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Timestamp: 2018-11-14 20:14:30+00:00

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FICHA EXPLICATIVA CAPITULO 2.docx
Guía2ProtTACAbdomenYPelvis.desbloqueado
CASOS_PRACTICS
10. Evaluacion Imagenológica Cancer Oral
Guia Para Manejo de Hemorragias Intrapelvicas en Fx de Pelvis
Evolución, principios técnicos y aplicaciones
Computed Tomography. Evolution, technical principles and applications
A Calzado*1, J Geleijns2
Física Médica. Departamento de Radiología y Medicina Física. Universidad Complutense. Madrid.
Radiology Department. Leiden University Medical Center.
Fecha de Recepción: 17/12/2010 - Fecha de Aceptación: 24/12/2010
La tomografía computarizada se ha convertido en una de las técnicas de diagnóstico más utilizadas. Desde su introducción
clínica en 1971 ha experimentado sucesivos avances que han hecho posible la aparición de indicaciones nuevas en diferentes
campos de la medicina. En este trabajo se revisa la evolución de la técnica y se describe lo esencial de los equipos, así como
diferentes alternativas para su aplicación en diagnóstico.
Palabras clave: TC, evolución técnica, aplicaciones.
Computed tomography has become one of the most commonly used diagnostic techniques. Since its clinical introduction
in 1971, subsequent developments have led to the emergence of new indications in different medical specialties. This paper
reviews the evolution of art; essential characteristics of CT scanners are described and different application modalities in diagnosis are reviewed as well.
Key words: CT, technical evolution, applications.
La tomografía computarizada (TC) era, en el momento de su introducción clínica en 1971, una
modalidad de rayos X que
únicamente imágenes axiales del cerebro de interés en
neurorradiología. Con el paso del tiempo se ha
convertido en una técnica de ima- gen versátil, con la
que se obtienen imágenes tridimen- sionales de
cualquier área anatómica, y que cuenta con una
amplia gama de aplicaciones en oncología, radiolo- gía
vascular, cardiología, traumatología, o en radiología
intervencionista, entre otras. La TC se utiliza en el
diag- nóstico y en los estudios de seguimiento de
pacientes, en la planificación de tratamientos de
radioterapia, e incluso para
el cribado de
subpoblaciones asintomáticas con factores de riesgo
específicos. Con los primeros escáne- res de uso
clínico, tales como el “escáner - EMI”, que se introdujo
en 1971, se adquirían los datos del cerebro en
aproximadamente 4 minutos, dos secciones contiguas,
y el tiempo de cálculo era de unos 7 minutos por
imagen. Poco tiempo después se desarrollaron
escáneres aplica- bles a cualquier parte del cuerpo;
primero fueron escáneres axiales, de una única fila de detectores (1976), y
Email: calzado@med.ucm.es
de éstos se pasó a los escáneres helicoidales o
espirales, que posteriormente permitieron el uso de
equipos con múltiples filas de detectores, cuyo uso
clínico ha alcan- zado amplia difusión en la actualidad13
La fig. 1 muestra dos ejemplos de imágenes de TC
del cerebro. La imagen axial de la izquierda muestra una
Fig. 1. Imagen de una TC cerebral de los orígenes de la
técnica en una matriz de 160 x 160 píxeles (izquierda), e
imagen de un plano similar obtenida con una TC actual,
en una matriz de 512 x 512 píxeles.
