Angiógrafo
Sistema de rayos X para diagnóstico fluoroscópico y angiográfico.
Descripción general
Los sistemas de angiografía están diseñados para realizar procedimientos de intervención vascular y de diagnóstico, que permiten obtener imágenes en tiempo real del flujo sanguíneo y actividad en órganos vasculares, con el propósito de determinar si existe enfermedad, estrechamiento, agrandamiento u obstrucción en los vasos sanguíneos.
- Se utiliza también en el diagnóstico de embolismos pulmonares; malformaciones arteriovenosas y tumores sarcomatosos; permite la visualización de aneurismas aórticos, angina abdominal y tumores abdominales; proporciona información fisiológica antes y durante los procedimientos quirúrgicos; mediante la medición del flujo sanguíneo y de la presión en las cavidades cardíacas empleando un medio de contraste radiopaco (yodo) que es inyectado en las arterias que llegan al área del cuerpo que se desea estudiar a través de un catéter, además de contribuir a incrementar el flujo sanguíneo mediante la aplicación de técnicas como la angioplastía con balones, por láser y la colocación de prótesis endovasculares en el retiro de placas ateromatosas, en áreas donde se reduce el flujo sanguíneo normal o es totalmente obstaculizado.
- Los sistemas de cateterización cardiaca son utilizados especialmente para evaluar la anatomía y patología del corazón y arterias coronarias. Se han desarrollado dos técnicas para obtener imágenes radiográficas del corazón y de los vasos sanguíneos circundantes. La primera técnica es la arteriografía coronaria que ayuda a evaluar las arterias coronarias. La segunda técnica es la angiografía cardiaca la cual proporciona imágenes radiográficas de las cámaras del corazón, aorta y venas pulmonares con el propósito de diagnosticar defectos congénitos en el corazón o problemas de las válvulas cardiacas.
- Para realizar estos procedimientos se necesita personal especializado con experiencia en este tipo de estudios ya que así se lograrán mejores resultados como: menor duración en la exploración, menor medio de contraste aplicado y menor número de complicaciones, por lo que el estudio lo debe de llevar a cabo un radiólogo, un cardiólogo, técnicos o enfermeras capacitados, estos estudios se realizan en una sala de hemodinámia la cual debe cumplir ciertos lineamientos contenidos en normas. También se requiere de personal especializado en el uso y mantenimiento de los equipos (ingenieros biomédicos).
Principios de operación
Tipos de Angiografía
Antes de que existiera la angiografía digital las exploraciones se realizaban sobre las placas convencionales de rayos X. De esta manera se puede decir que existen dos tipos de angiografía:
- Analógica o convencional
- Digital
Angiografía analógica o convencional
Siendo por muchos años el estándar de oro para el diagnóstico de los vasos sanguíneos, tiene una historia de uso muy larga. Se la puede imaginar como unos rayos X de los vasos sanguíneos. Requiere una incisión, normalmente en la arteria femoral cerca de la ingle (con anestesia local). Después de hacer este procedimiento, se introduce una sonda en la arteria y se dirige a la zona de análisis. Para producir imágenes del cerebro, es necesario guiar el catéter por el torso y el cuello hasta llegar a la cabeza. Después de colocarse, se inyecta material de contraste y se graba el área afectada. Las tomas se guardan con la perspectiva de proximidad, o sea, muy cerca del área afectada.
Los elementos que conforman al angiógrafo convencional son:
- Generador
- Tubo de rayos X
- Intensificador de imagen
- Mesa de cateterismo
- Cambiador de placas
- Jeringa automática para inyección de medio de contraste
Algunos consumibles que se utilizan durante los procedimientos para angiología convencional pueden ser:
- Material para cateterismo cardíaco
- Medio de contraste que pueden ser iónicos y no iónicos
- Inyectores de medio de contraste
- Jeringas
- Catéteres
- Guías ( de teflón e hidrofílicas)
- Introductor
- Aguja de punción
Para efectuar una angiografía convencional es importante tomar en cuenta lo siguiente:
- El programa que se utilizará en relación con el número de placas por segundo necesarias, de acuerdo con la zona del cuerpo que se va a estudiar
- Las pausas y los desplazamientos que se requieran
- Los factores aproximados de miliamperaje y kilovoltaje que se emplearán
Angiografía Digital
La angiografía por sustracción digital (DSA) ya no emplea la imagen radiográfica directa en película, sino procesadas por computadora y desplegadas en monitores.
