la película ya que está elevado a una potencia. Esto significa que una pequeña variación de los kilovoltios es ópticamente apreciable en la densidad de la película. La variación del kilovoltio no tiene una relación directamente proporcional a la densidad fotográfica.
Respecto al mAs: este tiene una relación directamente proporcional sobre la densidad. Por ello se utiliza la variación de los mAs, con kilovoltio fijo, y su relación con la densidad obtenía para establecer la curva característica de una película.
Los mAs deben variarse un 25% o incluso un 30% para que pueda apreciarse una variación de la densidad de la película
Respecto a E: la densidad adecuada de una película radiográfica se consigue con la concordancia de kV y mAs. La densidad adecuada puede mantenerse si se varían los kilovoltios y los mAs según la antigua regla del 15%.
Se obtiene la misma densidad, aunque distinto contraste, si se sube un 15% el kilovoltio y se divide por dos los mas.

EXPOSIMETRÍA AUTOMÁTICA:
Los controladores automáticos de exposición, los llamados también phototimers, miden la cantidad radiación requerida para obtener una densidad óptica adecuada. Primero hay que elegir el kilovoltio que es quien determina la técnica de gráfica. Del mAs se encargan los controladores o exposímetros automáticos que cortarán la exposición tras el tiempo adecuado y mínimo, en función del kilovoltio seleccionado y la potencia del generador.
Tipo de exposímetros automáticos:
• Detectores foto multiplicadores
• Las cámaras de ionización
• Detector en estado sólido
• Los temporizadores por contaje de pulsos
Sin entrar en detalles sobre su construcción todos ellos deben cubrir cumplir los siguientes requisitos:
• Deben detectar la radiación
• Deben medir una dosis de regresión previamente ajustada
• Deben responder a esa dosis con una pequeña señal eléctrica que es la que abre el interruptor de exposición
Los detectores o cámaras de la exposimetría automática suelen ser tres. Habitualmente el detector central suele ser rectangular y los dos laterales cuadrados o circulares
Manejo práctico de la exposimetría automática
La sensibilidad de los detectores se ajusta empíricamente, tras pruebas con fantomas, hasta lograr la densidad fotográfica deseada. Por lo general, el ajuste se hace para tres densidades progresivas que se denominan normales, bajos y altos, y para un tipo concreto de combinación película-pantalla. Si se cambia a otro tipo de combinación se debe ajustar la sensibilidad de los detectores, mediante los botones de control de densidad.
La selección de la operatividad de los detectores es misión del técnico. Al encender la instalación aparecen iluminados los tres detectores de forma que efectuando una exposición en estas circunstancias se nivelan las densidades central y las laterales. Tomamos como ejemplo el abdomen de un paciente intervenido recientemente si sólo se utilizan el detector central se obtendrá una densidad adecuada de la columna, pero quedará sobrepuesto el abdomen. En este caso deberían haberse seccionado los detectores laterales. El técnico debe llegar a sus propias conclusiones para la selección del detector o detectores según los resultados que valla obteniendo en cada proyección radiográfica. Debe tener en cuenta que por muy perfeccionado que sea el equipo de exposimetría automática está concebido para sujetos relativamente normales. Sin dejar de considerar que existen pacientes que por su constitución o patología son candidatos de la técnica libre, un buen profesional no debe ignorarla.
Los detectores se enteran de la dosis de revisión adecuada y se lo dicen el interruptor para que corte la exposición de seguir pero los detectores pueden engañarse si les llega una excesiva radiación dispersa: se corta prematuramente la exposición. El resultado es una radiografía subexpuesta. Esta es una tercera razón para diafragmar siempre; las otras dos razones son: menor radiación al paciente y mejora del contraste de la imagen. Los controladores automáticos de la exposición están protegidos por un temporizador de apoyo que corta la exposición en caso de falla del sistema. Por ejemplo con 50 kV la exposición se corta alcanzado los 600 mAs.
Como resultado práctico del manejo de la exposimetría automática: Colimar debidamente el campo a radiografiar. Seleccionar el kilovoltio. Elegir el detector o detectores que deben actuar. Modificar, si hace falta, la densidad (sensibilidad de los detectores). Olvidarse el tiempo de exposición que va a ser el adecuado y además el mínimo que permite la potencia del generador.

LA IMAGEN DIGITAL

LA IMAGEN DIGITAL
Imagen digital:
Una imagen radiográfica convencional se hace como un gráfico de sombras y usa un haz de área de rayos x que forma un imagen después de su transmisión a través del paciente. El receptor de la imagen, una combinación de pantalla película, es un dispositivo que graba la imagen de transmisión directamente.
Las técnicas de imagen digital se aplican a la tomografía computarizada, ecografías, medicina nuclear, resonancia magnética, radiografía digital y la fluoroscopia digital.

Características de la imagen digital:
La imagen obtenida en radiografía digital es como la obtenida en radiografía convencional, donde los rayos x forman un imagen latente directamente en el receptor de la imagen que debe procesarse químicamente para obtener un imagen visible. Con la radiografía digital, los rayos x forman una imagen electrónica latente en un detector de radiación. Esa imagen latente se procesa entonces electrónicamente por un ordenador, se convierte en una matriz de valores numéricos y se guarda temporalmente en la memoria.
El término matriz de imagen se refiera un conjunto de casillas dispuestas en filas y columnas. Cada casilla corresponde a una situación específica en la imagen. El valor de la casilla representa el brillo o intensidad en esa situación.
Cada imagen digital consiste en una matriz de casillas que tienen varios niveles de brillo en el monitor de video. El brillo de una casilla está determinado por el número generado computacionalmente guardado en esa casilla.
Cada casilla de la matriz de imagen se llama píxel. En imagen de radiografía digital, el valor del píxel determina el brillo del píxel. El valor es relativo y define el contraste de la imagen.
El tamaño de la matriz de la imagen está determinado por las características del equipo de imagen y por la capacidad del ordenador. El tamaño de la matriz pues el seleccionado por el operario. Los sistemas de imágenes digitales proporcionan tamaño de matriz de imagen de 64X64 a 4096X4096.
El tamaño de la matriz de la imagen y FOV determinan la resolución espacial para las imágenes digitales, como TC, RM y ecografía digital. La resolución espacial en una imagen digital viene limitada por el tamaño del píxel.
Resolución espacial= FOV/matriz
Un sistema de imagen que pudiera mostrar solo negro o blanco tendría un rango dinámico de 2. Semejante imagen sería el contraste muy alto pero mostraría muy poca información a menos que fuera una página impresa. Aunque el valor real de cada píxel es importante el rango de valores es sumamente importante para determinar la imagen final. Esto es especialmente cierto para las técnicas de sustracción.
El rango de valores sobre los que un sistema puede dar respuesta se llama rango de la escala de grises o rango dinámico.
El rango dinámico se describe como el número de niveles de gris que puede representarse. El máximo número de niveles de grises que puede ser representado por un sistema de imagen digital es el rango numérico de cada pixel o profundidad de bits. El rango dinámico real puede ser inferior a la profundidad de bits.
El rango dinámico del ojo humano es aproximadamente 25 o 32 niveles de grises entre el blanco y el negro.
El rango dinámico del haz de rayos x cuando sale del paciente excede los 210. Aunque nosotros no podemos visualizar semejante rango dinámico, un ordenador con capacidad suficiente si puede.
Cuanto mayor sea el rango dinámico, más gradual será la escala de grises que representa el rango desde la máxima intensidad de rayos x a la mínima intensidad de rayos x. Cuanto mayor sea rango dinámico mejor será la resolución de contraste.
Los sistemas digitales de imagen de rayos x se caracterizan por su rango dinámico, que está limitado por la capacidad del ordenador y del software. La mayoría usa un rango dinámico de 8,10 o 12 bits, lo que significó un rango dinámico de 225, 1023 o 4095.
Para una resolución de contraste aceptable en imágenes de TC o RM, se requieren un rango dinámico de 12 bits.
Un sistema con rango dinámico bajo tiene un contraste alto pero sólo sobre una porción limitada de la imagen. El rango dinámico alto permite una amplia anchura de la imagen.