Rev Fis Med 2010;11(3):163180
La angiografía coronaria TC.164 computarizada. Otro ejemplo actual es la integración de escáneres de TC en aplicaciones que incluyen varias técnicas de imagen. sin embargo. I(x). que por B A C Fig. por ejemplo. 2). los radiólogos suelen confiar más en las imágenes bidi.blemente con los equipos actuales.mensionales en blanco y negro.nistración intravenosa de un medio de contraste. Principios de la TC Haz de rayos.9. lo que las dota de una apariencia un tanto espectacular. el coeficiente de atenuación lineal n. hay equipos de TC específicos para la planificación de tratamientos en radioterapia: estos escáneres ofrecen un diámetro de abertura del gantry mayor del habitual para permitir que el estudio pueda hacerse con un gran campo de visión4. con el coeficiente de atenuación lineal n. ha sido obtenida con una TC actual en una matriz de 512 x 512. la imagen de la derecha . B) Rotación del tubo alrededor del paciente. no tiene en cuenta la intensidad de la radiación dispersa causada principalmente por el efecto Compton. por ejemplo. especialmente en la resolución espacial y la resolución de bajo contraste. la intensidad del haz Rev Fis Med 2010. I0. Medida de los perfiles de transmisión de rayos X.). Hoy en día se dispone de escáneres de TC diseñados especialmente para determinadas aplicaciones clínicas. que incorporan hasta 320 filas de detectores. Rev Fis Med 2010. habría que integrar en (1) para todas las energías de fotones presentes en el espectro de rayos X. en las metodologías de retroproyección que se han desarrollado para los algoritmos de reconstrucción de TC. C) múltiples filas contiguas de detectores alineadas con el eje de rotación. El coeficiente de atenuación lineal depende de la composición y de la densidad del material y de la energía de los fotones: I ^ x h = I0 e - (1) nx Puesto que la expresión (1) sólo describe la atenuación del haz primario.1000 elementos). bien sean axiales. Este supuesto hace que aparezcan inexactitudes en la reconstrucción y produce artefactos por endurecimiento del haz. Una solución pragmática tomada a menudo asume que (1) puede aplicarse a un valor que representa la energía media o efectiva del espectro. o imágenes de cuerpo entero en diferentes modalidades (representaciones de volumen o de superficie. o del sistema músculo-esquelético. El contraste original sangre-tejido blando en las imágenes es muy pequeño. Así. equipos de TC denominados “de doble fuente”. el cerebro. Se cuenta también con escáneres “especiales” para nuevas indicaciones en diagnóstico por imagen: se han desarrollado. Si el espesor del paciente atravesado por el haz es d. o generadas con reformateados multiplanares (MPR) en dos dimensiones. que repre. A) Arco de detectores. atenuación y proyecciones El objetivo de una adquisición de TC es medir la transmisión de los rayos X a través del paciente en un gran número de proyecciones. por lo que la luz de los vasos sólo se puede visualizar después de la admi. o más concretamente. En lo que sigue se describen los equipos de TC actuales y se comentan algunas aplicaciones con especial énfasis en los avances producidos en los últimos años. Los valores de píxel que se asignan en las imágenes de TC están relacionados con la atenuación en el tejido correspondiente.11(3):163-180 . mediante la hibridación de un escáner de TC con un tomógrafo por emisión de positrones (PET). con decenas e incluso cientos de filas contiguas de detectores alineadas a lo largo del eje de rotación (fig. La ley de Beer-Lambert establece la relación entre la intensidad del haz inicial de rayos X. el corazón. Los diferentes tejidos del paciente atravesados por el haz de rayos X presentan valores variables del coeficiente de atenuación lineal. el espesor del material x. y la intensidad del haz atenuado de rayos X. principios técnicos y aplicaciones Tomografía cerebral de los orígenes de esta exploración en una matriz de 160 x 160 píxeles. Hay partes de este trabajo que son una versión resumida del capítulo de un libro sobre TC publicado en otro ámbito10. lo que permite adquirir datos de órganos completos con tan solo una rotación8. 2. y también equipos de TC “volumétricos”. por ejemplo. imágenes con selección y supresión de tejidos.senta un plano axial similar del cerebro. Como es notorio. o con un tomógrafo de emisión de fotón único (SPECT)5-7. y la angiografía pulmonar constituyen ejemplos de realce de contraste. Al utilizar un haz de fotones polienergético.11(3):163-180 A Calzado y J 164 Geleijns lo general contiene yodo. A menudo esas imágenes 3D se presentan en color. Evolución. equipados con dos tubos de rayos X. Con la TC es posible obtener con relativa facilidad imágenes tridimensionales (3D) de. Sin embargo. Las proyecciones se obtienen mediante la acción combinada del tubo de rayos X rotando alrededor del paciente y de sistemas detectores que cuentan con cientos de elementos a lo largo del arco detector (generalmente unos 800 . dicha integración no se aplica generalmente. la calidad de la imagen ha mejorado considera. etc. los fundamentos de la TC y sus principales características y soluciones técnicas están descritos en diversos libros y artículos de revisión11-16.
