parte 5b manejo de la dosis al paciente
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OIEA Material de Entrenamiento PROTECCI ÓN RADIOLÓGICA EN CARDIOLOGÍA. Parte 5b Manejo de la Dosis al Paciente. Factores relacionados al procedimiento Posicionamiento del receptor de imagen y la fuente de rayos X, relativa al paciente Orientación del haz y movimiento Colimación - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Parte 5b
Manejo de la Dosis al Paciente
OIEA Material de Entrenamiento
PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN CARDIOLOGÍA
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 2
Factores que afectan la radiación al paciente
• Factores relacionados al procedimiento̶� Posicionamiento del receptor de imagen y la
fuente de rayos X, relativa al paciente̶� Orientación del haz y movimiento̶� Colimación̶� Modo de adquisición y fluoroscopia̶� Tasa de pulsos de fluoroscopia̶� Tasa de cuadros de adquisición̶� Tiempo total de fluoroscopia̶� Tiempo total adquisición
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Posicionamiento del receptorde imagen y la fuente de rayos X,
relativa al paciente
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El haz entrante al paciente es del orden de 100 veces mas intenso que el saliente
Solamente un porcentaje muy pequeño (del orden de ~1%) lo atraviesa para crear la imagen.
Reproducido con permiso de Wagner LK y Archer BR. Minimizing Risks from Fluoroscopic Radiation, R. M. Partnership, Houston, TX 2004.
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La intensidad de los rayos X decrece rápidamente con la distancia a la fuente; por el contrario, la intensidad aumenta rápidamente con la cercanía a la fuente.
Ley del inverso del cuadrado
1 unidad de intensidad
4 unidadesde intensidad16 unidades
de intensidad64 unidadesde intensidad
70 cm
35 cm17.5 cm
8.8 cm
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Receptor de imagen se comunica con el generador de rayos X → modula la producción de rayos X para lograr la penetración del sujeto apropiado por el haz de rayos X y el brillo de la imagen
Manejo de imagen y display
Transformador de alto voltaje
Controles primarios
Controles del operador
Operador
PedalEstabilizador eléctrico
Control automático de dosis
Controlador de energía
Receptor de imagen
Tubo de rayos X
Paciente
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Manteniendo todas otras condiciones sin cambio, acercando el receptor de imagen al paciente reduce la tasa de la radiación a la salida del tubo y por lo tanto reduce la tasa de dosis en la piel.
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004
4 unidades de intensidad
Receptorde
imagen
Receptorde
imagen
Receptorde
imagen
2 unidades de intensidad
Ley del inverso del cuadrado (1)
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 8
4 unidades de intensidad
Receptorde
imagen
Receptorde
imagen
Receptorde
imagen
2 unidades de intensidad
Ley del inverso del cuadrado (1)
Lección: Mantener el intensificador de imagen lo mas cerca del paciente según lo permita el procedimiento
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Distancia entre paciente y detector
1er posición: Larga distancia entre el paciente y el detector
2da posición: Poca distancia entre la paciente y el detector = baja dosis
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Manteniendo todas otras condiciones sin cambio, acercando o alejando al paciente respecto al tubo de rayos X puede significativamente afectar la tasa de dosis en la piel
Lección: Mantener el tubo de rayos X a una distancia máxima practicable del paciente
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004.
16 unidades de intensidad64 unidades
de intensidad
4 unidades de intensidad
2 unidadesde intensidad
Ley del inverso del cuadrado (2)
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Distancia entre la paciente y el fuente de rayos X
La intensidad o la dosis de la radiación emitido por el fuente del haz del rayos X disminuye con el cuadrado de su distancia a la fuente.
Dosis ¼: Si la distancia se duplica, cambia la dosis por un factor de 1/ (2 2 ).
Dosis 1/9: Si la distancia se triplica, cambia la dosis por un factor de 1 /(3 2).
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Operador alto vs pequeño: ¿Consecuencia a la dosis al paciente?
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Orientación del haz
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 14
El posicionamiento de la anatomía de interés en el isocentro permite una fácil reorientación del brazo arco en C, perohabitualmente fija la distancia de lafuente a la piel impidiendo cualquier posibilidad del cambio de la distancia fuente-piel.
