Energía dual con eficiencia de dosis: el nuevo estándar en radiografías del tórax
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La solución a los inconvenientes de CXR sin necesidad de aumentar la dosis.
Las radiografías de tórax (CXR) son uno de los tipos de radiografías más difíciles de interpretar. La estructura densa del tórax comprende estructuras anatómicas subyacentes y sobrepuestas complejas y presenta la dificultad adicional del movimiento de los pulmones y del corazón. Lo ideal es que los radiólogos puedan ver imágenes separadas: una de tejidos blandos y otra de los huesos con el fin de obtener un diagnóstico más preciso.
Para lograr separar estas estructuras, los proveedores de imágenes médicas han explorado la tecnología de captura de imágenes de energía dual que toma dos imágenes radiográficas del paciente en sucesión rápida. Sin embargo, a pesar de sus beneficios, esa tecnología requiere aumentar la dosis de radiación. (Se necesitan dos exposiciones: una de rayos X tomada con energía relativamente más baja y otra tomada con una energía relativamente más alta.) Además, los proveedores de estos equipos han tenido dificultades para evitar los artefactos y problemas de registros causados por el movimiento del paciente (provocado por latidos del corazón y la respiración) entre la captura de las imágenes con alta y baja energía.
Afortunadamente, Carestream ha logrado patentar nuevos avances en la tecnología.Nuestro método de energía dual permite obtener imágenes de excelente calidad con exposiciones de entrada similares a las empleadas en los rayos X del tórax PA convencionales. Nuestro sistema innovador de imágenes con filtración diferencial sustrae las exposiciones de alta y baja energía obtenidas a gran velocidad para generar imágenes de los huesos y de los tejidos blandos: además, cuenta con corrección automática del movimiento del paciente. Creemos que la energía dual tiene la posibilidad de convertirse en la nueva técnica de referencia para las imágenes médicas del tórax.
Nuestro software de captura de imágenes con energía dual está diseñado con nuestro motor de procesamiento de imágenes Eclipse, el cual utiliza algoritmos sofisticados patentados para procesar las imágenes de manera automatizada y robusta y generar una calidad de imagen excepcional con una presentación coherente.
Más información para los radiólogos sin necesidad de aumentar la dosis
La tecnología de energía dual brinda a los radiólogos más información para el diagnóstico. Además, permite visualizar mejor las estructuras anatómicas subyacentes y sobrepuestas del paciente y detectar mejor aquellos rasgos sutiles que son difíciles de visualizar en las radiografías en 2D convencionales.
La energía dual aprovecha la diferencia en las propiedades de absorción que dependen de la energía de los huesos y de los tejidos blandos en la anatomía humana. Al capturar dos imágenes radiográficas de un paciente en sucesión rápida, la primera con exposición a rayos X de energía relativamente baja y la segunda a una energía relativamente más alta, es posible obtener matemáticamente una imagen solamente de tejidos blandos sin la estructura ósea y la imagen correspondiente solo de los huesos [1], pero la dosis es la misma que en una radiografía del tórax convencional debido a que cuenta con el diseño de filtración diferencial innovador. Lo cual permite a los radiólogos sustraer o destacar estructuras. Por ejemplo, un radiólogo puede destacar los huesos para ver una fractura en una costilla que de otra manera podría haber pasado inadvertida. Por otro lado, puede sustraer los huesos de la imagen para ver las estructuras anatómicas subyacentes.
“Con el fin de tener energía dual eficaz, es necesario separar los haces de alta y baja energía con precisión para no tener que aumentar la dosis. La tecnología también debe poder intercambiar muy rápidamente las dos exposiciones. Si transcurre demasiado tiempo entre la obtención de las dos imágenes, el paciente va a respirar o se va a mover”, explica el Dr. Narinder Paul, BM, MRCP (UK), FRCR (UK), FRCPC, profesor de Radiología Cardiotorácica, director del departamento de Radiología de Western University; científico de los institutos de investigación Robarts and Lawson Research Institutes. (2)
El software con energía dual está disponible para la compra como un componente opcional para el sistema DRX-Evolution Plus de Carestream.
Aplicaciones para energía dual
En la documentación científica se han publicado varios estudios sobre las ventajas de las imágenes con energía dual para el diagnóstico, especialmente en el caso de las radiografías del tórax. Por ejemplo, esta sensibilidad para detectar anomalías en los pulmones se ha mejorado porque algunos rasgos que suelen ser difíciles de visualizar en las radiografías del tórax convencionales se tornan más visibles cuando se sustraen las estructuras de las costillas subyacentes (3,4).