Para este tipo de discretización. En la práctica clínica se encuentran a veces diferencias relevantes entre los valores esperados y los reales de UH.nagua UHmat = nagua # 1000 (4) El aire presenta por definición un valor teórico de -1000 UH (nmat=0) y el agua tiene. la aparición de artefactos en la ima. De la definición de la escala Hounsfield se deduce que los valores de UH obtenidos para todas las sustancias y tejidos. tal como se define por el nivel y el ancho de la ventana elegidos. como la sangre con contraste (yodo) y el hueso (calcio). de 5122. con la que se cubre la mayoría de tejidos relevantes clínicamente. Se puede extender la escala Hounsfield trabajando con una profundidad de 14 bits. el tamaño de la imagen escaneada (FOV). Asimismo. lo que permite ampliar hacia arriba la escala hasta 15359 UH y la hace compatible con materiales de alta densidad y alto coeficiente de atenuación lineal. incluso para el mismo escáner. Sistema de imágenes de TC Evolución de la técnica hasta las configuraciones actuales Después de la investigación preclínica y el desarrollo durante la década de 1970. la ecuación de atenuación a lo largo de una línea que coincida. por ejemplo. el paciente sometido a un examen de TC puede considerarse como una matriz de diferentes coeficientes de atenuación lineal (n ij ). Estas desviaciones son debidas a la dependencia del valor del número de TC obtenido con diferentes parámetros.do número atómico efectivo. al abordar estudios cuantitativos con imágenes de TC se requiere una atención espe. se seleccionan diferentes ajustes de WW y WL.cial a estos problemas. varían cuando se aplican diferentes voltajes del tubo. por lo que a menudo es necesario efectuar calibraciones adicionales. En general los valores comprendidos entre -1000 UH y 10000 ó más UH suelen visualizarse en una escala de gris de 8 bits. también por definición. se aplican las diferentes técnicas de reconstrucción de la imagen para obtener una matriz de los coeficientes de atenuación lineal de la transmisión medida I(d)/I0. En la visualización de las imágenes de la TC es muy importante definir los valores de gris que corresponden a un determinado tejido. I0 e I(d). puede expresarse como: j = 512 Ii ^ d h = I0 e Dx / n j=1 (3) ij El principio básico de funcionamiento de la TC arranca con la medida de las intensidades del haz de rayos X inicial y final. Además. ya que la transmisión se mide generalmente normalizada a la intensidad inicial de rayos X. el tejido blando. que proporciona sólo 256 niveles de gris. La atenuación de los materiales o tejidos en la escala Hounsfield se expresa en relación con el coeficiente de atenuación lineal del agua a temperatura ambiente (nagua ): nmat . el tejido pulmonar o el hueso. 0 UH (nmat = nagua). puede expresarse como: d I ^ d h = I0 e xhdx . lo que fija una escala de valores desde -1024 a 3071 UH. o la posición del objeto medido en el FOV.atenuado. la mayoría de tejidos blandos están representados por valores en el rango de 20 a 70 UH y el número de TC de un hueso compacto puede ser superior a 1000 UH. el pulmón tiene valores en el rango de -950 a -600 UH. La razón es que su coeficiente de atenuación lineal normalizado con respecto al agua presenta una relación no lineal con la energía. con la fila i-ésima de la matriz. en estudios multicéntricos que involucran diferentes escáneres de TC pueden aparecer diferencias significativas en las UH observadas entre centros para los mismos materiales. se debe tener en cuenta que. por ejemplo.gen puede tener un efecto sobre la exactitud de las UH. respectivamente. después de cruzar esa distancia.# n^ (2) 0 Desde el punto de vista de la obtención de la imagen. prótesis ortopédicas e implantes dentales o cocleares. y por lo tanto depende de la pregunta clínica a la que se deba responder. Los valores del número de TC deben tener una profundidad mínima de 12 bits. lo que se consigue de modo óptimo ajustando adecuadamente los valores del nivel (WL) y del ancho de la ventana (WW). la TC se convirtió rápidamente en una modalidad de imagen indispensable en . debe adaptarse a la tarea de diagnóstico. tales como el filtro de reconstrucción. Una escala “extendida” permite una mejor visualización de partes del cuerpo con implantes metálicos. Este efecto es más notable para sustancias o tejidos con eleva. El tejido adiposo presenta valores ligeramente inferiores a cero (-100 a -80 UH). Para visualizar.1% del coeficiente de atenuación lineal relativo al del agua. puede darse con el tiempo una deriva en los valores de UH. Por eso. tales como stents. por ejemplo. Unidades Hounsfield En la TC la matriz de reconstrucción de los coeficientes de atenuación lineal (nmat ) se transforma en una matriz de números de TC medidos en unidades Hounsfield del material o tejido correspondiente (UHmat). A continuación. con excepción del agua y el aire. Cuando se realizan estudios clínicos longitudinales. La escala de grises. y cada incremento de una UH se asocia con un incremento del 0.