Radiografía computarizada
En la radiografía computarizada las imágenes digitales pueden adquirirse con una pantalla fosforescente fotoestimulante como receptor de imagen transistorizado plano de forma rectangular.
El receptor de la imagen se parece a un intensificador de pantalla de radiografía convencional y es expuesto en un chasis como el de un equipo de radiografía convencional. El ingrediente activo es el fluorohaluro de bario activado con europio que adquiere energía cuando es expuesto a los rayos x. La sensibilidad es aproximadamente igual a una combinación de pantalla-película de velocidad 200, y puede ser mucho más si se sacrifica la resolución de contraste. La imagen latente consiste en electrones de valencia almacenados en estados de alta energía.
La resolución espacial de la radiografía computarizada realmente no es tan buena como la radiografía convencional, pero la resolución de contraste es mejor porque la imagen se posprocesa.
La imagen latente se pone de manifiesto por exposición a un pequeño rayo láser de alta intensidad. El rayo láser hace que los electrones atrapados en niveles de energía altos retornen a la banda de valencia con emisión de luz violeta. Este fenómeno se llama fosforescencia fotoestimulada, también conocida como luminiscencia estimulada.
La emisión de color violeta es detectada por un tubo fotomultiplicador ultrasensible. La señal electrónica que es el rendimiento del tubo fotomultiplicador, es digitalizada y guardada para la subsiguiente visualización en un tubo de rayos catódicos o la impresión de una copiadora láser.

Dispositivos acoplados de carga (CCD)(ver fluoroscopia digital)
Los CCD son chips de silicio fotosensibles que están reemplazando rápidamente el tubo de la Cámara televisión de la cadena fluoroscópica. Los CCD son similares en apariencia a un chip de ordenador y pueden usarse en cualquier sitio donde la luz deba ser convertida en imagen digital de video.
Los CCD pueden servir como un detector de área extensa para las radiografías estacionarias convirtiendo los rayos x en luz usando una pantalla fluorescente y enfocando la luz hacia un dispositivo de CCD mediante lentes o fibras ópticas.
La imagen muestra un sistema de radiografía directa flexible basado en CCD que ven una pantalla fosforescente de CsI. Una serie lineal de CCD puede servir como un detector de haz de rayos x estrecho.

Radiografía de captura directa
A finales de la década de 1990 aparecieron dos aproximaciones total mente nuevas a la radiografía de captura directa. Los dosis de más de captura directa están basados en TFT dispuestos como una serie de matrices activas (AMA, acive matriz array) el resultado es un receptor de imagen plano de tamaño de los receptores de pantalla película convencionales.
La primera demostración de radiografía de captura directa usó un cristal de centelleo de yoduro de cesio (CsI) que cubría una AMA de fotodiodos de silicio amorfo (a-Si). En estado amorfo, el silicio se recubre fácilmente en la AMA con un espesor controlado.
Los rayos x que forman la imagen actúan recíprocamente con el CsI para producir luz, que a su vez interaccionan con él a-Si para producir una señal. El TFT guarda la señal hasta la lectura, un píxel a cada momento.
El segundo acercamiento no usa una capa fosforescente. Los rayos x que forman las imágenes interactúan directamente con una capa delgada de selenio amorfo (a-Se), creando paredes electrón-agujero (EHP- electron hole-pairs). El EHP es la señal que carga la AMA de TFT.
La ventaja del modelo de selenio amorfo es que no hay dispersión de luz en la pantalla fosforescente, y por consiguiente la resolución espacial mejora.












La imagen muestra el emborronamiento relativo de las interacciones de un solo rayo x en tres tipos de receptores. El detector de pantalla fosforescente de CsI tiene mejor eficacia de dosis, mientras que el a-Se puede proporcionar mejor resolución espacial.

Por otro lado las pantallas fosforescentes de CsI Tienen una eficacia de detección de fotones alta y por consiguiente dan como resultado una dosis más baja.



Con ambos sistemas, la imagen latente es electrónica, almacenada en la matriz de TFT.
Esta matriz se lee secuencialmente de un TFT a otro gracias a un control electrónico preciso.
La matriz de TFT es tal que cada TFT y su detector de rayos x representa un píxel.
La resolución espacial está de nuevo limitada por el tamaño del píxel. El tamaño del píxel disponible está limitado a aproximadamente 100 µm, que es equivalente a una resolución espacial de 5 pl/mm.
Aunque la DQE, y por consiguiente la dosis al paciente, está determinada principalmente por el número atómico del detector (ZCsI=55 / ZSe=34), la geometría de cada píxel también es muy importante. Una porción de la cara del píxel esta ocupada por conductores electrónicos y los de TFT. El factor de llenado es el porcentaje de la cara del píxel que contiene el detector de rayos x, el factor de llenado es aproximadamente del 80%.

FORMACION DE LA IMAGEN RADIOGRAFICA

La imagen radiográfica

• Formación de la imagen latente
• Cristal de haluro de plata
• Interacción cristal – fotón.
• Imagen latente.
• Procesado de la imagen latente
• Procesado de la película
• Secuencia del procesado
• Química del procesado
• Componentes del procesador automático
• Métodos de procesado alternativo.
FORMACION DE LA IMAGEN LATENTE
Los rayos x formadores de imagen emergente del paciente e incidentes en la película radiográfica depositan energía en la emulsión principalmente a través de interacciones fotoeléctricas con los átomos del cristal de haluro de plata.
Ninguna imagen puede observarse en una película inmediatamente después de la exposición. Sin embargo una imagen invisible está presente, la llamada imagen latente. Con el proceso químico adecuado esta imagen latente se convierte en una imagen manifiesta.
La imagen latente es el cambio invisible inducido en el cristal de haluro de plata.

Cristal haluro del Plata:
Los átomos de plata, bromuro y yodo son fijados en la red cristalina en forma de iones. El ión de plata es el positivo, y los iones de bromuro y yodo son negativos.
Cuando el cristal haluro de plata se forma, cada átomo de plata libera un electrón de su capa más exterior el cual se combina con un átomo halógeno (bromo o yodo).
Al átomo de plata le falta un electrón y por lo tanto es un ión cargado positivamente, identificado como Ag+. Los átomos de bromo y yodo tienen cada uno un electrón extra y son por lo tanto iones cargados de forma negativa, identificados como bromuro y yoduro (Br- y I-)
Los iones de haluro, bromuro y yoduro tienen generalmente su máxima concentración en la superficie del cristal. El cristal adopta una carga en la de superficie, negativa la cual es
compensada por la carga positiva de los iones de plata
intersticiales. Un defecto inherente a la estructura de los cristales de haluro de plata, el defecto Frankel, consiste en iones de plata intersticiales y vacantes de iones de plata.








