IAEA International Atomic Energy Agency PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIODIAGNÓSTICO Y EN RADIOLOGÍA INTERVENCIONISTA – Control de calidad.

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1 IAEA International Atomic Energy Agency PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIODIAGNÓSTICO Y EN RADIOLOGÍA INTERVENCIONISTA – Control de calidad

2 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 2 Perspectiva general / Objetivos Descripción del test de control de calidad en: Exactitud, uniformidad, linealidad y ruido CT Resolución en bajo y alto contraste Sensibilidad en eje Z Alineamiento, exactitud en desplazamiento de la camilla Medida de la inclinación (angulación) del gantry Dosimetría

3 IAEA International Atomic Energy Agency tomógrafo TC Control de calidad

4 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 4 Parámetros físicos de la imagen TC Calidad de imagen Puede expresarse en términos de parámetros físicos tales como la uniformidad, linealidad, ruido, resolución espacial, resolución en bajo contraste Depende de las características tecnológicas del tomógrafo, los factores de exposición usados y las condiciones de visión de la imagen La calidad puede evaluarse midiendo cuantitativamente con maniquíes de test y por la presencia de artefactos Las medidas deberían hacerse periódicamente

5 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 5 Funcionamiento del tomógrafo: parámetros técnicos (I) Maniquíes de test Para propósitos de calibración y evaluación de las características de los tomógrafos TC, se usan maniquíes de forma humana estandarizada u objetos de test de una forma particular, tamaño y estructura,

6 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 6 Funcionamiento del tomógrafo: parámetros técnicos (II) Exactitud del número CT El número CT depende del voltaje del tubo, la filtración, del espesor del objeto El número CT del agua es por definición igual a 0 El número CT medido debería ser < ± 4 HU en la ROI central Linealidad del número CT Se refiere a la relación lineal entre el número CT calculado y el coeficiente de atenuación lineal de cada elemento del objeto Las desviaciones de la linealidad deberían ser < ± 5 HU Uniformidad del número CT Se refiere al hecho de que un número CT de cada píxel en la imagen de un objeto homogéneo debería ser el mismo en distintas regiones La diferencia en el número CT entre una región central y una periférica de un objeto de test homogéneo debería ser < 8 HU Las diferencias son debidas en mucho al endurecimiento del haz

7 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 7 Ruido Es la fluctuación estadística local (desviación típica) del número CT de una Región de Interés (ROI) homogénea Afecta fuertemente a la resolución en bajo contraste El ruido es por encima de todo dependiente de la dosis de radiación El ruido en la imagen debe medirse sobre un área de alrededor del 10% del área transversal del objeto de test Problema médico: obtener una imagen con un nivel de ruido aceptable manteniendo la dosis al paciente tan baja como sea razonablemente alcanzable Funcionamiento del tomógrafo: parámetros técnicos (III)

8 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 8 Funcionamiento del tomógrafo: parámetros técnicos (IV) Resolución espacial La resolución en alto contraste determina el tamaño mínimo de detalle visualizado en el plano del corte con un contraste > 10% – Se ve afectado por: – El algoritmo de reconstrucción – La anchura del detector – El espesor efectivo de corte – La distancia objeto -- detector – El tamaño de mancha focal del tubo de rayos X – El tamaño de la matriz

9 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 9 Funcionamiento del tomógrafo: parámetros técnicos (V) Resolución espacial La resolución en bajo contraste determina el tamaño del detalle que puede reproducirse visiblemente cuando solo hay una pequeña diferencia en densidad relativa con relación al área circundante – La resolución en bajo contraste se ve considerablemente limitada por el ruido. – El umbral de percepción en relación al contraste y al tamaño de detalle puede determinarse, por ejemplo, mediante una curva contraste-detalle.

10 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 10 Requisitos mínimos: tomógrafo TC (I) Ruido en la imagen La desviación típica de los números CT en una ROI central de 500 mm 2 para un maniquí de agua o tejido equivalente no debería variar en más del 20% del nivel base Valores del número CT La desviación típica de los números CT para un maniquí de agua o tejido equivalente y materiales de diferentes densidades debería ser <± 20 HU ó 5%. Uniformidad del número CT La desviación típica de los números CT en una ROI de 500 mm 2 para agua o material de tejido equivalente en el centro y en la periferia de los maniquíes < 1.5% del valor base

11 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 11 Requisitos mínimos: tomógrafo TC (II) Índice de dosis en tomografía computarizada (CTDI) El CTDI para un corte individual para cada filtro de conformación de haz disponible y para cada espesor de corte no debería desviarse más del ± 20% del nivel de base Espesor de corte irradiado La anchura a media altura (FWHM) del perfil de dosis no debería diferir más del ± 20% del nivel de base Resolución en alto contraste (resolución espacial) La FWHM de la función de dispersión puntual de un alfiler, o la función de respuesta de borde de un borde no debería diferir en más del ± 20% del nivel de base Resolución en bajo contraste Deberían verse en la imagen agujas de polistireno de 0.35 cm de diámetro insertadas en un maniquí corporal uniforme de agua