la configuración de adquisición axial. El suministro eléctrico al conjunto rotatorio se lleva a cabo típicamente mediante contacto por aros deslizantes (slip ring technology). todos estos elementos giran solidariamente con el soporte. el conjunto de estos dispositivos está montado en un soporte giratorio: el tubo de rayos X. Los tubos utilizados tienen tamaños de foco variable según las necesidades de calidad de imagen (buena resolución a bajo contraste o alta resolución espacial). y la cobertura longitudinal. Evolución de los diferentes tipos de tecnología de TC. Se muestran los cambios esenciales en la configuración del sistema detector. uno de ellos al menos con cobertura completa del FOV Haz cónico con cobertura completa del volumen de interés (FOV completo y 160 mm longitudinal) Rotación múltiple continua de dos tubos de rayos X y de dos conjuntos detectores Una única rotación continua de un tubo de rayos X y del detector La cobertura de 160 mm del campo longitudinal es proporcionada por el haz cónico. el sistema de refrigeración del tubo de rayos X. La técnica de adquisición de TC helicoidal con transporte continuo de la camilla del paciente se había descrito en una patente en 198618. Puesto que dichos perfiles se van a registrar para diferentes direcciones angulares. Tecnología TC Configuración del detector Cobertura del campo de visión axial Adquisición angular de las proyecciones Primeros escáneres clínicos. el conjunto detector. la cobertura del campo de visión axial. con 32 ó 64 canales activos Escáneres de TC volumétrico * Fila única de detectores con cientos de elementos Multidetector con hasta 320 canales activos Una rotación completa (360º) de un tubo de rayos X y del detector Haz en abanico con cobertura completa del FOV Cobertura longitudinal Traslación de la camilla en pasos cortos Rotación múltiple continua de un tubo de rayos X y del detector Traslación continua de la camilla Dos haces en abanico.1974 Un único elemento detector Haz estrecho. En la actualidad la mayoría de los escáneres en uso son helicoidales y con tecnología multicorte. El tubo de rayos X y el generador El tubo de rayos X (con ánodo de wolframio) y el generador de alta tensión se utilizan para producir el haz de rayos X. Para cobertura longitudinal >160 mm: adquisiciones step-and-shoot + enlace de los volúmenes reconstruidos FOV: Campo de visión diagnóstico. el generador de alta tensión para el tubo. El desarrollo de la TC multidetector (o multicorte) y de la TC de múltiples fuentes se había descrito en una patente en Estados Unidos en 198017. 16 y 64 canales activos Escáneres de TC helicoidal con múltiples filas de detectores y doble fuente Dos conjuntos multidetector. el sistema de adquisición de datos. organizados según la configuración del detector.Tabla 1. cobertura del FOV* con traslaciones del tubo y del elemento detector Rotación de un tubo de rayos X y del detector (pequeños incrementos angulares) Escáneres de TC axial (step-and-shoot) Escáneres de TC helicoidal Escáneres de TC helicoidal con múltiples filas de detectores Multidetector con 4. la configuración de adquisición axial. El gantry y la camilla En el interior del gantry de un equipo de TC están todos los dispositivos necesarios para registrar los perfiles de transmisión del paciente. el colimador y los filtros de forma. si bien los equipos de “doble fuente” y la “TC volumétrica” se están introduciendo progresivamente. La potencia máxima de los equipos modernos está . y la cobertura del campo longitudinal. La tabla 1 proporciona una visión general de la evolución de los diferentes tipos de tecnologías de TC. la cobertura del campo de visión axial. Es impresionante constatar que lo esencial de la tecnología moderna de TC utilizada en la práctica clínica actual estaba formulado ya a finales del año 1986. Los perfiles de proyección registrados se transmiten generalmente a un ordenador por medio de tecnologías de comunicación inalámbrica.
