SCHOTT solutions n° 2/2013 > Sistemas radiológicos digitales

La radiología digital con detectores de panel plano abre nuevas posibilidades de diagnóstico, facilita las intervenciones quirúrgicas complejas e incrementa sus posibilidades de éxito. Foto: SCHOTT

Óptica de fibras ingeniosa para la moderna radiología


La sofisticada radiología dinámica o en 3D resultaría imposible sin utilizar detectores de panel plano de última tecnología, que incorporan rápidos sensores CMOS. Las placas fibroópticas (”faceplates”) de elevada transmitancia y atenuación de los rayos X conformes con RoHS favorecen esta tendencia.


Thilo Horvatitsch

En la actualidad, los equipos radiológicos en 3D que rotan en torno a la mandíbula del paciente y generan numerosas imágenes independientes, que se pueden unir en el ordenador para formar imágenes tridimensionales, son bastante corrientes en las clínicas dentales avanzadas. Tanto esta tecnología como la denominada radiología dinámica están ganando rápidamente presencia en los quirófanos. En este caso se realizan series rápidas de tomas, que aparecen mostradas en la pantalla como secuencias continuas de imágenes – una especie de control en vivo para el cirujano.

Estas fascinantes técnicas de generación de imágenes de la moderna radiología abren nuevas posibilidades de diagnóstico, facilitan las intervenciones quirúrgicas complejas y aumentan significativamente sus posibilidades de éxito. Todo esto se puede atribuir a las tecnologías radiológicas digitales. El revelado de la placa es ahora cosa del pasado. En su lugar se registran las imágenes, ya sea directamente o por medio de sensores de imagen, y a continuación se digitalizan, de forma que se puede acceder a las mismas y distribuirse muy rápidamente vía ordenador. La tecnología digital es además mucho más sensible a la luz, presenta tiempos de exposición cortos y permite obtener series de imágenes. Al mismo tiempo reduce la exposición a la radiación, en algunos casos hasta el 90% en comparación con la radiología tradicional.

Todo esto lo hace posible una tecnología avanzada. Los equipos radiológicos digitales se pueden dividir en detectores de panel plano directos e indirectos, que captan y convierten la radiación de los tubos de rayos X en señales de imagen digitales. La conversión directa se realiza utilizando un fotoconductor, compuesto habitualmente por un silicio amorfo (a-Si), comparable a la tecnología LCD o TFT de capa delgada utilizada en los displays. En los detectores de panel plano indirectos, los rayos X inciden primero sobre una capa centelleadora y son convertidos en luz visible. A continuación, los sensores de imagen realizan el procesado de forma muy similar a como lo hacen en las cámaras digitales. Los detectores de panel plano actuales basados en técnica a-Si y los sensores CCD son especialmente aptos para producir imágenes radiológicas estáticas. Sin embargo, su velocidad de lectura difícilmente alcanza la necesaria para la radiología dinámica o en 3D. Por esta razón se utilizan para este tipo de aplicaciones en los detectores de panel plano más pequeños, y en el futuro también en los grandes, preferentemente sensores CMOS rápidos y de bajo consumo. Sin embargo, estos detectores semiconductores son sensibles a los rayos X. Una óptica previa bloquea los rayos X no convertidos por el centelleador, protegiendo el sensor y mejorando sus prestaciones.
En el caso de los detectores de panel plano indirectos, los rayos X penetran el objeto a examinar, inciden sobre una capa centelleadora y, a continuación, son convertidos en luz visible. Cuando se confía el procesado digital a sensores de imagen CMOS hay que intercalar una placa fibroóptica (FOP). Ésta permite el paso de la luz visible convertida, pero bloquea los rayos X, protegiendo de esta forma los sensibles sensores. La placa consiste en numerosas fibras individuales alineadas en paralelo, a través de las cuales se guía la luz mediante la denominada reflexión total. Fuente: SCHOTT/wissen + konzepte
Las placas fibroópticas se emplean en formas redondas y rectangulares. SCHOTT produce la más reciente generación, RFG92, en tamaños de hasta 320 mm x 320 mm. Foto: SCHOTT/ H. Fischer
Exactamente esto es lo que hacen las placas fibroópticas como las que lleva ofreciendo SCHOTT desde hace tiempo. Este tipo de placas consiste en una serie de fibras individuales extraordinariamente finas, alineadas en paralelo de forma altamente precisa y unidas entre sí utilizando un proceso de calentamiento. Se sitúa directamente delante del sensor y ofrece una transmitancia muy buena de la luz visible y una elevada atenuación de los rayos X. A su vez, esta buena atenuación de los rayos X reduce el denominado ruido de fondo. Estas señales de interferencia se generan en el interior del sensor como resultado de la radiación X y pueden superponerse a las señales de luz, haciendo muy difícil su lectura. Las placas fibroópticas restringen este fenómeno y, al mismo tiempo, aumentan significativamente el contraste de la imagen radiológica. SCHOTT introducirá ahora una nueva generación de este tipo de productos bajo la denominación RFG92. Estas placas fibroópticas se fabrican utilizando un material de vidrio modificado, que cumple todas las normas RoHS aplicables. A diferencia de otros fabricantes, SCHOTT está en condiciones de ofrecer formatos cuadrados monolíticos de hasta 320 mm de lado. Esto presenta ventajas frente a productos consistentes en varias placas fibroópticas pegadas entre sí, porque las líneas de adhesivo son captadas por el sensor de imagen y a menudo sólo se pueden eliminar con un software a expensas de la velocidad de lectura. Además, las líneas de adhesivo no atenúan los rayos X, con el consiguiente mayor riesgo de generación de ruido y de daño para el sensor. Finalmente, las placas fibroópticas encoladas son más sensibles a los esfuerzos mecánicos que las placas monolíticas.

”Hemos desarrollado un producto respetuoso con el medio ambiente, que no requiere permisos de exención RoHS y se ajusta totalmente a las exigencias del mercado actual en términos tanto de tecnología como de precio”, explica Jörg Warrelmann, Senior Product Manager Medical en SCHOTT Lighting and Imaging, que ve sus campos de aplicación futuros principalmente en los detectores de panel plano de gran formato, tales como los utilizados para producir imágenes cardiovasculares de gran tamaño , así como en la radiología dinámica en 3D o mamográfica. También existe potencial de mercado en un campo completamente distinto: las inspecciones industriales online, en las que se exploran piezas a gran velocidad. <
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