intensificador de imágenes de rayos X

Un intensificador de imagen de rayos X (XRII) es un intensificador de imagen que convierte los rayos X en luz visible con mayor intensidad que las pantallas fluorescentes tradicionales . Estos intensificadores se utilizan en sistemas de imagen de rayos X (como fluoroscopios ) para convertir rayos X de baja intensidad en una luz visible brillante . El dispositivo consta de una ventana de entrada de baja absorción/dispersión, generalmente de aluminio, una pantalla fluorescente de entrada, un fotocátodo, óptica electrónica, una pantalla fluorescente de salida y una ventana de salida. Todas estas partes están montadas en un entorno de alto vacío dentro de vidrio o, más recientemente, de metal/cerámica. Gracias a su efecto intensificador , permite al observador ver con mayor facilidad la estructura del objeto que se está analizando que con las pantallas fluorescentes por sí solas, cuyas imágenes son tenues. El XRII requiere dosis absorbidas más bajas debido a una conversión más eficiente de los cuantos de rayos X a luz visible. Este dispositivo se introdujo originalmente en 1948. ^{[ 1 ]}

La función principal de un intensificador de imagen es convertir los fotones de rayos X incidentes en fotones de luz con la intensidad suficiente para generar una imagen visible. Este proceso se lleva a cabo en varias etapas. La ventana de entrada, de forma convexa y fabricada en aluminio para minimizar la dispersión de los rayos X, tiene  un grosor de 1 mm. Una vez que los rayos X atraviesan la ventana de aluminio, inciden sobre un fósforo de entrada que los convierte en fotones de luz. El grosor del fósforo de entrada, que oscila entre 300 y 450 micrómetros, representa un equilibrio entre la eficiencia de absorción de los rayos X y la resolución espacial. Un fósforo de entrada más grueso presenta una mayor eficiencia de absorción, pero una menor resolución espacial, y viceversa. El yoduro de cesio activado con sodio se utiliza habitualmente debido a su mayor eficiencia de conversión, gracias a su elevado número atómico y coeficiente de atenuación másica , en comparación con el sulfuro de zinc-cadmio. El fósforo de entrada se dispone en pequeños tubos para permitir el paso de los fotones sin dispersión, lo que mejora la resolución espacial. ^{[ 2 ]} Los fotones de luz se convierten en electrones mediante un fotocátodo. El fotocátodo está compuesto de cesio y antimonio, lo que permite igualar los fotones producidos por el fósforo de entrada y, por lo tanto, maximizar la eficiencia en la producción de fotoelectrones. El fotocátodo tiene un espesor de 20  nm y una eficacia de absorción del 10 al 15 %. ^{[ 2 ]}

Una diferencia de potencial (25-35 kilovoltios) creada entre el ánodo y el fotocátodo acelera estos fotoelectrones, mientras que las lentes electrónicas enfocan el haz hasta el tamaño de la ventana de salida. Esta ventana suele estar hecha de sulfuro de zinc-cadmio activado con plata y convierte los electrones incidentes de nuevo en fotones de luz visible. ^{[ 2 ]} En los fósforos de entrada y salida, el número de fotones se multiplica por varios miles, lo que resulta en una gran ganancia de brillo. Esta ganancia hace que los intensificadores de imagen sean altamente sensibles a los rayos X, de modo que se pueden utilizar dosis relativamente bajas para procedimientos fluoroscópicos. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Los intensificadores de imagen de rayos X estuvieron disponibles a principios de la década de 1950 y se observaban a través de un microscopio. ^{[ 7 ]}

La visualización de la salida se realizaba mediante espejos y sistemas ópticos hasta la adaptación de los sistemas de televisión en la década de 1960. ^{[ 8 ]} Además, la salida podía capturarse en sistemas con una cámara de película de 100 mm que utilizaba salidas pulsadas de un tubo de rayos X similar a una exposición radiográfica normal; la diferencia radicaba en que la imagen, en lugar de un casete de pantalla de película, era la que se proporcionaba para que la película la registrara.

Las pantallas de entrada varían de 15 a 57  cm, siendo las de 23  cm, 33  cm y 40  cm algunas de las más comunes. Dentro de cada intensificador de imagen, el tamaño real del campo se puede cambiar mediante los voltajes aplicados a la óptica electrónica interna para lograr magnificación y reducir el tamaño de visualización. Por ejemplo, la pantalla de 23  cm, comúnmente utilizada en aplicaciones cardíacas, se puede configurar en formatos de 23, 17 y 13  cm. Dado que la pantalla de salida permanece fija en tamaño, la salida parece "magnificar" la imagen de entrada. La digitalización de alta velocidad con señal de vídeo analógica surgió a mediados de la década de 1970, y la fluoroscopia pulsada se desarrolló a mediados de la década de 1980, aprovechando los tubos de rayos X de conmutación rápida de baja dosis. A finales de la década de 1990, los intensificadores de imagen comenzaron a ser reemplazados por detectores de panel plano (FPD) en los equipos de fluoroscopia, lo que supuso una competencia para los intensificadores de imagen. ^{[ 9 ]}

Las máquinas de fluoroscopia móviles con "arco en C" a menudo se denominan coloquialmente intensificadores de imagen (o II), ^{[ 10 ]} sin embargo, estrictamente hablando, el intensificador de imagen es solo una parte de la máquina (a saber, el detector).

La fluoroscopia, que utiliza un equipo de rayos X con un intensificador de imagen, tiene aplicaciones en muchas áreas de la medicina. Permite visualizar imágenes en tiempo real, lo que posibilita la cirugía guiada por imágenes . Entre sus usos más comunes se encuentran la ortopedia , la gastroenterología y la cardiología . ^{[ 11 ]} Algunas aplicaciones menos comunes incluyen la odontología . ^{[ 12 ]}

Configuraciones

Un sistema que contiene un intensificador de imagen puede utilizarse como equipo fijo en una sala de exploración dedicada o como equipo móvil para su uso en un quirófano . Una unidad de fluoroscopia móvil generalmente consta de dos unidades: el generador de rayos X y el detector de imagen (II) en un brazo en C móvil, y una unidad de estación de trabajo independiente utilizada para almacenar y manipular las imágenes. ^{[ 13 ]} El paciente se coloca entre los dos brazos, normalmente sobre una camilla radiotransparente . Los sistemas fijos pueden tener un brazo en C montado en un pórtico de techo, con un área de control independiente. La mayoría de los sistemas dispuestos como brazos en C pueden tener el intensificador de imagen situado encima o debajo del paciente (con el tubo de rayos X debajo o encima, respectivamente), aunque algunos sistemas estáticos en la sala pueden tener orientaciones fijas. ^{[ 14 ]} Desde el punto de vista de la protección radiológica , el funcionamiento bajo la camilla (tubo de rayos X) es preferible, ya que reduce la cantidad de radiación dispersa sobre los operadores y trabajadores. ^{[ 15 ] [ 16 ]} También están disponibles arcos en C móviles más pequeños, "mini", que se utilizan principalmente para obtener imágenes de las extremidades, por ejemplo, para cirugías menores de la mano . ^{[ 17 ]}

• Detector de rayos X : instrumento que puede medir las propiedades de los rayos X. 
• Angiografía rotacional : técnica de imagen médica basada en rayos X,