puede registrarse fácilmente: Los equipos actuales de TC incorporan detectores de estado sólido. la eficiencia absoluta de detección de rayos X. además de una buena eficiencia de detección.ducción de la cámara giratoria de vacío (rotating vacuum vessel) o el desplazamiento del punto focal (flying focal spot). La medida de intensidad del haz en los elementos detectores permite obtener los perfiles transmitidos para cada dirección angular I(d). generalmente cámaras de ionización con gas xenón. respectivamente (izquierda). 64 y 320 filas de detectores (izquierda). que se relaciona con la atenuación relativa del haz de rayos X. los escáneres de TC incorporan “filtros de forma” (bow tie filters) para crear un gradiente de intensidad del haz de rayos X en el plano axial en la dirección perpendicular al rayo cen. están limitados debido al fuerte incremento de las fuerzas G en tiempos de rotación más cortos. sea detectada por el fotodiodo de un elemento vecino. 64 y 320 filas. las piezas giratorias están expuestas a varias decenas de fuerzas G22. Además de la filtración característica de todos los equipos de rayos X. y la correspondiente resolución temporal de TC. Estos detectores ofrecen una mejor eficiencia de detección en comparación con los de gas a presión utilizados anteriormente. Su eficiencia de detección es prácticamente del 100%. Para lograr mejor el gradiente deseado los filtros se montan cerca del tubo de rayos X. Módulos detectores de equipos con 4. (Cortesía de Toshiba Medical Systems). La ingeniería de estos componentes del escáner es complicada. una respuesta rápida (con poca luminiscencia residual. Estos elementos están separados por un septo para impedir que la luz generada en cada elemento detector. La aparición de los equipos multidetector ha permitido un uso más eficiente de la potencia del con. el haz generado en el tubo debe ser colimado para adaptarlo a las dimensiones deseadas.tral. Los sistemas detectores actuales de TC constan de miles de elementos detectores de estado sólido. mientras que en los detectores de gas era sólo del 70%. El conjunto detector completo. El ancho del haz a lo largo del eje longitudinal es generalmente pequeño. En equipos de TC rápidos. 16. 16.# =e n^ xhdx 0 El tamaño de los detalles que se pueden resolver en las imágenes reconstruidas varía en función del número y el tamaño de los elementos detectores presentes a lo largo del arco detector. con valores de tensión entre 80 y 140 kV. del tamaño de los elementos a lo largo del eje z y del número de ángulos en los que se han registrado las proyecciones en la adquisición. y buena transparencia para la luz generada para garantizar su detección óptima por los fotodiodos. 3 se muestran los módulos del detector de escáneres de 4. por ejemplo) alineadas con el eje longitudinal (eje z) del escáner (1D). ya que se montan en la parte giratoria del gantry y tienen que ser diseñados para soportar las fuertes fuerzas G (fuerza centrífuga) que se producen durante la rotación rápida del conjunto. Así. Delante del detector hay una rejilla antidifusora que por lo general consta de pequeñas láminas de material muy absorbente (wolframio. El conjunto detector de TC está curvado en el plano axial (plano xy). tales como la intro. ya que reducen el área efectiva de detección y por tanto. I(0). por lo que es frecuente utilizar el término “haz en abanico”. I^ d h I ^0 h d . Los detectores de estado sólido utilizados son generalmente de centelleo con fotodiodos adosados en la parte posterior del detector para convertir la luz en una señal eléctrica. El número mínimo de elementos detectores en un arco . En los detectores de estado sólido casi todos los fotones que llegan son absorbidos. Detectores Fig. aunque la combinación de esa rejilla con otra alineada perpendicularmente (2D) ofrece una reducción mayor de la radiación dispersa. con tiempos de rotación del orden de 0.junto