Ejercicio propuesto - Tarea 12

En el ejercicio realizado se abordan distintos temas relevantes con la RMN (resonancia magnética nunclear):

A.- ¿Calidades de imagen que se obtienen? ¿Resoluciones espacial y temporal? [1]

Hay 4 factores relativos a la calidad de imagen:

1.      Relación señal/ruido

2.      Relación contraste/ruido

3.      Resolución espacial

4.      Tiempo de adquisición de la imagen

El área del píxel concretamente es igual al campo de imagen (FOV)/tamaño de la matriz

1. Resolución espacial: Es la capacidad para demostrar en la imagen estructuras anatómicas de pequeño tamaño y viene determinada por el tamaño del vóxel. Depende del grosor del corte, el campo de imagen y la matriz de imagen.

Figura 1. Parámetros que afectan a la resolución de imagen

2.  Resolución temporal: El movimiento del paciente deteriora la imagen, por ello cuanto menos sea el tiempo de adquisición, menos posibilidades hay de que la imagen se vea afectada por el movimiento del propio paciente.

Este factor depende de: El tiempo de repetición (TR), número de codificaciones por fase, número de adquisiciones y el tiempo de lectura del eco.

Estos parámetros afectan de la siguiente forma a la resolución temporal:

Figura 2. Parámetros que afectan a la resolución temporal

C.- Resonancia magnética nuclear funcional (RMNf)

            Se trata de un procedimiento terapéutico a través del cual se miden los pequeños cambios en el flujo sanguíneo del cerebro. Utiliza fundamentalmente el mismo aparato utilizado para realizar un RMN ordinario, únicamente siendo necesarias modificaciones de software y pequeños cambios en el aparato. Se suele utilizar para evaluar la antónima funcional cerebral, evaluar los efectos del derrame u otras patologías.

            Se basa principalmente en el hecho de que la sangre y la actividad cerebral son simultáneas, cuando una zona del cerebro se utiliza, el torrente sanguíneo en esa área se incrementa por la dilatación de los vasos en esas zonas, por lo que es bastante casual pedirles a los pacientes movimientos voluntarios del cuerpo, observando los cambios producidos.

              Debido al carácter específico de la técnica su uso principal es el de la investigación, aunque también hay casos en los que se utiliza de manera clínica, como es el caso de la cirugía cerebral. [2]

Bibliografía

[1] https://www.slideshare.net/arnolsotuyo/lenin-38148469?qid=1fb284b6-2b2a-4787-8e16-5c8a4c4eb676&v=default&b=&from_search=1

[2]https://www.radiologyinfo.org/sp/info.cfm?pg=fmribrain

Este trabajo fue realizado conjuntamente con Andoni Salvatierra y José Ángel Ochoa

Un saludo

Jorge Pascual

             

       

Ejercicio propuesto - Tarea 11

Para realizar este ejercicio inicialmente se exponen un par de fórmulas que nos permitirán realizar dicho cálculo, estas son la ecuación de Larmor de la frecuencia de precisión (1) y la ecuación que determina la energía de un fotón (2)

Donde ‘f_p’ es la frecuencia de precisión, ‘γ’ es la constante giromagnética [MHz/T], B es un campo magnético (unidades en Tesla [T]) y ‘h’ hace referencia a la constante de Planck (4.13*10^-15eV*s)

Hay que tener en cuenta que el valor de γ dependerá de varios factores, se supondrá que el protón es de Hidrógeno, para lo cual se calculará con un Spin neto de ½ (γ=42.58) y de 1 (6.54)

Primero suponemos un campo magnético de 10 Teslas y Spin neto ½:

En este segundo caso cambiamos el estado del protón suponiendo un Spin neto de 1:

Un saludo.