Estos sistemas digitales de angiografía consisten en:
- un generador de rayos X
- un tubo de rayos X
- un intensificador de rayos X
- detector de panel plano
- un sistema de televisión
- mesa para paciente
- monitores
- un sistema de registro de imágenes
La configuración del gantry es en C, en el cual un extremo contiene el tubo de rayos X y el otro el intensificador de imagen con la rejilla radiográfica. Este arco en C se mueve en dos direcciones: antero posterior y craneocaudal. El paciente se recuesta en una mesa en la parte abierta del mismo.
Diagrama de flujo del funcionamiento del equipo de angiografía.
Se introduce una sonda para inyectar el medio de contraste (yodo) mediante un cable guía que conduce al catéter a través de la arteria femoral, braquial o por la vena yugular hacia el área de interés.
El generador modifica el voltaje y la corriente necesarios para el tubo de rayos X.
El tubo de rayos X contiene un cátodo y un ánodo. Cuando la corriente suministrada por el generador fluye hacia el lado negativo, su filamento emite los electrones.
Estos electrones son acelerados hacia el ánodo y chocan en un blanco sobre el lado positivo hacia el punto focal, produciendo los rayos X y calor.
Para disipar el calor generado el equipo cuenta con un sistema de enfriamiento, que consta de ánodo rotatorio, sistema de enfriamiento a base de líquido o tubos de cerámica.
La rejilla radiográfica filtra la radiación dispersa. Los rayos X que no viajan en el ángulo apropiado son absorbidos mientras que los directos pasan a través de esta rejilla produciendo la imagen.
Los rayos X pasan a través del intensificador de imagen atravesando un cristal compuesto de CsI (yoduro de cesio), convirtiéndose en fotones visibles.
Los fotones visibles chocan sobre el fotocátodo, éste los absorbe y produce corriente.
La corriente producida es intensificada por un alto voltaje, enfocado por una serie de electrodos sobre un ánodo de fósforo.
La luz visible es transmitida al sistema de cámara mediante un acoplamiento óptico.
El sistema de cámara se encarga de la captación y la conversión de las imágenes.
Este detector de panel plano está compuesto de silicón o selenio amorfo y de un arreglo de fotodiodos para producir la imagen.
De cada uno de los puntos del objeto sale la información y se concentran en un punto donde se forma la imagen.
Este arreglo de transistores lee la imagen y crea una señal electrónica la cual es digitalizada.
Se digitalizan las señales por medio de un convertidor analógico-digital a una frecuencia determinada.Una vez que la señal ha sido digitalizada, es transferida a una unidad de memoria la cual utiliza un hardware especializado que permite el manejo adecuado de la velocidad de recuperación y de almacenamiento.
Las imágenes son almacenadas en un disco duro, que dependiendo de la configuración, puede ser: óptico, duro, magnético, digital versátil (DVDs), compacto (CD-R). Algunos otros sistemas pueden tener interfases con algún sistema de comunicación y archivo de imágenes
Finalmente la señal digitalizada es convertida nuevamente a una señal de video gracias al convertidor digital - analógico por lo que la imagen es desplegada en pantalla. Estas imágenes generalmente se despliegan en un monitor CTR o en una pantalla LCD.
El ruido se define como algo externo que interfiere con la señal deseada, esto se puede reducir incrementado la dosis de rayos X, y considerar los límites adecuados de radiación. Los sistemas que despliegan un gran número de estos elementos en las imágenes proporcionan una mejor resolución.