generador-tubo. Los equipos de TC cuentan además con detectores situados fuera del FOV que miden la intensidad inicial del haz de rayos X. Las características físicas esenciales de los detectores de TC son. El sistema detector completo de TC (fig. Se han producido innovaciones en la tecnología de los tubos de rayos X. derecha) se compone de muchos módulos detectores adyacentes a lo largo del arco detector. compuesto de múltiples módulos detectores (derecha). El tiempo de rotación.en el rango de 60-120 kW. En la fig. Tanto las láminas que forman el septo como los elementos que forman la rejilla antidispersión deben tener el menor tamaño posible. y tiene forma rectangular a lo largo del eje longitudinal (eje z).35 s. afterglow). El objetivo del gradiente y de los filtros de forma que lo producen es la reducción del rango dinámico de la señal que tiene que ser registrada en el sistema detector. el cociente I(d)/I(0). 3. Filtración y colimación Al igual que en otras aplicaciones de los rayos X en radiodiagnóstico. 3. que han permitido aumentar la potencia máxima y mejorar la resolución espacial19-21.
Esto facilitó la reducción de los tiempos de adquisición. Antes de la reconstrucción. Los escáneres con 4 filas de detectores activos permitieron también mejorar la cobertura longitudinal.5 2007 Fig. con la mejora de la cobertura longitudinal del sistema detector las exploraciones se efectúan en menos tiempo y 1 x5 <1998 4 x 1 16 x 0. Es sabido que si se utiliza una retroproyección simple de los perfiles de transmisión medidos para reconstruir la imagen. En 1998 se introdujeron escáneres con 4 filas de detectores activos. Evolución de la cobertura de los equipos multidetector con el aumento de las filas activas disponibles. En 2007 se introdujo un escáner de TC con 320 filas de detectores activos (Toshiba.0. Por lo tanto. Aquilion ONE). la exploración consiste generalmente en una adquisición helicoidal con múltiples rotaciones. con una cobertura de 160 mm. lo que se utilizó ventajosamente en la práctica clínica para obtener visualizaciones 3D de la imagen escaneada. por ejemplo. con filas de 800-1000 elementos detectores a lo largo del arco detector se obtiene cobertura suficiente del FOV axial con una buena resolución espacial.13. El método conocido como retroproyección filtrada (FBP). ln(I0 / I(d)). Como es lógico. se toma el logaritmo de la inversa de la transmisión normalizada para cada medida. por lo que. se puede alcanzar una resolución espacial mejor que 1 mm. se obtiene una imagen muy borrosa. Con los equipos de TC multidetector de 320 filas. se necesitarían cerca de 800 elementos del detector para alcanzar una resolución espacial de 1 mm en una imagen reconstruida en un campo de visión de 400 mm. Esta conclusión se justifica matemáticamente. Esta técnica está incorporada en la mayoría de los escáneres actuales. Los escáneres de TC multidetector con un máximo de 64 filas de detectores activos no ofrecen cobertura de órganos completos. 4 se muestra la evolución de la cobertura de los equipos multidetector con el aumento de las filas activas disponibles. Como regla general para obtener una buena resolución. La medición de la función de respuesta de punto (PSF) en los escáneres modernos proporciona valores de la anchura a la mitad de la altura máxima (FWHM) de 0. con múltiples variantes. que aumentaron a 16 filas de detectores activos en 2001.5 = 32 mm. Los equipos con 16 ó 64 filas de detectores activos permitieron la adquisición con configuraciones de. es suficiente una única rotación para cubrir ciertos órganos como el cerebro o el corazón.5 1998 2001 64 x 0.24-27. En la fig. es el estándar para la reconstrucción de la imagen en la TC11. Este filtro “óptimo” se denomina con . reconstrucciones 3D de alta calidad.5 = 8 mm y 64 x 0. La introducción de filas múltiples de detectores en los equipos ha sido decisiva para mejorar la cobertura longitudinal. El salto