Fluoroscopia

La fluoroscopia es un técnica de imagen usada en medicina para obtener imágenes en tiempo real de las estructuras internas de los pacientes mediante el uso de un fluoroscopio. En su forma más simple, un fluoroscopio consiste en una fuente de rayos X y una pantalla fluorescente entre las que se sitúa al paciente. Sin embargo, los fluoroscopios modernos acoplan la pantalla a un intensificador de imagen de rayos X y una cámara de vídeo CCD, lo que permite que las imágenes sean grabadas y reproducidas en un monitor. El uso de rayos X, un tipo de radiación ionizante, exige que los riesgos potenciales de un procedimiento sean sopesados cuidadosamente frente a los beneficios esperados para el paciente. Aunque los médicos siempre intentan usar dosis bajas de radiación durante las fluoroscopias, la duración de un procedimiento típico resulta a menudo en una dosis absorbida relativamente alta para el paciente. Avances recientes incluyen la digitalización de las imágenes capturadas y los sistemas detectores de paneles planos que reducen aún más la dosis de radiación para los pacientes.

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Historia

El comienzo de la fluoroscopia se remonta hasta el 8 de noviembre de 1895, cuando Wilhelm Röntgen advirtió que una pantalla de platinocianuro de bario fluorescía como resultado de la exposición a lo que más tarde bautizaría como rayos X. Pocos meses después de este descubrimiento se construyeron los primeros fluoroscopios. Thomas Edison descubrió rápidamente que las pantallas de tungstato de calcio producían imágenes más brillantes, y se le atribuye el diseño y fabricación del primer fluoroscopio disponible comercialmente. En sus inicios, fueron muchas las predicciones de que las imágenes en movimiento obtenidas mediante fluoroscopia reemplazarían completamente a las radiografías estáticas de rayos X, pero la superior calidad diagnóstica de éstas evitaron que se cumplieran tales vaticinios.

La ignorancia de los efectos dañinos de los rayos X hizo que no existiesen procedimientos de protección ante las radiaciones como los disponibles en la actualidad. Científicos y médicos ponían a menudo sus manos directamente en el haz de rayos X, lo que les provocaba quemaduras por radiación. También aparecieron usos triviales para esta tecnología, incluyendo los usados en zapaterías en las décadas de 1930 a 1950 para probarse zapatos.^[1]

Debido a las limitaciones de la luz producida por las pantallas fluorescentes, los primeros radiólogos necesitaban realizar las exploraciones en habitaciones oscuras, acostumbrando previamente sus ojos para incrementar su sensibilidad a la luz. Al situarse tras la pantalla, el radiólogo recibía una dosis de radiación importante. Wilhelm Trendelenburg desarrolló en 1916 las gafas de adaptación al rojo para resolver el problema de la adaptación ocular a la oscuridad, estudiada previamente por Antoine Beclere. La luz roja resultante de la filtración de las gafas sensibilizaba correctamente los ojos del radiólogo antes de la exploración al mismo tiempo que le permitía recibir suficiente luz como para funcionar normalmente.

El desarrollo del intensificador de imagen de rayos X y la cámara de televisión en los años 1950 revolucionaron la fluoroscopia. Las gafas de adaptación al rojo se hicieron obsoletas gracias a que los intensificadores de imagen permitían que la luz producida por la pantalla fluorescente fuese amplificada, de forma que pudiera ser vista incluso en una habitación iluminada. La adición de la cámara permitió la visualización de la imagen en un monitor, de forma que el radiólogo pudiera ver las imágenes en una habitación separada, lejos del riesgo de exposición radiactiva.

Posteriores mejoras en los fósforos de las pantallas, los intensificadores de imagen e incluso detectores de paneles planos han permitido una mayor calidad de imagen al tiempo que reducían la dosis de radiación para el paciente. Los fluoroscopios modernos usan pantallas de yoduro de cesio y producen imágenes con poco ruido, asegurando que la dosis de radiación sea mínima al tiempo que se obtienen imágenes de calidad aceptable.

Riesgos

Debido a que la fluoroscopia implica el uso de rayos X, un tipo de radiación ionizante, todos los procedimiento fluoroscópicos suponen un riesgo de salud potencial para el paciente. Las dosis de radiación que éste recibe dependen enormemente de su tamaño, así como de la duración de la prueba, estando la dosis típica sobre 20-50 mGy/min. El tiempo de exposición depende de la exploración a realizar, habiéndose documentado sesiones de hasta 75 minutos. Debido a la larga duración de algunas pruebas, además de los efectos de la radiación como inductora ocasional de cáncer, se han observado efectos directos de la radiación, desde eritema suave (equivalente a una quemadura solar) hasta quemaduras más importantes.

La Administración de Drogas y Alimentos (FDA) estadounidense llevó a cabo un estudio titulado «Heridas cutáneas inducidas de radiación de fluoroscopia»^[2] con una publicación adicional destinada a reducir aún más tales heridas, «Aviso de salud pública para evitar las heridas cutáneas graves inducidas por rayos X en pacientes durante las exploraciones fluoroscópicas».^[3]

Aunque los efectos deterministas de la radiación son una posibilidad, las quemaduras por radiación no son típicas de los procedimientos fluoroscópicos estándar. La mayoría de los procedimientos lo suficientemente largos como provocar estas quemaduras son parte de operaciones necesarias para salvar la vida del paciente.