Isocentro
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Cuando se utiliza la técnica de isocentro, debe ubicarse el intensificador deimagen lo mascerca del paciente, como sea posible para ese procedimiento, para limitar la tasa de dosis de entrada a la superficie de la piel.
Isocentro
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Lección: Reorientar el haz distribuye la dosis en otras áreas de la piel, y reduce riesgo en una sola zona
Orientación del haz
Esto es de especial importancia en angioplastia coronaria crónica de oclusión total
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Lección: Reorientar el haz en pequeños incrementos puede llevar a tener áreas con superposición en los projecciones del haz generando gran acumulación de dosis en esas áreas (área roja). Buena colimación puede reducir este efecto.
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004.
Overlap areas in beam re-orientation
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Conclusión:La orientación del haz es usualmente determinada y fijada según las necesidades clínicas. Reorientando el haz de forma practica a nuevas áreas de piel puede reducir el riesgo en piel. Áreas de superposición que permanecen después de la reorientación tienen un gran riesgo todavia que puede ser reducido con buena colimación.
Orientación del haz
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Modos de imagen
Fluoroscopia, (cine) adquisición,
angiografía substracción digital
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Influencia de modos de operación:de fluoroscopia de baja a cine, tasa de dosis secundaria puede aumentar en un factor de 10-15
Fluoroscopia vs. Adquisición por cine
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Efecto del exposición en la calidad de imagen
Calidad de imagenRuido alto
Alta exposición
Muy bienÓptima
Baja exposición
Grado de exposición del receptor de imagen
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¿Cual imagen es FLUOROSCOPÍA ,cual es ADQUISICIÓN?
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Dosis de radiación
Calidad de imagen
Mejor calidad de imagen con mayor dosis de radiación llegando al receptor de imagen.
A cambio de: Mayor dosis al paciente!!
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ALARA: As low as reasonably achievable
Tan bajo como sea posibleNo hay límite de seguridad conocido dela magnitud de la exposición a la radiación.
Pacientes
Personal profesional
Medicos
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Siemens Axiom ArtisCine normal 20 cm PMMA
177 Gy/cuadro (entrada PMMA)
Siemens Axiom Artis, Fluoro baja dosis
20 cm PMMA13 Gy/cuadro (entrada
PMMA)
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Establezca el modo predeterminado de fluoroscopia a BAJA
La dosis más baja de entrada necesarios para generar una imagen ÚTIL
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Duración de fluoroscopia / Adquisición por cine
Es importante tener en cuenta: la DURACIÓN de fluoroscopia
fluoroscopia × 10-15 sec ~ cine × 1 sec
Influencia de modos de operación:de fluoroscopia de baja a modo de cine tasa de dosis secundaria puede aumentar en un factor de 10-15
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Substracción digital de imagen (DSA)
• Se obtiene al restar una imagen de otra; de forma electrónica elimina información que es idéntica en 2 imágenes
• Substracción acentúa el ruido en las imágenes; este efecto es contrarrestado adquiriendo cada imagen en una tasa de dosis significativamente mayor (hasta 20x)
• Por lo general, los estudios que usan DSA utilizan una gran cantidad de dosis agregada que aquellos en que no
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Fluoroscopía pulsada
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente
Antecedentes:
La imagen dinámica capta muchas imágenes fijas cada segundo y muestra estas imágenes fijas en el marco de la sucesión en tiempo real para producir la percepción de movimiento. Cómo estas imágenes son capturadas y visualizadas, se puede manipular para gestionar tanto la tasa de dosis para el paciente y la calidad de imagen dinámica. Captura de imagen estándar muestra 25 a 30 imágenes por segundo.
Fluoroscopía pulsada
30
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Video clip:“LA AMI PTCA5” AVI file
Cada serie de angiografía consiste en múltiples imágenes sacadas en sucesiones rápidas
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30 imágenes in 1 segundo
Rayos X
En una fluoroscopia convencional de haz continuo existe una apariencia inherente borrosa del movimiento debido que el tiempo de exposición de cada imagen tarda 1/30avo de segundo a 30 cuadros por segundo.