Jorge

Ejercicio propuesto - Tarea 10

El objetivo de esta tarea es comentar las diferencias que se observan entre los tres modelos de CT  (Computed Tomography) que ofrece la empresa Toshiba en el siguiente video:

Modelo Aquilion One:

- Realiza 640 corte de 0.5mm en un tiempo de rotación de 275ms

- La dosis que emite es del orden de mili-sieverts (mSv)

- Es 20% más eficaz, ya que reduce la dosis emitida en un 20%

- Reconstrucción con 50 fotogramas por segundo

- Posee un agujero por donde entra el paciente de 78cm

- La camilla soporta un peso de 300kg

- Proporciona imagen a tiempo real y con una resolución total, lo que permite reducir el tiempo de exposición y dar un diagnóstico rápidamente.

Modelo Aquilion Prime:

- Puede realizar 80 o 160 cortes de 0.5mm dependiendo del submodelo

- Es más compacto por lo que puede ser instalado en espacios pequeños

- Emite la menor dosis de radiación posible

- Equipamiento iterativo 3D le permite reconstruir con pocas dosis, 60 fotogramas por segundo

- 78 cm para el hueco donde entra el paciente

- La camilla pesa 300Kg

- Excelente contraste de fotografías

Modelo Astelion:

- Realiza 16 o 32 de 0.5mm dependiendo del submodelo

- Gran calidad de imagen

- Reduce emisiones de CO2

- Reduce 75% la dosis en cada escáner en comparación con modelos de 2003.

- Mínima potencia, pero máximo rendimiento.

- Tubo virtual con capacidad de 7,5MHU (mega heat units)

- No emite sonido

- Generador virtual de 72kW.

- El 92% del aparato se puede reciclar

Como vemos los dos modelos iniciales son más similares, distinguiéndose el último por la reducción de contaminación al medio ambiente, pero con peores prestaciones, lo cual puede llevarnos a pensar que de poseer las mismas características la contaminación sería similar.

Las grandes diferencias que se observan son el número de cortes que realizan 640-160 y 32 respectivamente, lo cual supone una gran diferencia y el número de imágenes por segundo, 50 en el primer caso frente a las 60 del segundo modelo.

Un saludo.

Jorge Pascual

Ejercicio propuesto - Tarea 9

Información interesante a cerca de los equipos CT scan (Computed Tomography scan)

La tomografía supone obtener imágenes de cortes o secciones de algún objeto. Por tanto supone conseguir varias imágenes al rotar alrededor de un cuerpo, consiguiendo reconstruirlo. Este objeto puede ser de cualquier material.

El funcionamiento del aparato es el siguiente: Se emite un haz colimado de rayos X que incide sobre el sujeto, la radiación no absorbida por el cuerpo es recogida por unos detectores. Este proceso se produce en numerosas ocasiones girando el emisor del haz hasta dar una vuelta completa. Finalmente el ordenador realiza una integración de las imágenes.

Pero... ¿Qué suponen estas pruebas?

Al obtener las imágenes mediante rayos X, estas máquinas generan cierta radiación, la cual dependerá del tipo de prueba al que se le someta al paciente. Al realizar más capturas, obviamente la radiación será mayor que en la radiología convencional. Siendo los datos siguientes algunos ejemplos:

Aunque puedan parecer valores elevados hay que tener en cuenta, que tal y como se ha visto en temas anteriores la dosis efectiva absorbida por causas naturales ronda los 2.4mSv. Si bien es cierto, como se ve en la gráfica supone una radiactividad 10 veces mayor aproximadamente que la absorbida por las radiografías, en el tórax concretamente 400 veces más.

Por este motivo es importante controlar y reducir lo máximo posible la radiación que se va a absorber.

Para ello, se han establecido unas reglas de optimización denominadas ALARA ("As Low As Reasonably Achievable). Hay que mencionar que este trabajo en ocasiones es complicado dependiendo de la aplicación, el paciente y el modelo.