Las imágenes médicas de energía dual permite cuantificar ciertas propiedades materiales con mayor precisión, lo que aumenta su especificidad. Por ejemplo, los nódulos calcificados de los pulmones se muestran con mayor prominencia en imágenes en que solo se ven los huesos, lo cual suele ser indicativo de que la lesión es benigna. En otros artículos científicos se informa que las radiografías de tejidos blandos obtenidas con energía dual en general son más sensibles para detectar infecciones consolidadas, anomalías compatibles con una neumopatía intersticial, o calcificación aórtica o traqueal. La energía dual también permite examinar ciertas anomalías óseas que pueden confundirse con enfermedades, como las enostosis, los osteófitos costocondrales o las fracturas de costillas en proceso de consolidación, las que podrían confundirse con nódulos pulmonares.
El Dr. Paul señala que “como radiólogo torácico cardíaco, veo dos posibles aplicaciones para la energía dual. Una consiste en sustraer las estructuras óseas superpuestas para poder ver los nódulos o las estructuras pulmonares subyacentes obstruidas por los huesos. La segunda es poder destacar las estructuras óseas. Si llega alguien con un traumatismo, yo podría detectar fracturas de costilla que posiblemente no advertiría con una imagen convencional”.
Innovación en la captura de imágenes médicas de Carestream
¿Cómo logró Carestream este avance en la obtención de imágenes?
Actualmente, todos los sistemas de radiografía digital que ofrecen energía dual disponibles en el mercado (salvo los de Carestream) utilizan una técnica de filtración fija, Significa que el filtro del haz de rayos X permanece constante durante el examen y solo se ajusta el kilovoltaje (kV) entre las exposiciones de alta y baja energía.
A diferencia de este método, la tecnología de energía dual de Carestream utiliza una técnica que consiste en interponer diferentes materiales (filtros) en la trayectoria de los haces de rayos X de alta y baja energía para dar una forma (diferencialmente) óptima a los espectros de rayos X (5). Como resultado, el método de energía dual de Carestream produce imágenes de excelente calidad con exposiciones de entrada parecidas a las radiografías del tórax PA convencionales.
Resumen
El método de sustracción de energía dual de Carestream utiliza filtración diferencial para obtener imágenes de energía dual de alta calidad que se capturan con una exposición de entrada similar a la de las radiografías del tórax PA convencionales. Asimismo, los estudios clínicos han demostrado que el software de compensación de movimiento de Carestream es eficaz para disminuir los artefactos causados por el movimiento provocado por la respiración del paciente.
Uno de los objetivos universales de la radiografía digital es obtener la mayor cantidad de información con la menor dosis posible. Nuestra energía dual es una de nuestras innovaciones más recientes, la cual ofrece una imagen de calidad superior para visualizar mejor las enfermedades ocultas y una eficiencia en la dosis mejorada. Es una de varias aplicaciones de imágenes avanzadas que presentamos en el mercado: aprovechar las tecnologías para obtener imágenes con mayor rapidez.
El Dr. Xiaohui (Ed) Wang es el director de Sistemas de Radiología, I+D y Plataformas en Carestream Health. Tiene 26 años de experiencia en investigación y desarrollo de sistemas de imágenes médicas, los cuales incluyen radiografía digital y tomografía computada.
Referencias:
1. “Development and characterization of a dual-energy subtraction imaging system for chest radiography based on CsI:Tl amorphous silicon flat-panel technology, “ John M. Sabol; Gopal B. Avinash; Francois Nicolas; Bernhard E. H. Claus; Jianguo Zhao; James T. Dobbins III, Proceedings Medical Imaging 2001: Physics of Medical Imaging, vol 4320.
2. Entrevista de YouTube con el Dr. Paul. El Dr. Paul es integrante del consejo asesor de Carestream. https://youtu.be/XdP7ZOxLuqk
3. “Dual-energy subtraction chest radiography: what to look for beyond calcified nodules,” Kuhlman JE1, Collins J, Brooks GN, Yandow DR, Broderick LS, Radiographics, 2006, 26(1).
4. “Dual-energy chest radiography with a flat-panel digital detector: revealing calcified chest abnormalities,” Fischbach F, Freund T, Röttgen R, Engert U, Felix R, Ricke J, American Journal of Roentgenology, 2003, 181(6).
5. “Optimization of image acquisition techniques for dual-energy imaging of the chest,” Shkumat NA, Siewerdsen JH, Dhanantwari AC, Williams DB, Richard S, Paul NS, Yorkston J, Van Metter R, Med Phys. 2007, 34(10).