El contraste de la imagen depende tanto del número de escalas de grises que grabó la PC y del ruido que este presente al realizar el estudio. La característica más importante que afecta la calidad de la imagen es el SNR (signal – to – ratio), el cual limita la resolución del sistema digital de angiografía. En procesamiento de imágenes, la presencia de ruido en la escena a analizar, degrada la información que se desea obtener. Tanto así, que en tratamiento existen métodos de preprocesado orientados a eliminar o reducir el ruido de los elementos a estudiar. Los sistemas de alta resolución generalmente se reservan para aplicaciones cardíacas, como procedimientos de cateterización y angiografía vascular.
La angiografía digital con inyección arterial de medio de contraste ofrece importantes ventajas respecto a la angiografía convencional:
- Mayor velocidad
- Disminuye la duración del procedimiento, ya que las imágenes pueden verse inmediatamente después de la
- inyección2
- Utilización de menores cantidades de medio de contraste, que puede ser inyectado en una vena mediante
- un catéter pequeño (5 French de diámetro o menor), permitiendo la visualización de los vasos sanguíneos
- en tiempo real y la minimización del posible daño renal y reducción de costos
Efectos secundarios y riesgos
Para comprender como afecta la radiación ionizante a la salud del hombre, se han realizado muchos estudios de radiobiología a fin de ver cómo afecta la radiación a la célula y consecuentemente a los organismos que éstas conforman. El efecto celular depende de la dosis de radiación. La célula puede ser afectada progresivamente por la radiación hasta llegar a la muerte. Grandes dosis de radiación pueden producir caída de cabello, cataratas, esterilidad e incluso cáncer y la muerte.
Si el cuerpo total de una persona se expone a una dosis alta en corto tiempo (exposición aguda), esta persona puede morir en unas cuantas semanas. Se ha encontrado que es letal si está entre los 5 y 8 Gy (500 a 800 rads) ó más. Trabajar con materiales radiactivos o con equipos generadores de radiación, implica riesgos al estar expuesto a la radiación ionizante, lo que puede traer como consecuencia algún efecto biológico no deseado; por lo que se requiere del establecimiento de programas de control para los equipos de angiografía.
Existen dos formas en que la radiación puede incidir sobre los seres humanos: la irradiación y la contaminación. Se tendrá irradiación cuando una persona esté expuesta a la radiación ionizante que provenga de una fuente generadora de radiación, externa al individuo, bajará cuando la persona se aleje a una distancia conveniente o se proteja mediante el uso de un blindaje adecuado o cuando la fuente sea retirada o guardada en un contenedor revestido. La contaminación de un individuo, ya sea externa o interna, se presenta cuando se deposita material radiactivo en su cuerpo; ya sea manchándolo, es decir, que entre en contacto con la piel, uñas y cabello; o internamente por haber sido el material radiactivo ingerido, inhalado, o haberse introducido a través de alguna herida. La reducción a la exposición de la radiación, cuando no se puede eliminar la fuente que la produce o guardarse en un contenedor, se basa en tres principios fundamentales que son: el tiempo, la distancia y el blindaje.