Interacción de los fotones con el cristal de haluro de plata:
Cuando la radiación interacciona con la película, la interacción con los átomos de plata y de halógenos es la que forman imagen latente. Si el rayo x es absorbido completamente, su interacción es fotoeléctricas. Si es absorbida parcialmente su interacción es Compton. En ambos casos un electrón secundario, ya sea un fotoelectrón o un electrón con Compton, es liberado con energía suficiente para viajar una larga distancia de cristal. Cuando cruza el cristal el electrón secundario puede tener una energía suficiente para desplazar electrones adicionales de la red cristalina.
Como resultado de una interacción de rayos x, un número de electrones son liberados y viajan a través de la red cristalina. La liberación estos electrones secundarios se representan: Br- + fotón = Br + e-
Debido a que los fotones de luz tienen un energía más baja, se necesitan más para producir un número de electrones secundarios liberados igual al producido por un único rayo x.
Los electrones secundarios liberados por el evento de absorción se desplazan hasta el centro de sensitividad y son atrapados. Una vez que el centro de sensitividad captura un fotón electrón y pasa a estar más cargado negativamente, el centro atrae lo iones de plata intersticiales. El ión de plata intersticial se combina con electrón atrapado en el centro de sensitividad formando átomos de plata metálicos.
e- + Ag+ = Ag
La mayoría de estos electrones provienen de lo iones de bromuro y yoduro porque estos iones negativos tienen un electrón extra. Estos iones negativos pasan a ser átomos neutros, y la pérdida de la carga iónica resulta en una distribución de la red cristalina.
Los átomos de bromo y yodo pueden ahora desplazarse libremente ya que no están sujetos a fuerzas iónicas. Estos átomos se desplazan fuera del cristal hacia la parte de la gelatina de la emulsión. El deterioro de la red cristalina también facilita la migración de lo iones de plata restantes.
Imagen latente
La concentración de electrones en el centro de sensitividad produce una región de electrificación negativa. A medida que los átomos halógenos son sacados del cristal, los iones positivos de plata son atraídos electrostáticamente hacia el centro de sensitividad. Después de haberse desplazado al centro de sensitividad, los iones de plata son neutralizados por electrones y convertidos en plata atómica.
En una película expuesta de forma óptica, la mayor parte los cristales de haluro de plata recogen de 4 a 10 átomos de plata en el centro de sensitividad. Consecuentemente esta deposición de plata no es observable, ni siquiera de forma microscópica.
Este grupo de átomos de plata se llama centro de la imagen latente. Es en este sitio donde se forman cantidades visibles de plata durante el procesado para crear la imagen radiográfica.
Los cristales con plata depositada en el centro de sensitividad se revelan hasta convertirse en granos negros y los cristales que no han sido irradiados se conservan como cristalinos e inactivos. La información inobservable contenida en los cristales de haluro de plata activados y no activados por la radiación contribuyen a la imagen latente.

PROCESADO DE LA IMAGEN LATENTE
Procesado de películas
El procesado de la imagen latente invisible crea la imagen visible. El procesado provoca que lo iones de plata en el cristal de haluro de plata que han sido expuestos a la luz se conviertan en granos microscópicos de plata.
La secuencia de procesado se compone de: humectación, revelado, baño de paro, fijado, lavado y secado.
La imagen latente es invisible porque solamente unos pocos iones de plata se han convertido en plata metálica y se han depositado en el centro de sensitividad. El procesado de películas magnífica esta acción muchas veces hasta que todos los iones de plata en un cristal expuesto se transforman en plata metálica, convirtiendo así la imagen latente en una imagen radiográfica visible
El cristal expuesto se convierte en un grano negro que es visible en microscópica mente.
El procesado es tan importante para conseguir una radiografía de calidad como el posicionamiento y la técnica.

Procesado manual:
Antes de la introducción del procesado de películas automático, las películas de rayos x se procesaban manualmente. En el procesado manual, las películas expuestas se sumergían primero en un tanque de revelado a 20 °C durante aproximadamente cinco minutos. Luego se sumergían en un baño de paro, seguido por una inmersión en una solución de fijado y por último las películas se lavaban en agua corriente y se colgaban para secarse. Obtener una radiografía lista para usar tardaba aproximadamente una hora.

Procesado automático:
El primer procesador automático de películas fue introducido en 1942. El primer modelo comercial disponible podía procesar 120 películas por hora usando unos colgadores de película especiales. Estos colocadores eran pasados de un tanque a otro. El tiempo total del ciclo de procesado en una película era aproximadamente de 40 minutos.
En 1956 Kodak introdujo los primeros sistemas con rodillo para procesar radiografías médicas. El procesador automático con rodillo media aproximadamente 3 m de largo y pesaba 3/4 de tonelada. Obtener una radiografía finalizada pasó a ser factible en solo seis minutos.
Otro hito significativo fue la introducción en 1965 del procesado rápido de 90 segundos, también por Kodak. El procesado rápido se convirtió en posible debido al desarrollo de nuevos productos químicos y emulsiones y al secado más rápido de las películas con base de poliéster.

Secuencia del procesado:
Todo el procesado radiográfico se realiza de forma automática. Los productos químicos involucrados en ambos tipos de procesado, manual y automático, son básicamente lo mismo sólo que en el procesado automático el tiempo requerido por cada paso es menor y las concentraciones químicas y temperaturas son más altas.

• Humectación: su función hinchar la emulsión y permite que los baños químicos subsiguientes puedan alcanzar todas las partes del emulsión uniformemente. Este paso se omite frecuentemente, en cuyo caso el agente humectante se incorpora en el revelado.
• Revelado: es el paso del procesado durante el cual la imagen latente se convierte en una imagen visible. El proceso revelador es muy corto y muy crítico. Después del revelado la película se lava en una solución ácida para detener el proceso de revelado y eliminar el exceso de productos químicos de revelado de la emulsión. Los fotógrafos llaman este paso baño de paro. En el procesado radiográfico, el baño de paro se incluye en el fijado.
• Fijado: fijar el haluro de cristal que no ha sido expuesto a radiaciones es el proceso de eliminarlos de la emulsión y de endurecer la emulsión para preservar la imagen. La parte de la gelatina de la emulsión es endurecida al mismo tiempo para incrementar su solidez estructural.
• Lavado: la película debe ser vigorosamente lavada para eliminar cualquier producto químico remanente del paso de procesado previo
• Secado: por último la película se seca para eliminar el agua usada para lavarla y para convertir la película en aceptable para su manipulación y visionado.