12 IAEA International Atomic Energy Agency Optimización de la protección en un tomógrafo TC Ruido Material de entrenamiento del OIEA sobre Protección Radiológica en radiodiagnóstico y en radiología intervencionista

13 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 13 Comportamiento en imagen (ruido) El ruido se evalúa generalmente usando maniquíes cilíndricos, bien rellenos de agua o fabricados con un material equivalente a tejido Una vez adquirida una imagen axial del maniquí, el ruido se obtiene de la desviación típica en el número CT en una región de interés (ROI) colocada centralmente dentro de la imagen

14 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 14 Comportamiento en imagen (ruido) Región de interés (ROI)

15 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 15 Comportamiento en imagen (ruido) Los niveles de base del ruido de deben obtenerse para varios protocolos de estudio tomográficos que sean de uso clínico, con el maniquí de control de calidad para medidas de rutina del ruido Para asegurar que las cifras de ruido son exactas y representativas, es esencial encontrar el valor medio para varios estudios (10 estudios)

16 IAEA International Atomic Energy Agency Optimización de la protección en un tomógrafo TC Uniformidad y linealidad TC Material de entrenamiento del OIEA sobre Protección Radiológica en radiodiagnóstico y en radiología intervencionista

17 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 17 Uniformidad del número CT La uniformidad del número CT puede evaluarse al mismo tiempo que se mide el ruido, colocando cuatro ROIs adicionales (N, E, S y O) en posiciones cerca del borde de la imagen de un maniquí uniforme El número medio CT se anota a continuación para las cuatro regiones y para la central Se calcula la desviación respecto del valor central Puede merecer la pena comprobar la uniformidad del número CT para campos de visión grandes

18 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 18 Uniformidad del número CT Imagen axial de un maniquí homogéneo

19 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 19 Uniformidad del número CT La linealidad del número CT se evalúa con un maniquí que contenga inserciones de diferentes materiales (que deberían cubrir un amplio margen de números CT) Un ejemplo de maniquí adecuado para usar en pruebas de aceptación es el Catphan (The Phantom Laboratory, Salem, NY), que contiene cuatro insertos con números CT desde aproximadamente -1000 HU hasta +1000 HU

20 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 20 Uniformidad del número CT

21 IAEA International Atomic Energy Agency Optimización de la protección en un tomógrafo TC Resolución en bajo y alto contraste Material de entrenamiento del OIEA sobre Protección Radiológica en radiodiagnóstico y en radiología intervencionista

22 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 22 Resolución en bajo contraste La resolución en bajo contraste (o detectabilidad en bajo contraste) se cita a menudo en la documentación de especificaciones, como el más pequeño objeto visible a un contraste dado para una dosis dada Dado que esta medida se refiere directamente al comportamiento en imagen, es un parámetro importante a verificar en pruebas de aceptación Deben adquirirse al menos 20 imágenes del inserto de bajo contraste (LCR) y ser vistas acto seguido por al menos 3 observadores, en condiciones óptimas de visión y obtener una media

23 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 23 Resolución en bajo contraste Imagen típica del inserto LCR del Catphan

24 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 24 Resolución espacial (alto contraste) La resolución se define como la frecuencia espacial (en pares de líneas/cm) a las que la modulación cae al 50%, 10% o 2% de la MTF Estas cifras se dan frecuentemente para más de un algoritmo de reconstrucción, ej., para barridos de resoluciones estándar y alta

25 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 25 Resolución espacial (alto contraste)

26 IAEA International Atomic Energy Agency Optimización de la protección en un tomógrafo TC Alineamiento

27 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 27 Alineamiento de las luces indicadoras con planos de corte, coronal y sagital Se pueden usar varios métodos para realizar estos tests Las técnicas descritas aquí son inmediatas de implantar y requieren poco equipamiento especializado de test

28 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 28 Concordancia entre luces interna y externa del plano de corte Usar una película envuelta en un sobre, recomendada para esta medida, aunque puede utilizarse también un trozo de papel o tarjeta La película envuelta se coloca plana sobre la mesa e iluminada por la luz externa del plano de corte Se marca en el sobre de la película la posición de la luz y se mueve la mesa automáticamente al plano de corte Si la distancia entre las luces interna y externa es correcta, la luz interna debe coincidir ahora con la marca del sobre de la película.

29 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 29 Coincidencia de las luces internas del plano de corte y el plano de corte Se dan pinchazos en un trozo de película de verificación de terapia (o similar) a lo largo de la línea de la luz interna del plano de corte, y se expone la película a un corte axial estrecho y se revela La coincidencia entre las perforaciones y la exposición del haz de rayos X indica alineamiento entre las luces internas y el plano de corte

30 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 30 Z X Pinchazos en la película en la posición de la luz del plano de corte Exposición del haz de rayos X Coincidencia de las luces internas del plano de corte y el plano de corte

31 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 31 Luces de los planos coronal y sagital Como marcador para realizar esta prueba puede usarse un objeto largo, estrecho, con un número CT alto respecto del aire, tal como la mina de un lápiz o un clip para papel estirado. El marcador se sujeta sobre la mesa del paciente y se alinea, usando las luces indicadoras, para que esté posicionado en el isocentro, paralelo al eje Z y perpendicular al plano de corte Si las luces indicadoras están alineadas exactamente a los planos coronal y sagital, el marcador debería aparecer como un punto a exactamente x = 0, y = 0, en la imagen axial.