de la adquisición con un escáner de una única fila de detectores y espesor típico de 5 mm a equipos con 4 filas de detectores activos permitió obtener una mejora sustancial de la resolución longitudinal. Desplazando los elementos detectores una longitud igual a un cuarto de su tamaño se dobla el valor de la resolución espacial teórica. se puede reconstruir en secciones más delgadas. Con los conjuntos detectores actuales. que equivale a una suma discreta de los productos ni $ Dx de los elementos del objeto atravesados por el haz. Reconstrucción y procesado de la imagen Los resultados de las numerosas mediciones de la transmisión de rayos X a través de un paciente constituyen la información básica para reconstruir la imagen. aunque presentan también niveles de ruido relativamente altos.5 2004 320 x 0. aunque sin el beneficio de la mejora en resolución longitudinal. Se puede mejorar la resolución espacial de una adquisición con rotación completa (360°) mediante una ligera modificación geométrica de la disposición de los elementos del detector (quarter offset)23. 16 x 0. para cubrir el rango establecido. Produce imágenes reconstruidas con resolución espacial óptima. En resumen.9 mm en el plano axial. 4. Estos escáneres proporcionan una excelente resolución espacial longitudinal. con reducción apreciable de los tiempos de exploración. se puede demostrar que una retroproyección simple no es suficiente para la reconstrucción exacta de la imagen en la TC y que se debe hacer una retroproyección utilizando un filtro13. y a 64 filas de detectores activos en 2004. El filtro (o kernel de convolución) con el que teóricamente se obtiene una reconstrucción óptima en FBP es el denominado filtro de Lakshminarayanan28.detector para alcanzar una resolución espacial de d en la imagen reconstruida cubriendo un valor determinado de FOV debe ser aproximadamente (2 FOV) / d. el número de ángulos de proyección que se necesita es similar al número de elementos detectores utilizados.6 . con 800-1000 elementos a lo largo del arco detector que cubren un campo de visión de 400 mm.
Los equipos de TC actuales ofrecen muchos filtros de reconstrucción que están optimizados para aplicaciones clínicas específicas.nuación en diferentes ángulos de proyección. Sin embargo. Esto sucede moderadamente con un filtro Shepp-Logan. A menudo se utilizan filtros que reducen el nivel de ruido de las imágenes reconstruidas. 5 muestra la adaptación de la carga del tubo (mAs) por el control automático de exposición en cuatro posiciones diferentes. incluida la eliminación de artefactos de rayas (en particular. Algunos sistemas automáticos de control de la exposición en TC obtienen la información sobre la transmisión de diferentes zonas del paciente a partir del análisis de la(s) radiografía(s) de planificación. usada en los primeros tiempos de la TC puede parecer atractiva. tejidos óseos y blandos de manera adecuada. estos filtros producen cierta pérdida de respuesta en las frecuencias más altas. durante la adquisición helicoidal la carga del tubo es mayor en zonas con alta atenuación y disminuye en las zonas con menor atenua. Las radiografías de planificación sirven para fijar las posiciones de inicio y finalización de la adquisición de TC. este filtro se conoce clínicamente como filtro estándar29.ca en función de la atenuación.tudinal del tubo de rayos X relativa al paciente.ción de los rayos X. El control automático de la exposición en TC también puede compensar las diferencias de ate. sin embargo. Los sistemas automáticos de control de la exposición estiman a continuación la corriente óptima del tubo en función de la posición longi. filtro sharp o filtro de hueso. La radiografía de planificación sirve para preseleccionar los valores de mAs de los sistemas de modulación automáti. las imágenes reconstruidas mediante métodos iterativos pueden verse afectadas por artefactos que no están presentes en