Química del procesado
Humectación: para que los productos químicos penetren en la emulsión, la radiografía se debe tratar con un agente humectante. El agente humectante es el agua, que penetra en la gelatina de la emulsión, hinchándola. En el procesado automático el agente humectante es el revelador.
Revelado: la principal acción del revelador es transformar los iones de plata de los cristales expuestos en plata metálica. El revelador es el producto químico que lleva a cabo esta tarea, proporciona electrones al centro de sensitividad del cristal para transformar los iones de plata en plata metálica.
Componentes del revelador:
Agente revelador (reductor):
• Fenidona: agente reductor; produce rápidamente niveles de grises
• Hidroquinona: agente reductor, produce colores negros lentamente
Agente activador:
• Carbonato de sodio e hidróxido de sodio: contribuye al hinchado de la gelatina; produce alcalinidad; controla el pH.
Agente antivelo:
• Bromuro de potasio y yoduro de potasio: protege los cristales no expuestos del ataque químico.
Preservante:
• Sulfito de sodio: controla la oxidación; mantiene el equilibrio entre los componentes del revelador.
Endurecedor:
• Glutaraldehído: controla el hinchado de la emulsión e incrementa la calidad de archivo.
Agente secuestrador:
• Quelatos: eliminan las impurezas metálicas; estabilizan el agente revelador.
Disolvente:
• Agua: disuelve los productos químicos para su uso.

Para que la plata iónica se transforme en metálica un electrón debe ser proporcionado al ión de plata. La reacción se describe químicamente: Ag+ + e- = Ag
Cuando un producto químico libera un electrón en este caso el agente revelador, para neutralizar un ión positivo, el proceso se llama reducción. El ión de plata se reduce a plata metálica, y el producto químico responsable de ellos se llama agente reductor.
Lo contrario de la reducción es la oxidación, una reacción que produce un electrón. La oxidación y la reducción ocurren simultáneamente y se llaman reacciones redox.
La densidad óptica de una radiografía procesada resulta del revelado de cristales que contienen una imagen latente.
El sinergismo ocurre cuando la acción de dos agentes combinados es más grande que la suma de las acciones de cada gente trabajando independientemente.
La curva característica de una radiografía está marcada por la acción sinérgica de los agentes reveladores, la hidroquinona actúa de forma bastante lenta y es responsable de los tonos más oscuros. La fenidona actúa rápidamente en influye en los tonos más claros de grises. La fenidona controla la parte baja de la curva mientras que la hidroquinona controlada parte alta.
Un cristal de haluro de plata no expuesto tiene una carga electrostática negativa distribuida en toda su superficie. Un cristal el haluro de plata expuesto tiene una carga electrostática negativa distribuida en toda su superficie menos en el centro de sensitividad. Las cargas electrostáticas similares en el agente revelador y en el cristal de haluro de plata hacen que sea difícil que el agente revelador penetre la superficie del cristal excepto en la región del centro de sensitividad de un cristal expuesto.
En un cristal expuesto, el agente revelador penetra el cristal a través del centro de sensitividad y reduce los iones de plata remanentes a plata atómica.
El revelado se produce a lo largo del tiempo y depende de factores como el tamaño de cristal, la concentración de revelador y la temperatura. En un primer momento, la plata metálica se acumula lentamente en el centro de sensitividad. Después del revelado completo, los cristales expuestos se destruyen y un grano de plata metálica es todo lo que queda. Los cristales no expuestos no se ven afectados por este proceso.
La reducción de ión de plata se acompaña de la liberación de iónes de bromuro. El ión de bromuro se desplaza a través de lo que queda del cristal hasta la parte de la gelatina de la emulsión. Allí el ión se disuelve en el revelador y se elimina de la película.
El revelador contiene componentes alcalinos, como el carbonato de sodio y el hidróxido de sodio qué son un agente activador y mejoran la acción del agente revelador controlando la acción de los iones de hidrógeno: el pH.
Estos componentes alcalinos son muy corrosivos y pueden causar quemaduras en la piel. El hidróxido de sodio es el álcali más fuerte y se conoce comúnmente como lejía. Hay que ser muy cuidadoso al mezclar una solución reveladora con hidróxido de sodio. Se deben llevar guantes de goma y sobre todo nunca acercarlo a la boca o a los ojos.
El bromuro de potasio y el yoduro de potasio se añaden al revelador como agentes antivelo. Éstos restringen la acción del agente revelador a los cristales de haluro de plata que no han sido irradiados. Sin el agente antivelo los cristales que no han sido expuestos se reducen también a plata metálica y el resultado es un incremento del velo que se conoce como velo de revelado.
El revelador incluye también un preservante para controlar la oxidación del agente revelador por el aire. El aire se introduce en la química el procesado cuando el producto se mezcla, manipula y almacena; este tipo oxidación se llama oxidación aérea. El preservante ayuda mantener el ritmo de revelado adecuado controlando la oxidación aérea.
Una vez mezclados, todos estos productos químicos duran sólo un par de semanas. Los tanques requieren cierres flotantes bien ajustados para el control de la oxidación aérea. La hidroquinona es particularmente sensible a esta oxidación. Cuando el agente revelador se ha oxidado es fácil de determinarlo ya que su color se vuelve marrón. La adición de preservante conserva la transparencia del revelador y el preservante más habitual es el sulfito de sodio.
Los reveladores usados en las procesadoras automáticas contienen un endurecedor, el cual habitualmente es Glutaraldehído. Si la emulsión se hincha demasiado o se vuelve demasiado blanda, la película no se transportará adecuadamente a través del sistema debido a la estrecha tolerancia del sistema de transporte. El endurecedor controla el hinchado y al reblandecimiento de la película. Cuando la película que sale del procesado está húmeda la causa más habitual es el agotamiento del endurecedor.
El revelador puede contener impurezas metálicas y sales solubles. Estas impurezas pueden acelerar la oxidación de la hidroquinona, haciendo el revelador inestables. Los quelatos se introducen como agentes secuestradores para que formen complejos estables con estas sales e iones metálicos.
El proceso de revelado no es perfecto y algunos cristales que contienen una imagen latente permanecen sin revelarse mientras que otros cristales que no han sido expuestos pueden revelarse. Ambas acciones reducen la calidad de la radiografía.
El revelado de películas es básicamente una reacción química y está definida por tres características físicas: el tiempo, la temperatura y la concentración del revelador. Los tiempos del revelado largos aumentan la reducción de la plata en cada grano e incrementan el revelado del número total de granos. El uso de temperaturas más altas tiene el mismo efecto. La reducción de la plata es controlada por la concentración de los productos químicos del revelador, si se aumenta la concentración de revelador el agente reductor se hace más activo y puede penetrar más fácilmente los cristales de haluro de plata tanto expuestos como no expuestos.

Fijado:
Una vez el revelado está completo las películas deben tratarse para que la imagen no desaparezca. Este proceso es el fijado. La imagen se fija a la película y ello produce películas de calidad de archivos.
La calidad archivos se refiere a la permanencia de la radiografía: la imagen no se deteriora con el tiempo sino que se conserva en su estado original.
Componentes del fijador:
Activador:
• Acido acético: neutraliza al revelador y detiene su acción.
Agente fijador:
• Tiosulfato de amonio: elimina el bromo de plata no revelador de la emulsión.
Endurecedor:
• Alumbre de potasio: endurece y encoge la emulsión.
Preservante:
• Sulfito de sodio: mantiene el equilibrio químico
Tampón:
• Acetato: mantiene el pH adecuado.
Agente secuestrador:
• Acido bórico/sales: elimina los iones de aluminio.
Disolvente:
Agua: disuelve los productos químicos para su uso.