Flujo continua de rayos X produce imágenes borrosas en cada cuadro
Imágenes
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Fluoroscopia continua
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Cada pulso de rayos X que se muestra arriba, tiene una intensidad mayor que el modo continuo, pero tarda solamente 1/100avo de segundo; no se emiten rayos X entre pulsos; la dosis al paciente es la misma que la continua
Imágenes
La fluoroscopia pulsada produce una clara aparición del movimiento debido a que cada una de las 30 imágenes p/segundo es capturada en el pulso o toma instantánea (p.ej., 1/100avo de segundo).
Rayos X
30 imágenes 1 segundo
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Fluoroscopia pulsada, sin reducción de dosis
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Los rayos X son producidos durante pequeñas porciones de tiempo. Mientras más estrecho el pulso, más nítida la imagen.
Fluoroscopia pulsada
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Controles de imágenes pulsadas:Mostrando 25 – 30 cuadros de imágenes por segundo es habitualmente adecuado para una transición de cuadro a cuadro para que parezca un movimiento suave (sin saltos). Esto es importante para el cine o la televisión comercial, pero no necesariamente se requiere para un procedimiento médico. Se pueden manejar la frecuencia de cuadros para obtener grandes reducciones de dosis acumulada.
Fluoroscopia pulsada
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Clara apariencia de un movimiento capturando a 15 imágenes por segundo en modo pulsado. Dosis por pulso es la misma, pero solo la mitad de los pulsos se usaron, por lo tanto la dosis es reducida en un 50%. La apariencia de imágenes es ligeramente a saltos ya que solo se muestra la mitad de las imágenes por segundo
Imágenes
Rayos X
15 imágenes en 1 segundo
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Fluoroscopia pulsada, reducción de dosis a 15 pulsos p/seg.
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Fluoroscopia pulsada a 7.5 imágenes por segundo con solamente 25% de la dosis
Imágenes
Rayos X
Promedio 7.5 imágenes en 1 segundo
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Fluoroscopia pulsada, la reducción de dosis a 7.5 pulsos p/seg.
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La dosis por pulso se incrementa debido a que la intensidad y la
duración del pulso se incrementan. Dosis total incrementada.
Imágenes
Rayos X
15 imágenes en 1 segundo
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Fluoroscopia pulsada, incremento dosis a 15 pulsos p/segundo
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Lección
La fluoroscopia pulsada variable es una herramienta muy importante para el manejo de la dosis a los pacientes, pero el efecto real sobre la dosis puede ser que los niveles de dosis se aumenten, se reduzcan o se mantengan.
El efecto real debe ser determinado y medido por un físico cualificado (físico medico) para que esta fluoroscopia pulsada variable sea utilizada apropiadamente.
Fluoroscopia pulsada variable
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Colimación
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Colimación
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente
Algo sobre colimación
¿Cómo influye la colimación?La colimación limita el haz de rayos X al área que selecciona el operador.
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Algo sobre colimación
¿Por qué es beneficioso reducir el campo de visión (FOV)?
1. Reduce el riesgo del efecto estocástico al paciente, al reducir el volumen irradiado
2. Reduce la radiación dispersa al receptor de imagen, mejorando el contraste de la imagen
3. Reduce el campo de radiación ambiental y por lo tanto la exposición del personal en la sala
4. Reduce la posibilidad de que se solapen los haces al cambiar la proyección el haz
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Rayos X
Radiación Dispersa
Dos efectos no deseados:1. Fuente predominante de la exposición a las radiaciones del
personal del laboratorio;
Radiación dispersa (scattered radiation)
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Reducción del contraste de la ímagen debido a la radiación dispersa
Radiación dispersa (scattered radiation)
Dos efectos no deseados:2. La radiación dispersa que sigue hacia adelante y alcanza el
receptor de imagen, disminuye la calidad de imagen
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Colimación: Mejora en el contraste al reducir el tamaño del haz
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LecciónReorientando el haz en pequeños incrementos puede dejar un área solapada por esas proyecciones, resultando en una gran acumulación en áreas solapadas (área roja en la diapositiva). Una buena colimación puede reducir este efecto.
