lunes, julio 01, 2013

Principios básicos de Mamografía

  La mamografía es una técnica empleada para la obtención de una imagen radiográfica de la mama (a la cual también se le llama mamografía o mamograma) que permite obtener información clínica de este órgano; es la única técnica reconocida como válida para la detección temprana del cáncer de mama. 
    Es importante destacar que un estudio mamográfico puede realizarse con fines de escrutinio o de diagnóstico. Un estudio de escrutinio tiene como objetivo la detección temprana del cáncer por medio de la observación de lesiones no palpables en mujeres asintomáticas, mientras que un examen de diagnóstico sirve para evaluar hallazgos anormales previamente identificados en un estudio de escrutinio o lesiones que son ya palpables. Las características deseables para que una imagen mamográfica contribuya a un diagnóstico correcto son una alta resolución espacial, un alto contraste y un bajo ruido, de tal modo que se facilite la visualización tanto de microcalcificaciones como de lesiones o masas tumorales en la mama.

¿Cómo se obtiene una mamografía?

   Cada mama es explorada empleando generalmente dos diferentes proyecciones: cráneo-caudal (proyecta la mama en una imagen con información relativa al sector interior-exterior) y medio-lateral-oblicua (proyecta la mama en una imagen con información relativa al sector inferior-superior). Las imágenes se obtienen colocando la mama en un equipo especialmente diseñado para que el haz de rayos X la atraviese y plasme su imagen en un receptor, como se ejemplifica en la Figura 1 para una proyección cráneo-caudal. Durante cada exposición la mama es mantenida en compresión de manera que se adquiera una imagen lo más clara y nítida posible. En la imagen mamográfica se busca identificar distorsión de la arquitectura, masas o cúmulos de microcalcificaciones. 

Figura 1. Esquema de la adquisición de una mamografía y su utilidad clínica.

El mastógrafo, sus características y componentes

  Se requiere equipo médico diseñado especialmente para la obtención de una imagen mamográfica de calidad óptima que además implique la menor dosis de rayos X posible impartida a la paciente. El equipo empleado, llamado mastógrafo, incluye un tubo de rayos X con características especiales de diseño. La imagen se forma debido a la atenuación de los rayos X al pasar por las diferentes estructuras y tejidos de la mama y se detecta en un receptor de imagen. El receptor de imagen en un equipo convencional está formado por la pantalla intensificadora y la película, mientras que en un equipo digital se tienen detectores electrónicos.  En la Figura 2 se muestra el esquema de un equipo de mamografía convencional. 

Figura 2. Equipo de mamografía convencional.

  El equipo de mamografía cuenta además con una paleta de compresión. Los objetivos de la compresión son permitir una mejor visualización de los detalles anatómicos al separar los tejidos de la mama, mejorar el contraste, reducir la dosis mediante la reducción de la dispersión de los rayos X en el cuerpo de la paciente y disminuir la falta de nitidez por movimiento de la misma. La rejilla antidispersora se emplea para disminuir la radiación dispersa incidente sobre el receptor de imagen.
  El control automático de exposición es otro componente esencial de un equipo de mamografía. Su objetivo es determinar las condiciones óptimas de exposición necesarias (combinación ánodo/filtro, kV y mAs) para producir una dosis específica con un contraste aceptable.
  

Generación del haz de rayos X en el tubo

  El haz de rayos X se genera haciendo incidir sobre el ánodo (o blanco) un haz de electrones generados en el cátodo. Los electrones inciden sobre un área específica del ánodo formando una mancha focal, como se muestra en la Figura 3. El eje central del haz corresponde a la dirección del rayo central, es decir, el rayo que pasa a través del centro de la mancha focal y es perpendicular al plano definido por el puerto del tubo de rayos X. El tamaño nominal de la mancha focal se especifica a lo largo del eje central del haz en tubos de rayos X convencionales; en mamografía, se especifica a lo largo de un eje de referencia debido a que el ánodo se encuentra inclinado.

Figura 3. Geometría del tubo de rayos X de un equipo de mamografía.


  El tamaño de la mancha focal cambia al proyectarse sobre el plano del receptor de imagen, como se observa en la Figura 2.4. El largo real de la mancha focal se define por la longitud del filamento del cátodo, el ancho real se define por el ancho de la copa de enfoque. El tamaño proyectado de la mancha focal conserva el mismo ancho, sin embargo, el largo varía en función de la posición sobre el plano desde el eje central del haz. De este modo, la longitud del largo de la mancha focal proyectada en un punto cercano al borde del tórax de la paciente es el doble de la longitud nominal especificada en el eje de referencia. A medida que nos alejamos de éste, la longitud proyectada disminuye.

Figura 4. Proyección de la mancha focal sobre el plano del detector.



  Al chocar los electrones con el ánodo, se generan fotones de frenado (rayos X de frenado o bremsstrahlung) que tienen diferentes energías (es decir, un espectro de energías); y se generan también fotones con energías definidas (rayos X característicos). La energía máxima del espectro (en keV, por ejemplo) corresponde al voltaje de operación (kV) al que se aceleran los electrones. El número de fotones producidos depende de la corriente en el tubo (mA) y el tiempo de exposición, generalmente se expresa como el producto mAs, denominado carga. Adicionalmente, la composición del ánodo y el voltaje de operación determinan la cantidad de fotones producidos. La calidad del espectro (es decir, su energía promedio que indica "qué tan penetrante es") está influenciada tanto por el voltaje de operación como por el tipo de generador de voltaje empleado, así como por el filtrado adicional.

Espectro de rayos X usado en mamografía

  Los espectros que se emplean en mamografía se restringen a energías óptimas que buscan maximizar el contraste al mismo tiempo que se minimiza la dosis (de rayos X) impartida a la paciente, a partir de una combinación de los materiales del ánodo y el filtro. La combinación de materiales ánodo/filtro produce espectros de energías precisas, reduciendo el número de fotones de baja energía, que son absorbidos en la mama y no contribuyen a la imagen pero sí a la dosis, y de alta energía, que no ofrecen un buen contraste debido a la similitud de la composición de los materiales en la mama. En la Figura 5 se presentan los espectros más empleados actualmente en mamografía. Los ánodos de molibdeno (Mo) producen rayos X característicos a 17.5 y 19.6 keV; los ánodos de rodio (Rh) emiten radiación característica a 20.2 y 22.7 keV; esta radiación característica está representada por los picos en las gráficas de la Figura 5. Adicionalmente se usan "filtros de borde K" de diferentes materiales, que atenúan fuertemente la radiación por encima de la energía característica de su borde; el filtro de Mo se emplea para atenuar preferencialmente la radiación por encima de los 20.0 keV, mientras que el filtro de Rh la atenúa por arriba de 23.2 keV.

Figura 5. Espectros de rayos X para ánodos de (a) Mo y (b) Rh, a 30 kV con filtros de Mo y Rh.



Referencias: el Bushberg y otros artículos
1. Barnes GT. “Tube Potential, Focal Spot, Radiation Output and HVL Measurements on Screen-Film Mammography Units”, in Screen Film Mammography – Imaging Considerations and Medical Physics Responsibilities, edited by GT Barnes and GD Frey, Madison, Wisconsin. Medical Physics Publishing, 1991; 67-111.
2. Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging. Lippincott Williams and Wilkins. Second Edition. Philadelphia, 2002.
3. Yaffe MJ. Physics of mammography: image recording process. RadioGraphics, 1990; 10: 341-363.

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