Si el revelado no se para se crea un velo de revelado. El paso en el proceso manual que sigue al revelado se llama un baño de paro y su función es precisamente esta: neutralizar el revelador residual en la emulsión y parar su acción. El producto químico usado en el baño de paro es el ácido acético. En el procesado automático no se use un baño de paro ya que las cintas transportadoras aprietan las películas hasta limpiarlas. Adicionalmente, el fijador contiene ácido acético, al cual se comporta como un baño de paro, el ácido acético se llama activador. En activador neutraliza el pH de la emulsión y para la acción del revelador.
Los términos agente de lavado, hipo y tiosulfato se usan frecuentemente de forma indistinta para referirse al agente fijador. Éstos eliminan los cristales de haluro de plata no expuestos y no revelados de la emulsión. El tiosulfato de sodio es el agente conocido normalmente como hipo, pero el tiosulfato de amonio es el agente fijador usado en la mayoría de los casos.
La retención de hipo es un término empleado para describir la retención indeseada de fijador en la emulsión. Un exceso de hipo oxida lentamente la imagen y hace que pierda color y se vuelva más marrón al cabo del tiempo. Los agentes fijadores retenidos en la emulsión se combinan con la plata para formar sulfuro de plata, el cual tiene un color amarillo-marrón. La tinción del sulfuro de plata es la causa más común de mala calidad archivo.
El fijador también tiene un endurecedor. A medida que el bromuro de plata revelado y no reducido se eliminan de la emulsión durante el fijado, la emulsión se encoge. El endurecedor acelera este proceso de encogimiento y hace que la emulsión sea más rígida o dura.
El propósito del endurecedor es asegurar que la película sea transportada adecuadamente a través de la sección de lavado y secado, y asegurar un secado rápido y completo. Los productos químicos utilizados como endurecedor son el alumbre de potasio, el cloruro de potasio y el alumbre de cromo. Normalmente, sólo uno se usa en una formulación.
El preservante tiene la misma composición y sirve para lo mismo que el preservante del revelador. El preservante es el sulfito de sodio y es necesario para mantener el equilibrio químico debido al transporte del revelador y del fijador de un tanque a otro.
Añadiendo un tampón, habitualmente acetato, al fijador se consigue que el pH del fijador sea constante.
Los iones metálicos deben ser secuestrados en el fijador de la misma forma que lo es en el revelador. Los iones de aluminio son la principal impureza en este punto. El ácido bórico y las sales bóricas se utilizan para el secuestro.
Por último el fijador tiene agua como disolvente.

Lavado:
El paso siguiente en el procesado es el lavado de productos químicos residuales de la emulsión. El agente limpiador usado es el agua. En el procesado automático, la temperatura del agua de lavado debe mantenerse aproximadamente a 3 °C por debajo de la temperatura del revelado.
El baño del lavado sirve también para estabilizar la temperatura de revelado. Un lavado inadecuado resulta en un exceso de retención de hipo y en la producción de una imagen que se desvanecerá y se volverá marrón con el tiempo siendo de una calidad archivo baja.

Secado:
El secado de la radiografía es el paso final del procesado y para ello se dispara aire seco caliente sobre las dos superficies de la película a medida que se transporta por la cámara de secado.
La secuencia total en el procesado manual requiere más de una hora. La mayoría de procesados automáticos son de 90 segundos. El proceso de conversión de la imagen latente en una imagen visible puede resumirse como un proceso de tres pasos en la emulsión. Primero de imagen latente se forma por exposición de los granos de haluro de plata. Seguidamente los granos expuestos y solamente ellos se hacen visibles con el revelado. Por último el fijado elimina el grano no expuesto de la emulsión y hace la imagen permanente.

Principales componentes de un procesado automático:
Los principales componentes de un procesador automático son:
• Sistema de transporte.
• Sistema de control de temperatura
• Sistema de circulación
• Sistema de rellenado
• Sistema de secado
• Sistema eléctrico.

Sistema de transporte:
El sistema de transporte empieza con la bandeja de alimentación, donde la película que debe procesarse se inserta en el procesador automático en el cuarto oscuro.
Los rodillos de entrada agarran la película para empezar su viaje a través del procesador. Un micro interruptor está encendido para controlar el ritmo de rellenado de los productos químicos el procesado.
Siempre hay que alimentar la película igual, usando las guías laterales de la bandeja de alimentación y alternando los lados de película a película; esto asegura un desgaste balanceado de los componentes del sistema de transporte.
De los rodillos de entrada, la película es transportada por los rodillos y estantes a través de los tanques químicos y la cámara de secado, siendo finalmente depositada en la cubeta receptora.
La dimensión más corta la película debe estar siempre contra las guías laterales para mantener el ritmo de rellenado adecuado
El sistema de transporte no sólo transporta la película sino que también controla el procesado al controlar el tiempo de inversión de la película en cada producto químico. El tiempo de cada paso en el procesado está regido por un control cuidadoso del ritmo al movimiento de la película en cada paso. El sistema de transporte consistente subsistemas principales: los rodillos, los estantes de transportes y el motor de impulso.

Sistema de control de la temperatura:
El revelado, fijado y lavado requieren un control preciso de la temperatura. La temperatura del revelador es la más crítica y normalmente se mantiene a 35 °C. La temperatura del agua del lavado se mantiene 3 °C más baja. La temperatura es supervisada en cada paso por un termostato.

Sistema de circulación:
La agitación es muy importante ya que es necesaria para mezclar continuamente los productos químicos del procesado, para mantener una temperatura constante en todo el tanque de procesado, y para contribuir a la exposición de la emulsión a los productos químicos. En el procesado automático un sistema de circulación bombea al revelador y el fijador continuamente manteniendo una agitación constante en cada tanque.
El sistema de circulación del revelador requiere un filtro que atrape partículas de tamaños superiores a 100 µm para atrapar las motas de gelatina que sean arrancadas de la emulsión. Así es menos probable que las partículas se adhieran a los rodillos, lo cual podría producir artefactos. Estos filtros no son 100% eficaces y por lo tanto la suciedad puede acumularse en los rodillos.
El lavado de los tanques y de los sistemas de transporte debe ser parte de la rutina de mantenimiento de cualquier procesador. El agua debe circular por el tanque de lavado para eliminar todos los productos químicos del procesado. Habitualmente se usa un sistema abierto donde el agua fluye en el tanque desde el grifo, por el fondo y se desborda por arriba, donde se recoge y se descarga directamente al alcantarillado. El flujo mínimo del tanque de lavado es de 12 l/min.

Sistema de rellenado:
Cada vez que una película pasa por el procesador usa parte de los productos químicos del procesado. Parte del revelador se absorben en la emulsión y es neutralizado durante el fijado. De forma similar el fijador es absorbido durante su fase de procesado y transportado al tanque de lavado.
Si no se rellenan ni el revelador ni el fijador, ambos pierdan rápidamente el equilibrio químico y el nivel de solución en cada tanque baja, resultando en tiempos de contacto bajos entre la película y los productos químicos.
El sistema de rellenado mide la cantidad adecuada de productos químicos en cada tanque para mantener el volumen y la actividad de química.
Cuando se insertó una película en la bandeja de alimentación con sus dimensiones más ancha sujeta por los rodillos anteriores y su lado estrecho contra la guía, un micro interruptor se activa y enciende el rellenado mientras la película viaja a través del micro interruptor.
Los flujos de rellenado son aproximadamente de 60 a 70 ml de revelador y de 100 a 110 ml de fijado por cada 36 cm de película.

