T7. SIMULADOR DE RAYOS X

Nicholas Baracchini y Francesco Missiroli

Se escoge como caso una radiografia de torax.
La radiografía de tórax es el examen de diagnóstico por rayos X más comúnmente realizado. Una radiografía de tórax genera imágenes del corazón, los pulmones, las vías respiratorias, los vasos sanguíneos y los huesos de la columna y el tórax. Un rayos X (radiografía) es un examen médico no invasivo que ayuda a los médicos a diagnosticar y tratar las condiciones médicas.

La toma de imágenes con rayos X supone la exposición de una parte del cuerpo a una pequeña dosis de radiación ionizante para producir imágenes del interior del cuerpo. La dosis típica de radiación en adultos de una radiografía de tórax es de alrededor de 0,02 mSv para una vista posteroanterior y de unos 0,04 mSv para una vista lateral.​

Según el esquema de la figura 1, para una radiografía de tórax la energía de  disparo debe ser de 120 KV. El voltaje de disparo determina la energía de los rayos X generados y, por tanto, la penetración de los mismos en el tejido y, en última instancia, el contraste final de la imagen. Es el principal parámetro a controlar para una buena calidad de la radiografía.

Figure 1. Energía de disparo para cada tipo de radiografía

Un aspecto también fundamental a la hora de realizar una radiografía es el tiempo de exposición o cantidad de fotones X que recibirá el paciente. El simulador únicamente predice la energía espectral del haz generado y recibido por el paciente. No contiene un selector de tiempo de exposición. Esto se realiza controlando la corriente en Amperios (Coulomb/s o 6.3x10^18 electrones/segundo). A mayor corriente, mayor número de electrones incidirán en el ánodo y mayor número de fotones X viajarán hasta el paciente (esto no varía la energía de cada fotón, solo la cantidad). Aumentando la corriente, se pretende reducir el tiempo de exposición, no para reducir la dosis absorbida por el paciente, sino para evitar que el movimiento de éste afecte a la calidad de la imagen.

Otros parámetros del simulador tienen que ver con el filtrado del haz X generado. Por norma, para una radiografía superior a 110kV se debe colocar un filtro de aluminio de 2,5 mm de espesor entre el sujeto y el tubo de rayos X. El Aluminio tiene un número atómico de 13 y una densidad de 2,7 gramos/cm^3.

Para este ejercicio se utiliza el simulador de Siemens, ya que permite superponer diferentes filtros y observar el espectro resultante.
En la figura 2 se muestra el espectro que recibe el paciente únicamente con el filtro de aluminio de 2.5 mm.

Figura 2.

Como filtro adicional (4 mm), se escoge en un primer caso el mercurio por ser un metal de alta densidad. Como se observa en la figura 3, el resultado es un espectro muy estrecho o monocromático.

Figura 3. 

Finalmente se logra un espectro muy estrecho combinando tres filtros de diferentes elementos: oro de 2.5 mm, mercurio de 2.5 mm y plata de 2.5 mm.

Figura 4.