- Tiempo: Intervalo que dura la exposición a la radiación
- Distancia: El recorrido a la fuente emisora de radiación es otro de los factores que se puede utilizar para reducir la dosis recibida durante una exposición; la intensidad del campo de radiación disminuye conforme más alejado se esté de la fuente emisora
- Blindaje: En ocasiones por razones prácticas (el horario de trabajo, limitaciones de espacio, etc), no es posible estar sometido a un campo de radiación durante un lapso breve de tiempo o lo suficientemente alejado de la fuente emisora como para reducir los niveles de radiación a la que se está expuesto, es entonces cuando se puede utilizar el mismo
Por otro lado existen métodos que pueden ser utilizados para reducir la exposición a la radiación en pacientes y personal médico manteniendo la calidad de la imagen:
- Seleccionar el nivel más bajo de dosis, estableciendo una calidad de imagen adecuada
- Utilizar intensificador de imagen pequeño sólo cuando se necesite clínicamente
- Utilizar técnicas de substracción digital (DSA) para mejorar la visualización de vasos sanguíneos opacos, en lugar de aplicar grandes dosis de medio de contraste
- Colimar el haz de rayos X hacia la región de interés (por sus siglas en inglés ROI [region of interest], y utilizar el modo de fluoroscopía pulsada en caso de que esté disponible
- Usar mandiles emplomados, protectores de tiroides y mamparas
- Entrenar periódicamente al personal médico sobre seguridad y protección radiológica
El personal que trabaja en estas áreas se denomina POE (Personal Ocupacionalmente Expuesto) y debe cumplir con las norma NOM-157-SSA1-1996, Norma Oficial Mexicana salud ambiental. Protección y seguridad radiológica en el diagnóstico médico con rayos “X”. El POE debe estar en estricta vigilancia por parte de las autoridades del centro donde labora mediante un programa de medición de exposición a la radiación, el cual es detectado por los dosímetros (que pueden ser corporales o para las manos). El uso de accesorios de protección radiológica (mandiles, guantes, lentes, protectores de gónadas y tiroides, deberán ser emplomados) es indispensable para el personal que auxilie al paciente directamente dentro de la sala durante la realización del estudio (anestesiólogo, inhaloterapista, enfermera, técnico radiólogo, radiólogo etc.).
Riesgos en el uso del equipo de angiografía
- El equipo sólo se debe utilizar en salas o zonas que cumplan con las normas vigentes como la NOM-156- SSA1- 1996. Requisitos técnicos para las instalaciones en establecimientos de diagnóstico médico con rayos X.
- No debe utilizarse el equipo de angiografía en presencia de gases explosivos tales como algunos gases anestésicos.
- El uso de dispositivos portátiles, radiotransmisores como teléfonos móviles, en la sala de examinación o en la de control, pueden interferir en el funcionamiento correcto del equipo, debido a que pueden sobrepasar los límites de radiación electromagnética.
Es importante mantener ciertas condiciones ambientales en la sala donde se encuentra el equipo de angiografía, tales como temperatura y humedad, ya que los sistemas digitales son susceptibles a presentar fallas cuando la temperatura ambiental sobrepasa ciertos límites (las especificaciones de los mismos se deberán consultar directamente con el fabricante). Otros problemas que se pueden presentar en la utilización del equipo de angiografía además de la exposición a la radiación son: colisiones, choques eléctricos, componentes averiados y errores en el procedimiento.
Colisiones
Se presentan entre componentes debido a que el equipo se mueve, es grande y frecuentemente es instalado en áreas de dimensiones reducidas en comparación a las del equipo.
Choques eléctricos
Estos se presentan durante los procedimientos de cateterización, los pacientes pueden recibir una descarga eléctrica debido a que una cantidad de corriente puede pasar al corazón del paciente a través del catéter (el cual tiene poca resistencia) y provocar fibrilación ventricular. Es muy raro que este tipo de problemas se presenten ya que se usan transformadores aislados, sin embargo es recomendable contar con un desfibrilador en la sala de cateterización.
Componentes averiados
Los intensificadores de imagen se deterioran gradualmente debido a la radiación, lo cual puede ocasionar una reducción en la calidad de imagen, errores y aumento de exposición al paciente. Idealmente estos dispositivos deben cambiarse cada 5 años dependiendo del uso que le de la institución de salud, por lo cual se debe preveer contar con un contrato de mantenimiento y de servicio.
Errores en el procedimiento
Esto puede conducir a diagnósticos inadecuados; por ejemplo: un número de proyecciones equivocado puede impedir una clara visualización de la anatomía cardiaca, las fallas en la inyección de medio de contraste pueden interferir con vasos sanguíneos opacos e indicar interpretaciones falsas de la anatomía vascular y patológica.