Diseño del fluoroscopio

Los primeros fluoroscopios consistían en una fuente de rayos X y una pantalla fluorescente entre las que se situaba al paciente. Cuando los rayos X atraviesan al paciente son atenuados en diverso grado a medida que interacciona con las diferentes estructuras internas del cuerpo, arrojando una sombra de las mismas sobre la pantalla fluorescente. Las imágenes de la pantalla son producidas por las interacciones de los rayos X no atenuados con los átomos, que mediante el efecto fotoeléctrico ceden su energía a los electrones. Aunque gran parte de la energía cedida a éstos se disipa en forma de calor, una fracción lo hace como luz visible, generando las imágenes. Los primeros radiólogos adaptaban sus ojos para poder ver las tenues imágenes fluoroscópicas realizando las exploraciones en habitaciones oscuras o usando gafas de adaptación al rojo.

Intensificadores de imagen de rayos X

La invención de los intensificadores de imagen de rayos X en los años 1950 permitió que las imágenes de la pantalla fuese visible bajos condiciones normales de luz, así como dando la posibilidad de grabarlas con una cámara convencional. Posteriores mejoras incluyeron la adición de primero cámaras de vídeo y después cámaras CCD para la grabación de imágenes en movimiento y el almacenamiento electrónico de imágenes estáticas.

Los intensificadores de imagen modernos ya no usan una pantalla fluorescente separada. En su lugar se deposita un fósforo de yoduro de cesio directamente sobre el fotocátodo del tubo intensificador. En un sistema de propósito general típico, la imagen de salida es aproximadamente 10⁵ veces más brillante que la de entrada. Esta ganancia de brillo está compuesto de una ganancia de flujo (amplificación del número de fotones) y una ganancia de minificación (concentración de fotones desde una pantalla de entrada grande a una pantalla de salida pequeña), cada una de aproximadamente 100 veces. Este nivel de ganancia es suficiente ya que el ruido cuántico, debido al limitado número de fotones de los rayos X, es un factor importante que limita la calidad de la imagen.

Los intensificadores de imagen están disponibles en diámetros de entrada de hasta 45 cm y con una resolución de aproximadamente 2-3 pares de líneas por mm^-1.

Detectores de panel plano

La introducción de detectores de panel plano permite el reemplazo de los intensificadores de imagen en el diseño de los fluoroscopios. Los detectores de panel plano ofrecen una mayor sensibilidad a los rayos X y por tanto permiten reducir la dosis de radiación del paciente. La resolución temporal también es mejor respecto a los intensificadores de imagen, reduciendo la borrosidad por movimiento. El rango de contraste también es mayor que en los intensificadores de imagen: los detectores de panel plano son lineales en una latitud muy ancha, mientras los intensificadores tienen un rango de contraste máximo de aproximadamente 35:1. Las resolución especial es aproximadamente la misma, si bien un intensificador de imagen funcionando en modo de «magnificación» puede ser ligeramente mejor que un panel plano.

Los detectores de panel plano son considerablemente más caros que los intensificadores de imagen, por lo que se usan primordialmente en especialidades que requieren imágenes de alta velocidad, por ejemplo angiografías y cateterismos cardíacos.

Problemas con la imagen

Además de los factores de difuminación espacial que afectan a todos los dispositivos de imagen basados en rayos X, provocada por el efecto Lubberts, la reabsorción de fluorescencia K y el rango electrónico, los sistemas fluoroscópicos también experimentan difuminación temporal debido al retraso del sistema. Esta difuminación temporal hace que se promedien varios cuadros de imagen. Aunque esto ayuda a reducir el ruido de las imágenes con objetos estáticos, provoca la difuminación de los objetos en movimiento. La difuminación temporal también complica las medidas del rendimiento del sistema para los equipos fluoroscópicos.

Procedimientos comunes que incluyen el uso de la fluoroscopia

• Investigaciones del tracto gastrointestinal, incluyendo los enemas, las comidas y las ingestiones de bario, así como la enteroclisis.
• Cirugía ortopédica, para guiar la reducción de la fractura y la colocación de las prótesis metálicas.
• Angiografía de los vasos de piernas, corazón y cerebro.
• Cirugía urológica, particularmente en pielografía retrógrada.
• Implantación de dispositivos de gestión del ritmo cardíaco (marcapasos, desfibriladores cardioverter implantables y dispositivos de resincronización cardíaca).

Véase también

• Dosis absorbida
• Intensificador de imagen de rayos X
• Radiación ionizante
• Imagen médica
• Rayos X
• Radiología
• Radiografía

Referencias

1. ↑ Shoe-Fitting Fluoroscope (ca. 1930-1940), Oak Ridge Associated Universities (inglés)
2. ↑ Radiation-induced Skin Injuries from Fluoroscopy (inglés)
3. ↑ Public Health Advisory on Avoidance of Serious X-Ray-Induced skin Injuries to Patients During Fluoroscopically-Guided Procedures (inglés)