Intensificador de imagem de raios-X - X-ray image intensifier

Um intensificador de imagem de raio X (XRII) é um intensificador de imagem que converte os raios X em luz visível em maior intensidade do que as telas fluorescentes mais tradicionais . Esses intensificadores são usados ​​em sistemas de imagem de raios-X (como fluoroscópios ) para permitir que os raios-X de baixa intensidade sejam convertidos em uma saída de luz visível convenientemente brilhante . O dispositivo contém uma janela de entrada de baixa absorção / dispersão, normalmente alumínio, tela fluorescente de entrada, fotocátodo, óptica de elétrons, tela fluorescente de saída e janela de saída. Essas peças são todas montadas em um ambiente de alto vácuo dentro de vidro ou, mais recentemente, metal / cerâmica. Por seu efeito intensificador , permite ao observador ver mais facilmente a estrutura do objeto que está sendo visualizado do que apenas telas fluorescentes, cujas imagens são escuras. O XRII requer doses absorvidas mais baixas devido à conversão mais eficiente dos quanta de raios-X em luz visível. Este dispositivo foi originalmente introduzido em 1948.

Operação

Esquema de um intensificador de imagem de raios-X

A função geral de um intensificador de imagem é converter fótons de raios X incidentes em fótons de luz de intensidade suficiente para fornecer uma imagem visível. Isso ocorre em várias etapas. O primeiro é a conversão de fótons de raios-X em fótons de luz pelo fósforo de entrada . Iodeto de césio ativado de sódio é normalmente usado devido à sua alta eficiência de conversão graças ao alto número atômico e coeficiente de atenuação de massa . Os fótons de luz são então convertidos em elétrons por um fotocátodo. Uma diferença de potencial (25-35 quilovolts) criada entre o ânodo e o fotocátodo acelera esses fotoelétrons enquanto as lentes de elétrons focalizam o feixe até o tamanho da janela de saída. A janela de saída é normalmente feita de sulfeto de zinco-cádmio ativado pela prata e converte elétrons incidentes de volta em fótons de luz visível. Nos fósforos de entrada e saída, o número de fótons é multiplicado por vários milhares, de modo que no geral há um grande ganho de brilho. Esse ganho torna os intensificadores de imagem altamente sensíveis aos raios X, de forma que doses relativamente baixas podem ser usadas para procedimentos fluoroscópicos.

História

Intensificadores de imagem de raios-X tornaram-se disponíveis no início dos anos 1950 e eram vistos através de um microscópio.

A visualização da saída era por meio de espelhos e sistemas óticos até a adaptação dos sistemas de televisão na década de 1960. Além disso, a saída foi capaz de ser capturada em sistemas com uma câmera de filme cortado de 100 mm usando saídas pulsadas de um tubo de raios-X semelhante a uma exposição radiográfica normal; a diferença sendo o II, em vez de um cassete de tela de filme, forneceu a imagem para o filme gravar.

As telas de entrada variam de 15 a 57 cm, sendo as de 23 cm, 33 cm e 40 cm as mais comuns. Dentro de cada intensificador de imagem, o tamanho real do campo pode ser alterado usando as tensões aplicadas à ótica eletrônica interna para obter ampliação e tamanho de visualização reduzido. Por exemplo, os 23 cm comumente usados ​​em aplicações cardíacas podem ser configurados para um formato de 23, 17 e 13 cm. Como o tamanho da tela de saída permanece fixo, a saída parece "ampliar" a imagem de entrada. A digitalização de alta velocidade com sinal de vídeo analógico surgiu em meados da década de 1970, com a fluoroscopia pulsada desenvolvida em meados da década de 1980, aproveitando tubos de raios-X de comutação rápida de baixa dosagem. No final da década de 1990, os intensificadores de imagem começaram a ser substituídos por detectores de tela plana (FPDs) em máquinas de fluoroscopia, competindo com os intensificadores de imagem.

Aplicações clínicas

As máquinas de fluoroscopia móvel de "braço C" são frequentemente referidas coloquialmente como intensificadores de imagem (ou IIs), no entanto, estritamente falando, o intensificador de imagem é apenas uma parte da máquina (ou seja, o detector).

A fluoroscopia, por meio de aparelho de raios X com intensificador de imagens, tem aplicações em diversas áreas da medicina. A fluoroscopia permite que imagens ao vivo sejam visualizadas, de forma que a cirurgia guiada por imagem seja viável. Os usos comuns incluem ortopedia , gastroenterologia e cardiologia . Aplicações menos comuns podem incluir odontologia .

Configurações

Braço C de uma unidade móvel de raios-X contendo um intensificador de imagem (topo)

Um sistema contendo um intensificador de imagem pode ser usado como uma peça fixa do equipamento em uma sala de projeção dedicada ou como equipamento móvel para uso em uma sala de cirurgia . Uma unidade de fluoroscopia móvel geralmente consiste em duas unidades, o gerador de raios X e o detector de imagem (II) em um braço C móvel e uma unidade de estação de trabalho separada usada para armazenar e manipular as imagens. O paciente é posicionado entre os dois braços, geralmente em uma cama radiotransparente . Os sistemas fixos podem ter um braço C montado em um pórtico de teto, com uma área de controle separada. A maioria dos sistemas dispostos como braços em c pode ter o intensificador de imagem posicionado acima ou abaixo do paciente (com o tubo de raios X abaixo ou acima, respectivamente), embora alguns sistemas estáticos em sala possam ter orientações fixas. Do ponto de vista da proteção contra radiação , a operação embaixo da mesa (tubo de raios X) é preferível, pois reduz a quantidade de radiação espalhada nos operadores e trabalhadores. Também estão disponíveis "mini" braços c móveis menores, usados ​​principalmente para imagens de extremidades, por exemplo, para pequenas cirurgias de mão .

Detectores de tela plana

Detectores planos são uma alternativa aos intensificadores de imagem. As vantagens dessa tecnologia incluem: menor dose do paciente e aumento da qualidade da imagem, pois os raios X são sempre pulsados ​​e não há deterioração da qualidade da imagem com o passar do tempo. Apesar de a DPF ter um custo mais elevado do que os sistemas II / TV, as mudanças notáveis ​​no tamanho físico e na acessibilidade dos pacientes valem a pena, principalmente quando se trata de pacientes pediátricos.

Comparação de recursos de sistemas II / TV e FPD

Característica Tela plana digital Convencional II / TV
Gama dinâmica Largo, cerca de 5.000: 1 Limitado pela TV, cerca de 500: 1
Distorção geométrica Nenhum Almofada de alfinetes e 'S-distorção
Tamanho do detector (volume) Perfil fino Volumoso, significativo com grande FOV
FOV da área da imagem 41 x 41 cm 40cm de diâmetro (25% menos área)
Qualidade da imagem Melhor em altas doses Melhor em dose baixa

Veja também

Referências