Factores físicos y el desafío del control de la radiación
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Colimación
Lo que la colimación no hacees reducir la dosis en la porción expuesta de la piel del paciente
En efecto, la dosis en el punto de entrada de la piel se incrementa a veces en un factor de 50% o similar, dependiendo de las condiciones y del control automático del equipo
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 49
• Factores relacionados al equipo̶� Capacidad de movimiento del arco en C, fuente
de rayos X, receptor de imagen̶� Tamaño de campo̶� Posición del colimador̶� Filtración de haz̶� Tasa de fluoroscopia pulsada y tasa de cuadros
de adquisición̶� Tasa de dosis de fluoroscopia y adquisición̶� Control de tasa de dosis automático incluyendo
opciones de manejo de energía del̶� Espectro de energía de los rayos X̶� Filtros de imagen del software̶� Mantenimiento preventivo y calibración̶� Control de calidad
Factores que afectan la radiación al paciente
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 50
Manejo de imagen y display Receptor de imagen
Tubo de rayos X
Transformador de alto voltaje
Controlador de energía
Controles primarios
Controles del operador
Paciente
Operador
Pedal
Estabilizador eléctrico
Control automático de dosis
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Receptor de imagen se comunica con el generador de rayos X → modula la producción de rayos X para lograr la penetración del sujeto apropiado por el haz de rayos X y el brillo de la imagen
Manejo de imagen y display Receptor de imagen
Tubo de rayos X
Transformador de alto voltajeControles primarios
Controles del operador
Paciente
Operador
Pedal
Controlador de energía
Estabilizador eléctrico
Control automático de dosis
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Tamaño de campo Receptor de imagen
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Selección del equipo
Equipos de angiografía con diferentes tamaños de campo FOV (Field of View)
• Intensificador de imagen específico para cardiología (menor FOV, 23-25 cm) es más eficiente en cuanto a dosis que los sistemas combinados (mayor FOV)
• El intensificador de imagen más grande limita la capacidad de angular el haz (dificultad de obtener angulación sagital profunda)
23 cm.
32 cm.
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La tasa de dosis depende del modo en que está el receptor de imagen: tamaño de campo activo o modo de magnificación
En general, la tasa de dosis a menudo AUMENTA a medida que la magnificación de la imagen aumenta
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 55
Tamaño de campo activo en intensificador de imagen
Dosis relativa de entrada al paciente
32 cm 100
22 cm 200
16 cm 300
11 cm 400
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• Como varía la tasa de dosis con los diferentes tamaños de campo depende del diseño del equipo y debe ser verificado por un físico médico para incorporar adecuadamente su uso en los procedimientos
• Una regla es usar la menor magnificación necesaria para el procedimiento, pero no es aplicable para todos los equipos
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Energía del haz, filtro & kVp
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Contraste de imagen
No se genera objeto en la imagen
Se genera objeto en la imagen
Se genera la silueta del objeto, sin detalles internos
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Efecto de la penetración del haz de rayos X sobre el contraste penetración del cuerpo, y la dosis
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente
Energía del haz
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Photon Energy (keV)
Rel
ativ
e in
ten
sity
En general, cada sistema de rayos X produce un rango de energías.Mayor energía de los fotones mayor penetración de los tejidos.
Rayos X baja energíaalto contraste pero gran dosis en piel
Rayos X energía mediaalto contraste para yodo y dosis en piel moderada
Rayos de alta energíabajo contraste y poca dosis en piel
60
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente
Energía del hazEl objetivo es conformar el espectro de energía del haz para el mejor contraste en la dosis más baja. Un espectro de mejora de la filtración con 0.2 mm de cobre está representado por los guiones:
Los rayos X de energía media son retenidos para lograr mejor calidad de imagen y dosis
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Photon Energy (keV)
Rel
ativ
e in
ten
sity
Bajo contraste, alta energía de los rayos X son reducidos por más bajo kVp
La filtración reduce los rayos X de baja energía y pobre penetración
Inte
nsi
dad
rel
ativ
a
Energía de foton
61
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente
kVp (peak kilo Volt)
Energía del hazLos controles de kVp son generalmente ajustados por el sistema de acuerdo al tamaño del paciente y a las necesidades de la imagen
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Photon Energy (keV)
Rel
ativ
e in
ten
sity
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004.