Otro aspecto muy importante para reducir radiación innecesaria es la calibración. Ésta puede ser diaria que consiste en comprobar el correcto funcionamiento de los colimadores, detectores y otros parámetros físicos como pueden ser los kilovoltios o miliamperios o periódica.

En resumen, el CT Scan se utiliza para diagnosticar numerosas causas de dolor que a simple vista o con una radiación normal el médico es incapaz de percibir, aplicando así un tratamiento rápido, identificando los distintos tejidos. En cambio, en contra parte supone una dosis adicional de radiactividad, a pesar de sus intentos por reducirla. Por ello, es el médico el que tiene que considerar si se efectúa este tipo de prueba siendo los beneficios que va a generar mayores que los problemas.

Un saludo

Jorge

Ejercicio propuesto - Tarea 8

Está entrada aborda el tema de como un pequeño municipio de la provincia de Ciudad Real está estrechamente relacionado con la científica Marie Curie, pionera en el campo de la radiactividad.

Todo se remonta al año 1909 cuando Mónico Sánchez Moreno, nacido el 4 de Mayo de 1880 en Piedrabuena , diseña un aparato portátil de Rayos X de aproximadamente 10kg, este tenía la característica de que era fácilmente transportable, ya que consiguió reducir considerablemente la cantidad de hierro del aparato. Este aparato fue comprado por medio millón de dólares y le permitió al ingeniero español viajar a New Jersey a trabajar.

Figura 1. Generador de Rayos X portátil

En el año 1914, una vez que formó su propia empresa vendió al ejercito francés durante la primer guerra mundial 60 unidades de estos aparatos, con el fin de ser ubicados en las ambulancias portátiles que Marie Curie había diseñado, llamadas "Petites Curies", en referencia obviamente al apellido de la científica francopolaca.

Figura 2. Marie Curie conduciendo una "Petite Curie"

Finalmente Mónico regresó a su pueblo natal, dónde construyó un laboratorio eléctrico e hizo que llegara la electricidad a todas las casas de Piedrabuena.

Figura 3. Mónico Sánchez Moreno

Ejercicio propuesto - Tarea 7

Para la realización de esta tarea, el objetivo que perseguíamos era la optimización de una radiografía en la zona de abdomen. Para ello hemos trabajado con diferentes variables, así como el material del filtro, el voltaje introducido y el espesor del propio filtro.

Sabiendo que el abdomen requiere una energía de 80 keV, el objetivo ha sido centrar el espectro de rayos X generado, en esa energía, intentando reducir el resto de energías, reduciendo de esta forma radiación indeseada.

Para ello hemos utilizado dos materiales, el níquel y el oro.

En el caso del níquel hemos comparado los resultados introduciendo tres espesores distintos 1mm, 2mm y 3mm, obtenido los siguientes resultados:

Niquel – 1mm

Niquel – 2mm

Niquel – 3mm

Se observa como en el de 2mm el espectro es más fino, ajustándose mejor al objetivo de 80 keV, sin embargo, la intensidad pérdida aumenta en proporción al espesor, como se puede ver en los gráficos. Por ello se considera que el filtro de 1mm es el óptimo en proporción para este caso, en intensidad pérdida y rango óptimo.

El caso del oro es peculiar, puesto que, aunque sería inviable por el precio del filtro, se ha demostrado que el rango es perfecto, ya que es prácticamente el rango obtenido está ubicado justo en la zona deseada de 80keV. Si bien es cierto, la intensidad como se ve en la gráfica adjunta, se reducida prácticamente en su totalidad.

Oro – 2mm

Un saludo,

Jorge Pascual

Andoni Salvatierra

José Ángel Ochoa

Tony Guardado

Ejercicio propuesto - Tarea 6

El ejercicio propuesto acerca de los tubos de Rayos X está desarrollado en esta entrada del blog de José Ángel:

https://ibmiijangel.blogspot.com/2018/11/t6-tubo-de-rayos-x.html

Un saludo

Jorge