32 IAEA International Atomic Energy Agency Optimización de la protección en un tomógrafo TC Exactitud del desplazamiento de la camilla Material de entrenamiento del OIEA sobre Protección Radiológica en radiodiagnóstico y en radiología intervencionista

33 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 33 Exactitud del desplazamiento de la camilla Puede usarse una regla o cinta métrica colocada a lo largo de la mesa, para comprobar que el grado de movimiento de la mesa indicado en el gantry concuerda con la distancia real movida Debe colocarse una carga de aproximadamente 70- 80 kg sobre la mesa para simular el paso del paciente El test debe realizarse dos veces: llevando la camilla desde y hacia el gantry

34 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 34 Evaluación de la exactitud del indicador de distancia Exactitud del desplazamiento de la camilla

35 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 35 Exactitud en el desplazamiento de la camilla en tomógrafos helicoidales En tomografía helicoidal, no es suficiente usar un test mecánico simple porque la distancia grafiada depende de la velocidad de la camilla y del software del tomógrafo Un método de evaluar la exactitud de la distancia grafiada es usar un objeto de test de perspex que contenga dos pequeños marcadores radioopacos, separados por una distancia fija (ej.:20 cm) El objeto de test se grafía en modo de radiografía de proyección de cortes (SPR) y se planifica un barrido helicoidal para comenzar en el primer marcador y finalizar a una distancia x del primer marcador Si el movimiento de la camilla es exacto durante el barrido helicoidal, los marcadores deben ser claramente vistos en las imágenes primera y última de la serie

36 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 36 Exactitud en el desplazamiento de la camilla en tomógrafos helicoidales

37 IAEA International Atomic Energy Agency Optimización de la protección en un tomógrafo TC Medida de la inclinación (angulación) del gantry Material de entrenamiento del OIEA sobre Protección Radiológica en radiodiagnóstico y en radiología intervencionista

38 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 38 Inclinación (angulación) del gantry La exactitud de la angulación del gantry (indicada en el equipo) puede evaluarse sujetando una película empaquetada en un sobre, en la mesa del paciente, en el extremo del lado del gantry La película debe sostenerse verticalmente (ej., pegándola a un bloque de perspex), para que esté paralela al plano sagital e interseque los planos de corte y coronal según ángulos rectos

39 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 39 Inclinación (angulación) del gantry Se hacen tres exposiciones axiales sobre la misma película: – Una para la máxima inclinación superior del gantry, – Una para la máxima inclinación inferior del gantry, – Una a 0º de inclinación del gantry Los tres planos de corte deben ser visibles en la película revelada Los ángulos  + y  - entre los planos de corte a la máxima inclinación relativa a la de 0º debe igualar los ángulos de inclinación mostrados en el gantry

40 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 40 Evaluación de la exactitud en la inclinación del gantry

41 IAEA International Atomic Energy Agency Optimización de la protección en un tomógrafo TC Dosimetría

42 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 42 Dosimetría – CTDI en aire El índice de dosis en tomografía computarizada (CTDI) en aire puede medirse usando una cámara de ionización de tipo “lápiz” de 10 cm, dividida en dos por el plano de corte en el isocentro, sujeta de la mesa del paciente La cámara de ionización puede sujetarse usando un estativo de laboratorio químico con mordaza, si no se dispone de un soporte adecuado

43 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 43 Cámara de ionización Mesa Dosimetría – CTDI en aire

44 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 44 Ejemplo de valores de CTDI en algunas unidades de TC FAD(mm): distancia foco—eje S (mm): espesor del corte ModelkVFADS n CTDI (mGy / mAs) Aire ponderado cabezacuerpo Siemens HIQ133700100.1950.161 (0.83)0.093 (0.48) Siemens Plus S120700100.1280.110 (0.86)0.062 (0.48) Siemens Plus S13770080.1610.082 (0.51) GE Pace120525100.3440.200 (0.58)0.094 (0.27) Philips LX120606100.2000.160 (0.80)0.081 (0.41)

45 IAEA 18: Optimización de la protección en un tomógrafo TC 45 Programa de control de calidad Ejemplo de programa de control de calidad en una unidad TC Parámetro físico Nivel ex- periencia Frequen- cia Priori- dad Nivel de actuación Ruido en imagen Adía/semAltaBase ± 20% B1 a*Alta*más cortes/parámetros Valores número CT Adía/semAlta agua: ± 10 HU Otros materiales ± 20 HU B1 a*Alta*más cortes/parámetros Uniformidad número CTB1 aAlta> ± 1.5% CTDIA1 aAltaBase ± 20% Espesor corte irradiadoB1 aAlta> ± 20% or 1 mm Espesor corte grafiadoB1 aMedia> ± 20% or 1 mm Resolución alto contrasteB1 aAltaBase ± 20%