Inte
nsi
dad
rel
ativ
a
Energía de foton
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IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 63
Comparación del espectro de la energía del foton producido a diferentes valores de kVp
(de “The Physical Principles of Medical Imagings, 2Ed”, Perry Sprawls)
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente
Energía del haz - La filtración controla la parte de baja energía del espectro. Algunos sistemas tienen un filtro fijo no ajustable; otros un juego de filtros para diferentes requerimientos de la imagen
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Photon Energy (keV)
Rel
ativ
e in
ten
sity
Diseño de equipamiento fluoroscópico para un control apropiado de la radiación
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004.
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IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 65
Filtro
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente
Filtros
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Photon Energy (keV)
Rel
ativ
e in
ten
sity
Espectro de energía del haz, antes y después de filtración de 0.2 mm de Cu. Tenga en cuenta la reducción en la intensidad y el cambio en las energías. Para recuperar la intensidad la corriente debe aumentar, lo que requiere tubo de rayos X especial.
Filtración – posible desventaja
Ventaja puede reducir la dosis en piel en un factor de > 2.
Desventaja reduce la intensidad total del haz por lo que necesita un tubo de rayos X que aguante trabajo pesado para producir radiación suficiente para penetrar los filtros y paciente
66
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente
Si los filtros reducen la intensidad en exceso, la calidad de imagen se ve comprometida, por lo general en forma de aumento de desenfoque, aumento de movimiento o moteado cuántico excesivo (ruido de la imagen).
Lección: Para utilizar los filtros de manera óptima, los sistemas deben ser diseñados para producir intensidades de haz adecuado con opciones de filtro variable que dependerá del tamaño del paciente y la función de las imágenes.
Filtración – desventaja potencial
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IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 68
2 µR por cuadro 15 µR por cuadro 24 µR por cuadro
Dosis vs. ruido
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 69
0.25
2
6
10
14
Detector Dose [GY/s]
0.2 mm Cu-eq MRC
0.5 mm Cu-eq MRC
No Cu-eq Conventional
0.5 0.75 1
-50%
Same image quality
30cm water
Patient Dose[cGY/min]
Significante reducción de dosis al paciente manteniendo calidad de imagen al mismo nivel
Dosis eficiente y manejo de la calidad de imagen
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Procedimientos multiples
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Planificación del procedimiento
• Coronariografía diagnostica PTCA̶� ¿Mismo día?̶� ¿Otro día?
• PTCA de varios vasos̶� ¿Tratar todas las lesiones en un mismo
procedimiento?̶� ¿PTCA por partes?
• Restenosis, repetir procedimiento
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 72
“Fraccionar la dosis” en cardiología intervencional
• Reduce riesgo deterministicos̶� Pensarlo similar al riesgo de nefropatía por
el medio de contraste
• No tiene impacto importante en riesgo estocástico ( efecto acumulativo dosis)
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 73
Dosis
Efe
cto
Efectos deterministicos
CatarataInfertilidadEritema
Depilación
CáncerGenéticoProb dosis
Estocástico
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Rayos X
Radiación Dispersa
Las medidas para reducir la dosis al paciente también reducen la dosis al personal
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Responder: Verdadero o Falso
1. Cuanto mayor sea el kVp, mayor es la energía de los fotones de rayos X, y el contraste en la imagen de rayos X.
2. Para la adquisición en angiografía con intensificador de imagen, siempre es mejor utilizar mayor magnificación, porque se pueden visualizar más detalles.
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 76
3. Para evitar daño físico a los pacientes, y para facilitar el movimiento del brazo-C, es recomendable mantener el receptor de imagen lo más lejos del paciente como sea posible.
4. Para un paciente con enfermedad a tres vasos. Realizar la angioplastias en un solo procedimiento aumenta el riesgo de daños por efectos deterministicos de radiación
Responder: Verdadero o Falso
IAEAParte 5b. Manejo de dosis al paciente 77
5. La radiación dispersa no tiene impacto en la calidad de imagen
6. La camilla debe mantenerse lo más cerca posible de la fuente de rayos X
7. Mantener la misma intensidad del pulso, y reducir de la frecuencia del pulso fluoroscopia 30 a 15 pulsos / seg. reducirá la dosis de radiación al paciente en un 50%.
Responder: Verdadero o Falso