¿Cómo se mide lo "duro" (energético) que es un haz de rayos X? Medir el espectro directamente es difícil; en su lugar se usa un sustituto sencillo pero potente: la CHR (capa hemirreductora). Es el grosor de material que reduce a la mitad la intensidad del haz y proporciona indirectamente la calidad del haz (energía fotónica). La CHR es una de las mediciones centrales de todo programa de control de calidad, desde la mamografía hasta la radiografía.
¿Qué es la CHR?
Según la definición de Bushberg, la CHR (Half-Value Layer / capa hemirreductora) es el grosor de material que reduce la intensidad de un haz de rayos X o gamma (por ejemplo, la tasa de kerma en aire) a la mitad de su valor inicial.1 Suele expresarse en milímetros de aluminio (Al). Como cada grosor de una CHR reduce la intensidad a la mitad, dos CHR la reducen a una cuarta parte (0,5 × 0,5 = 0,25).1
¿Por qué calidad del haz?
Un haz de rayos X diagnóstico es policromático — está formado por fotones de distintas energías. Un haz "duro" (de mayor energía media) es más penetrante, por lo que necesita un material más grueso para reducirse a la mitad; un haz "blando" se reduce a la mitad con un grosor pequeño. Por tanto, una CHR grande = alta calidad del haz (energía). Los principales factores que determinan la CHR son la tensión del tubo (kVp) y la filtración del haz.1 Para cuantificar el carácter polienergético del haz se usa el coeficiente de homogeneidad: la razón entre la primera CHR y la segunda. En los haces diagnósticos esta razón es típicamente de 0,5–0,7; en un haz monoenergético ideal es 1.1
Geometría de haz estrecho
La CHR solo se mide correctamente en geometría de haz estrecho (narrow beam).1 Este montaje se dispone de modo que impida que los fotones dispersos alcancen el detector (colimación + distancia). Si el haz es ancho (geometría de haz ancho), una fracción considerable de los fotones dispersos alcanza el detector y hace que la atenuación parezca menor de lo que es — es decir, la CHR resulta errónea (demasiado alta). Por eso la colimación es crítica en la medición de la CHR.1
¿Dónde se usa?
La CHR es el control práctico de la calidad del haz:
- CC en radiografía/fluoroscopia: una CHR mínima garantiza una filtración adecuada y que se hayan filtrado los fotones innecesarios de baja energía (que añaden dosis al paciente pero aportan poco a la imagen).
- Mamografía: como las energías demasiado bajas perjudican la dosis y las demasiado altas perjudican el contraste, la CHR se mantiene dentro de límites estrictos; en un haz de mamografía la CHR es típicamente de ~0,3–0,7 mm Al.1 Detalle: Control de calidad en mamografía.
- Cálculo de dosis: estimar la dosis de entrada en piel requiere una CHR precisa.
Referencias
- Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging, 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2011. §3: HVL tanımı — demetin şiddetini (hava kerma hızını) yarıya indiren malzeme kalınlığı; demet kalitesinin (foton enerjisi) dolaylı ölçüsü; dar-demet vs geniş-demet geometri (Şekil 3-15); homojenite katsayısı = birinci HVL / ikinci HVL, tanısal demetlerde ~0,5–0,7, monoenerjetik demette 1. Mamografi demetinde HVL ~0,3–0,7 mm Al (§8). Sayfa numaraları bu baskıya aittir.
- İlişkili: Temel Radyoloji Fiziği · Işınlama Parametreleri (kVp, mAs, filtrasyon) · Mamografide Kalite Kontrol