Sistema de secado:
Una radiografía mojada o húmeda incorpora fácilmente partículas de polvo que puede resultar en artefactos siendo difícil de manipular en una caja visionadora y una vez almacenada puede volverse pegajosas y destruirse
El sistema de secado consiste en un secador, unos conductos de ventilación, unos tubos de secado y un extractor.
El secador es un ventilador que aspira aire del exterior y lo dirige a través de las bobinas calefactores y de una canalización de los tubos de secado. El aire de la habitación debe estar libre de polvo y ser poco húmedo. A veces se usan hasta tres bobinas calefactores de una capacidad aproximada de 2500 W. La temperatura del aire que entra en la cámara de secado se regula termostáticamente.
Los tubos de secado son cilindros largos y huecos con aberturas de ranura que se extienden a lo largo del tubo dirigidos a la película. Se posicionan a los lados de la película mientras es transportada a través de la cámara de secado.
El aire caliente húmedo se expulsa en la cámara de secados al exterior, de forma similar a una secadora de ropa. Parte del aire expulsado puede ser re circulado en el sistema de secado.
Una radiografía acabada húmeda incorpora fácilmente partículas de polvo que pueden resultar en artefactos. La mayoría de los fallos de procesado que resulta una película húmeda son debidos a un agotamiento del glutaraldehído, el endurecedor del revelador.

Sistema eléctrico:
Los componentes térmicos y mecánicos de cada uno de estos sistemas requieren potencia eléctrica. Habitualmente, cada componente eléctrico principal dispone de un fusible. La caja de fusiles es la única parte del sistema eléctrico importante para el técnico radiólogo.

METODOS DE PROCESADO ALTERNATIVOS:
Procesado rápido:
Los fabricantes de películas radiográficas han desarrollado equipos controlados por microprocesadores y productos químicos de procesado formulados especialmente para esta tarea. El procesado puede hoy día ser tan rápido como de 30 segundos.
Estos procesadores rápidos son útiles en angiografía, procedimientos especiales, cirugía y salas de urgencias, donde el tiempo es crítico. Cuando es usado con la química adecuada, el procesado rápido produce imágenes con propiedades sensitométricas similares a los de los procesados de 90 segundos. Para el procesado rápido, los productos químicos están más concentrados, la temperatura de revelador y fijador son más elevadas. Consecuentemente, no es posible pasar de procesado estándar a rápido entre películas.

Procesado extendido:
El procesado extendido es particularmente útil en mamografía. Mientras que el tiempo del procesado estándar es de 90 segundos, el procesado extendido puede tardar hasta tres minutos. El tiempo de inmersión en el revelador prácticamente se dobla, pero no es necesario alterar la temperatura del revelador. Se pueden usar los productos químicos estándar. La única desventaja significativa es el tiempo del procesado.
El procesado extendido tiene dos ventajas principales: más contraste de imagen y dosis inferiores para los pacientes. El contraste se incrementa próximamente un 15%. La sensitividad del receptor de imagen se incrementa como mínimo en un 30%. La dosis del paciente se reduce en un 30% como mínimo.
Las mejoras en contraste y dosis del paciente del procesado extendido ocurren solamente con la película la emulsión simple. El procesado extendido no está recomendado para película de emulsión doble porque la mejora en contraste y dosis en este caso es insignificante

Procesado con luz diurna (sistema luz día):
Los sistemas de luz diurna están siendo adoptados ya que se elimina la necesidad de un cuarto oscuro. El técnico sólo ha de depositar el cassette con la película expuesta en la ranura apropiada del sistema. La película se extraerá automáticamente del cassette y es enviada al procesador.
El procesador puede ser una parte integral del sistema o una parte independiente acoplado al sistema de luz diurna. El cassette se recarga con una película no expuesta del tamaño adecuado antes de ser liberado por el sistema para la siguiente exposición.
La velocidad es la cualidad que hace que el sistema luz diurna sea atractivo. Se necesitan solamente 15 segundos para el técnico inserte el cassette expuesto en el cargador de luz diurna y retire un cassette nuevo. El tiempo total de carga, descarga y procesado es aproximadamente de dos minutos. Películas de múltiples tamaños son acomodadas automáticamente.
La tecnología de microprocesadores es la que hace que los sistema luz día sean posibles. El microprocesador supervisa y controla la carga y descarga del cassette automáticamente, detectando el tamaño y el ritmo de consumo de películas. La mayoría sistema luz diurna puede acomodar hasta 1000 hojas de películas radiográficas de tamaños diversos.
Algunos sistemas también pueden marcar la radiografía con datos como la fecha, la hora y otras características del examen. El estado del sistema se muestra constantemente con diodos emisores de luz (LED) o pantallas de cristales líquidos (LCD).

Procesado seco:
El procesado seco se refiere al revelador imágenes sin usar productos químicos líquidos. Estos sistemas están reemplazando a los procesadores de películas convencionales basado en productos químicos. El procesado seco tiene muchas ventajas las cuales lo están llevando a sustituir al procesado húmedo:
Eliminación de la manipulación. Mantenimiento y desechado de productos químicos. No hay necesidad de cuarto oscuro. No hay necesidad de sistema de tuberías y seguido impacto ambiental menor. Bajos costos económicos. Mayor rendimiento.
Aunque hay diversos métodos de procesado seco, dos tecnologías son las principales hoy en día: la fototermografía (PTG) y la termografía (TG).
La diferencia básica entre las dos en la manera en la que la imagen latente se registra y cómo se procesa la imagen visible en el soporte de la película.
La PTG usa un láser modulado de baja potencia para registrar la imagen en la película, generando la imagen latente. La imagen latente así generada en la emulsión de haluro de plata se revela subsiguiente mente en un proceso térmico a 125 °C que tarda aproximadamente 15 segundos, es el llamado tiempo de detención.












La TG usa una fuente de calor modulada, y llamada cabezal de impresión que calienta la película y produce directamente la imagen. El cabezal de impresión transforma la energía eléctrica en calor usando elementos resistivos. En esta tecnología no se crea ninguna imagen latente y a que las sales orgánicas se revelan directamente por una aplicación de calor localizado.