Uso de medio de contraste
Estos pueden provocar algunos efectos sobre los pacientes especialmente si son diabéticos o han sufrido insuficiencia renal o simplemente son alérgicos, debido a que estos contienen yodo que puede dañar a los riñones durante su eliminación del cuerpo por medio de la orina.
Clasificación de equipo. Diferencias entre tecnologías
Angiógrafo arco monoplanar.
- Distancia entre el foco e intensificador de imagen o SID de 95cm o menor a 115 cm o mayor.
- Protección para evitar colisiones.
- Intensificador de imagen de 12”.
- Cámaras CCD con matriz de 1024 x 1024 de 12 bits o mayor.
- Tres monitores monocromático TFT o LCD de 18” o mayor, uno para sala de control y dos para la sala de examen con soporte a techo.
Angiógrafo arco monoplanar para cardiología
- Detector plano con dimensiones 22 x 22 cm o menor o equivalente en diagonal con al menos tres campos de entrada o zoom y una matriz de 1024 x 1024 o mayor y 14 bits.
- Tubo de rayos X con 2 o 3 puntos focales en mm, uno de ellos de 0.5 o menor, 0.8 o menor y en caso de un tercer punto 1.0 o menor.
Angiógrafo arco monoplanar para hemodinámia
- Detector plano con dimensiones 30 x 35 cm o mayor con al menos cuatro campos de entrada o zoom y una matriz de 2400 x 1900 o mayor y 14m bits.
- Tubo de rayos X con 2 o 3 puntos focales en mm, uno de ellos de 0.4 o menor, 0.7 o menor y en caso de un tercer punto 1.0 o menor.
- Con paquete para generación y medición de imágenes 3D incluyendo técnicas de renderización de volumen (VRT), reconstrucción multiplanar (MPR), proyección de máxima intensidad (MIP), medición de la estenosis y evaluación vascular en 3D.
- Con dos monitores de pantalla policromática (color): tecnología LCD de matriz activa o TFT, de 17” o mayor, uno para postprocesamiento en la sala de control y otro en la sala de exploración con capacidad de visualización de imágenes de multimodalidad.
Angiógrafo arco biplanar para cardiovascular
- Detector plano con dimensiones 30 x 35 cm o mayor con al menos cuatro campos de entrada o zoom y una matriz de 2400 x 1900 o mayor y 14 bits.
- Detector plano con dimensiones 18 x 18 cm o mayor con al menos cuatro campos de entrada o zoom yuna matriz de 1024 x 1024 o mayor y 14 bits.
- Dos tubos de rayos X con 2 o 3 puntos focales en mm, uno de ellos de 0.4 o menor, 0.7 o menor y en caso de un tercer punto 1.0 o menor. El segundo con 2 o 3 puntos focales en mm de 0.5 o menor, 0.8 o menor y en caso de un tercer punto 1.0 o menor.
- Con paquete para generación y medición de imágenes 3D incluyendo técnicas de renderización de volumen (VRT), reconstrucción multiplanar (MPR), proyección de máxima intensidad (MIP), medición de la estenosis y evaluación vascular en 3D.
- Con dos monitores de pantalla policromática (color): tecnología LCD de matriz activa o TFT, de 17” o mayor, uno para postprocesamiento en la sala de control y otro en la sala de exploración con capacidad de visualización de imágenes de multimodalidad.
- Con evaluación de las imágenes desde la sala de exploración.
Angiógrafo arco biplanar para cardiología.
- Detector plano con dimensiones 22 x 22 cm o menor con al menos cuatro campos de entrada o zoom y una matriz de 1024 x 1024 o mayor y 14 bits.
- Detector plano con dimensiones 22 x 22 cm o menor o equivalente en diagonal con al menos cuatro campos de entrada o zoom y una matriz de 1024 x 1024 o mayor y 14 bits.
- Dos tubos de rayos X con 2 o 3 puntos focales en mm de 0.5 o menor, 0.8 o menor y en caso de un tercer punto 1.0 o menor.