DETECTORES Y DOSIMETROS

INTRODUCCIÓN
Puesto que la radiación ionizante en general no es perceptible por los sentidos, es necesario valerse de instrumentos apropiados para detectar su presencia. Asimismo, interesan su intensidad, su energía, o cualquier otra propiedad que ayude a evaluar sus efectos. Se han desarrollado muchos tipos de detectores de radiación, cada clase de detector es sensible a cierto tipo de radiación y a cierto intervalo de energía.
Es de primordial importancia seleccionar el detector adecuado a la radiación que se desea medir.
El diseño de los detectores está basado en el conocimiento de la interacción de las radiaciones con la materia. Las radiaciones depositan energía en los materiales, principalmente a través de la ionización y excitación de sus átomos. Además, puede haber emisión de luz, cambio de temperatura, o efectos químicos, todo lo cual puede ser un indicador de la presencia de radiación.
El primer dispositivo de detección de radiación fue la emulsión fotográfica y aún hoy se sigue utilizando en dosímetros. Sin embargo se han desarrollado otros dispositivos que tienen características más favorables que la emulsión fotográfica para algunas aplicaciones.
Dispositivos:
Emulsión fotográfica: Realización de radiografías – Dosímetro personal.
Detectores gaseosos:
• Cámara de ionización: detección para niveles de radiación mayores a 1 mR/h
• Contador proporcional: Análisis de pequeñas cantidades de radionúclidos.
• Contador Geiger-Muller: Detector limitado a menos de 100 mR/h- portátil- análisis de niveles bajos de radiación y contaminación.
Detectores sólidos:
• Detección de centelleo: Instrumento estacionario o portátil – Espectroscopia de fotones – utilizado para formación de imagen (base de la gammagrafía)
• Dosimetría termoluminiscente: Monitorización personal y de área estacionaria.
• Dosimetría óptica: Nuevo detector personal de monitorización.
DETECTORES GASEOSOS
Como su nombre lo indica, estos detectores constan de un gas encerrado en un recipiente de paredes tan delgadas como sea posible para no interferir con la radiación que llega. Los iones positivos y negativos (electrones), producidos por la radiación dentro del gas, se recogen directamente en un par de electrodos a los que se aplica un alto voltaje. La corriente eléctrica así inducida, en general es en forma de pulsos de corta duración; estos pulsos son contados directamente, o activan un medidor de corriente, o pueden ser conectados a una bocina. Esta medida de ionización puede transformarse directamente a unidades de exposición (Roentgens).
La figura muestra el funcionamiento de un detector gaseoso. Los iones y electrones producidos en el gas por la radiación son colectados en el ánodo y el cátodo.
Debido a la baja densidad de un gas (comparado con un sólido), los detectores gaseosos tienen baja eficiencia para detectar rayos X o gamma (típicamente del orden de 1%) pero detectan prácticamente todas las alfas o betas que logran traspasar las paredes del recipiente. En un detector gaseoso puede usarse cualquier gas (incluso aire). Normalmente se usa una mezcla de un gas inerte (argón) con un gas orgánico; el primero ayuda a impedir la degradación y el segundo cede fácilmente electrones para recuperar las condiciones iniciales después de una descarga. Cada gas tiene diferente potencial de ionización (energía necesaria para producir una ionización); para las mezclas más comunes éste es de alrededor de 34 eV.
La geometría más usada para contadores gaseosos es de un cilindro metálico con un alambre central. Se aplica un alto voltaje positivo al alambre, convirtiéndose éste en ánodo y el cilindro en cátodo. Entonces los electrones se dirigen al alambre y los iones positivos al cilindro. La velocidad de los electrones es mayor que la de los iones positivos. Cuando una radiación produce un cierto número de pares de iones, éstos se dirigen a los electrodos correspondientes gracias a la aplicación de un alto voltaje. Sin el alto voltaje apropiado, el detector no funciona o puede dar lecturas erróneas. En su trayecto hacia los electrodos, los iones positivos y electrones son acelerados por el campo eléctrico, y pueden a su vez producir nuevas ionizaciones, o bien pueden recombinarse (neutralizarse). La magnitud de estos efectos depende del tipo de gas, del voltaje aplicado y del tamaño del detector.
Los diferentes detectores gaseosos (cámara de ionización, proporcionales y Geiger-Müller) se distinguen por su operación en diferentes regiones de voltaje. La figura muestra estas regiones para un detector típico; se grafica el número de iones colectados en los electrodos contra el voltaje aplicado, para partículas alfa y beta respectivamente.
La figura muestra las regiones de operación de un detector gaseoso.
En la región I el voltaje es tan bajo que la velocidad que adquieren los iones y electrones es pequeña, dando lugar a una alta probabilidad de que se recombinen. Por el peligro de perder información, esta región normalmente no se usa.
En la región de voltaje II, el número de iones colectados no cambia si se aumenta el voltaje. Se recogen en los electrodos esencialmente todos los iones primarios; es decir, no hay ni recombinación ni ionización secundaria. Por esta razón, el tamaño del pulso depende de la ionización primaria y, por lo tanto, de la energía depositada por cada radiación. Se llama región de cámara de ionización (La imagen muestra el Modelo 451B es una cámara de ionización portátil operada con baterías, que mide radiación Alfa por encima de 4 MeV, Beta por encima de 100 keV, y radiación Gama y Rayos-X por encima de 7 keV.) y se usa para medir la energía de la radiación, además de indicar su presencia. En general, la corriente generada en estas cámaras es tan pequeña que se requiere de un circuito electrónico amplificador muy sensible para medirla.
Oscila alrededor del 1% su eficacia para la medición de fotones y su mayor eficacia es en la medición de partículas beta.
En la región III, llamada proporcional, (contador proporcional) la carga colectada aumenta al incrementarse el voltaje. Esto se debe a que los iones iniciales (primarios) se aceleran dentro del campo eléctrico pudiendo, a su vez, crear nuevos pares de iones. Si uno sube el voltaje, la producción cada vez mayor de ionización secundaria da lugar a un efecto de multiplicación. Los pulsos producidos son mayores que en la región anterior, pero se conserva la dependencia en la energía de las radiaciones.
Para los fotones es de menor eficacia que la cámara de ionización pero es muy eficiente para detectar partículas alfa o beta, por esto no se utilizan en los servicios de radiodiagnóstico.

Aumentando aún más el voltaje, se llega a la región IV, llamada de proporcionalidad limitada, que por su inestabilidad es poco útil en la práctica.
Si sigue aumentándose el voltaje, se llega a la región V, llamada Geiger-Müller En esta región la ionización secundaria y la multiplicación son tan intensas que se logra una verdadera avalancha de cargas en cada pulso. Los pulsos son grandes por la gran cantidad de iones colectados, pero se pierde la dependencia en la ionización primaria.
La figura muestra las avalanchas producidas en un detector Geiger-Müller.

















Los detectores Geiger-Müller (o sencillamente contadores Geiger) que operan en esta región son indicadores de la presencia de radiación, no pueden medir su energía y determinar que tipo de radiación es, simplemente es un contador de partículas. Son los más usados porque son fáciles de operar, soportan trabajo pesado, son de construcción sencilla y se pueden incorporar a un monitor portátil. Generalmente operan con voltaje de alrededor de 700 a 800 volts, pero esto puede variar según el diseño de cada detector.
Si se incrementa el voltaje aún más, se obtiene una descarga continua (región VI), no útil para conteo.

DETECTORES DE CENTELLEO
Existen muchos otros tipos de detector de radiación que no operan con la ionización de un gas. Uno de los más empleados es el llamado detector de centelleo. En él se aprovecha el hecho de que la radiación produce pequeños destellos luminosos en ciertos sólidos. Esta luz se recoge y transforma en un pulso eléctrico.
Los detectores de centelleo tienen algunas ventajas sobre los de gas. En primer lugar, un sólido, por su mayor densidad, es más eficiente en detener la radiación que un gas. Por lo tanto la eficiencia de un detector de centelleo es muy superior a la de uno de gas, especialmente para rayos gamma. En segundo lugar, el proceso de luminiscencia, o sea la absorción de radiación y la posterior emisión de luz, es muy rápido, disminuyendo el tiempo muerto.
El material que produce el destello se llama cristal de centelleo. Se selecciona para que tenga una alta eficiencia en absorber radiación ionizante y emitir luz (luminiscencia). Debe ser transparente para poder transmitir la luz producida, y debe estar a oscuras para que la luz ambiental no le afecte.
El material más empleado como cristal de centelleo en radiodiagnóstico es el yoduro de sodio activado con talio, NaI (T1). Es de costo bajo y es muy estable. Otro muy común es el yoduro de cesio activado con talio, CsI (T1), y hay otros materiales inorgánicos de usos especiales. Por otro lado, especialmente para detectar neutrones, suelen emplearse materiales orgánicos como plásticos. De éstos los más importantes son el antraceno y el estilbeno. Para ciertas aplicaciones son útiles también los líquidos orgánicos.
Con objeto de transformar la pequeña cantidad de luz producida por un cristal de centelleo en una señal eléctrica que se puede manejar con más comodidad, se pone en contacto con un dispositivo llamado fotomultiplicador, esquematizado en la figura.
El contacto debe ser óptico (por ejemplo con grasa transparente) para que no haya pérdidas. El tubo fotomultiplicador es un recipiente de vidrio sellado y a un alto vacío. La cara que está en contacto con el cristal de centelleo va cubierta en su interior por un material que emite electrones al recibir luz (fotocátodo) y opera como una celda fotoeléctrica. Estos electrones son acelerados y multiplicados en campos eléctricos secuenciales entre electrodos llamados dinodos, lográndose multiplicaciones de un millón de veces. En el último de ellos la señal eléctrica es suficientemente grande para poder ser manejada con amplificadores y analizadores de pulsos convencionales.

DOSÍMETROS PERSONALES
El personal expuesto normalmente a radiaciones requiere de la medida habitual de la dosis recibida y de un seguimiento de la dosis acumulada en un lapso dado. Para esto se acostumbra usar dosímetros personales, que son dispositivos sensibles a la radiación pero que por su tamaño y peso pueden ser portados individualmente con comodidad, ya sea en el bolsillo o asidos a la ropa con una pinza. Los más comúnmente empleados son los de película fotográfica, las cámaras de ionización de bolsillo y los termo_ luminiscentes.














Los dosímetros de película aprovechan el hecho bien conocido de que la radiación vela las películas fotográficas, como sucede en las radiografías. La emulsión fotográfica contiene granos de bromuro de plata (AgBr), y al pasar por ella una radiación deja a su paso iones de bromo y de plata suspendidos en la emulsión, como imagen latente. Cuando se revela la película aparecen los granos de plata metálica. El oscurecimiento se mide después con un densitómetro óptico, que mide la transmisión de luz, y de allí se deduce la dosis recibida.
Como el oscurecimiento depende también del tipo y de la energía de la radiación recibida, en el porta dosímetro, que generalmente es un receptáculo de plástico, se incluyen filtros en forma de pequeñas placas de elementos absorbedores de radiación, como plomo, cadmio, cobre o aluminio. Del ennegrecimiento relativo de las zonas con filtro y sin filtro se puede deducir algo sobre estas cantidades. Hay instituciones y compañías privadas que ofrecen el servicio de revelado y medida de dosis en dosímetros de película.
Los dosímetros de película son de bajo costo, sencillos de usar y resistentes al uso diario. Son sensibles a la luz y a la humedad. Permiten tener un registro permanente de la dosis acumulada, generalmente en periodos de un mes. Como la información sobre la dosis se recibe un tiempo después de recibida la exposición, son útiles especialmente para llevar el historial de exposición del personal. Sólo se pueden usar una vez. No se pueden medir con confianza dosis menores a 20 mRem.
Otro tipo de dosímetro personal que suele usarse es la cámara de ionización de bolsillo. Estos son dispositivos del tamaño de un lapicero que contienen una pequeña cámara de ionización en la que el ánodo tiene una sección fija y una móvil, que es una fibra de cuarzo metalizada. Antes de usarse se conecta momentáneamente a un cargador, en el que se le aplica un voltaje, y la fibra se separa de la parte fija por repulsión electrostática, quedando lista la cámara para ser usada. Luego, cada vez que le llega una radiación que produce ionización, los electrones que llegan al ánodo lo van descargando y la fibra se acerca nuevamente a la parte fija. El desplazamiento de la fibra depende de la exposición, y se puede observar directamente con una lente en el otro extremo del dosímetro. Se ve la fibra sobre una escala calibrada en unidades de exposición; la escala que se usa más frecuentemente va de cero a 200 mR.
Las cámaras de ionización de bolsillo tienen la ventaja de que se puede tener la lectura de la exposición inmediatamente después de recibirla. En cambio, no son de registro permanente. Su costo es más alto que el de las películas fotográficas, pero se pueden usar repetidas veces. Son sensibles a golpes y otros maltratos.
Los dosímetros termoluminiscentes son substancias, como el fluoruro de litio (LiF) o el fluoruro de calcio (CaF2), que al recibir radiación muchos de los electrones producidos quedan atrapados en niveles de energía de larga vida, generalmente debidos a defectos en la red cristalina. Cuando posteriormente son calentados estos cristales, los electrones atrapados vuelven a caer a sus estados originales, al mismo tiempo emitiendo luz (de allí el nombre de termoluminiscencia). La cantidad de luz emitida es proporcional a la dosis acumulada desde la última vez que se calentó. Se mide con un fotomultiplicador.
Se denomina feeding a la descarga del TLD sin ser calentado. A mayor temperatura, mayor feeding.
Estos dosímetros son de costo moderado, resistentes y pueden ser usados varias veces. Son más precisos que los de placa fotográfica, pero se requiere de un equipo especial para efectuar las lecturas, las cuales no son inmediatas.
Los dosímetros personales, como los otros detectores, tienen limitaciones en cuanto al tipo de radiación y la energía a que son sensibles. Su sensibilidad es función de los mismos parámetros mencionados para los detectores en general, y deben ser calibrados junto con los sistemas que dan las lecturas.

DOSIMETRIA DE AREA:
La disimetría de área mide, analiza y controla las dosis de radiaciones ionizantes en las distintas áreas donde se utilizan los equipos o en donde se encuentran materiales radiactivos.
Las medidas a vigilar son la Dosis Absorbida y la Tasa de Dosis Absorbida, ésta vigilancia puede ser de rutina en el puesto de trabajo, operacional (dando la información de la dosis en un procedimiento especial y estimando el riesgo radiológico) o especial, que se realiza cuando existe sospecha de irradiación que no es habitual.
Los equipos de vigilancia pueden ser fijos o portátiles.
Los equipos fijos se colocan en almacenes de materiales radiactivos, en accesos a zonas controladas, etc. Deben estar dotados con un sistema de alarma que se activara en caso de superar una dosis determinada. Habitualmente están conectador a un ordenador central que registra toda la actividad.
Para detectar la radioactividad personal se instalan detectores en las manos o en los zapatos, en las zonas que exista riesgo de contaminación, estos contadores son del tipo geiger muller ya que registran la radiación beta y gamma.
Se asocian a una bomba que aspira aire.
Los equipos portátiles deben utilizarse según determinados criterios y antes se debe trazar un plan para su uso, el servicio de protección radiológica debe disponer de el.