las imágenes reconstruidas con FBP. En los últimos tiem. Adquisición Radiografía de planificación El examen real de TC está precedido por al menos una radiografía plana de planificación. La exposición a la radiación del paciente debida a la radiografía de planificación es baja y puede considerare despreciable comparada con la exposición debida al examen com. tales como patrones de aliasing o valores fuera de rango (overshoots) en áreas con altos gradientes de intensidad.res de corriente serán los aplicados durante la adquisición de TC. se pueden aplicar también técnicas de reconstrucción algebraicas o estadísticas.medios de tensión (120 kV) y valores bajos de intensidad de corriente del tubo (entre 20 y 100 mA). Se efectúa con el tubo de rayos X estático (sin rotación). ya que se utiliza habi. Un desafío de cara al futuro lo constituyen los métodos de reconstrucción iterativos (estadísticos).lución espacial.pleto de TC.ción en cuatro posiciones diferentes. y un mejor rendimiento en la adquisición de TC de baja dosis34.tualmente en medicina nuclear30-33. causadas por errores de medición y por el ruido. do longitudinalmente y la camilla con el paciente en movi. La recons. esos valo. La fig. lo que se denomina modulación x-y o modulación angular35. 5. por ejemplo. de estas radiografías es moderada en comparación con la de las radiografías clínicas. Además de la FBP. esto se llama modulación de la corriente del tubo en el eje z. Es posible reconstruir una sola exploración con diferentes filtros de reconstrucción para optimizar la visualización de. cuando se utilizan pocos ángulos de proyección). en particular la reso. La reconstrucción algebraica. Se puede reducir aún más el ruido en las imágenes reconstruidas y mejorar así la resolución de bajo contraste. Las técnicas itera.yección frontal o lateral del paciente. Se muestra la adaptación de la carga del tubo (mAs) por el control automático de exposi.te a las grandes matrices (512 x 512. estos filtros son los que en las aplicaciones clínicas se suelen denominar smooth o filtros de tejido blando.frecuencia en la práctica clínica.pos se están introduciendo algoritmos de reconstrucción iterativa en los escáneres comerciales. que proporciona imágenes que son menos ruidosas y con mejor resolución de bajo contraste y resolución espacial un poco peor.trucción iterativa es relativamente bien conocida en el tratamiento de imágenes médicas.tivas podrían proporcionar beneficios potenciales en la aplicación de la TC. El tubo de rayos X se fija por lo general en una posición que permita obtener una radiografía de pro. la reconstrucción a través de resolución de ecuaciones no es viable en la práctica clínica. que se están intentando introducir en la TC. La radiografía de proyección de la exploración se realiza con valores inter. La calidad de imagen.miento. debido fundamentalmen. . 1024 x 1024) que se utilizan en imágenes médicas y a las inconsistencias en las ecuaciones. pero a cambio de obtener una resolución espacial notablemente peor. con el haz muy colima- 75mAs 55mAs 45mAs 75mAs Fig.
En 1989. En la geometría de adquisición helicoidal (derecha) la trayectoria circular del tubo se convierte en helicoidal desde la perspectiva del paciente. La desventaja principal de la TC helicoidal fue la aparición de algunos artefactos asociados (molinos de viento. la trayectoria circu. etc. La adquisición helicoidal . La introducción de la adquisición helicoidal ha mejorado considerablemente el rendimiento de la TC. la adquisición de datos con el tubo de rayos X rotando continuamente y con la camilla desplazándose simultáneamente dio origen a la adquisición helicoidal o espiral36.files de transmisión mediante un giro del tubo de rayos X con la camilla en reposo. y se obtiene una información más coherente para reproducir imágenes en 3D del volumen explorado. aunque para mejorar la resolución temporal.cial) se realiza generalmente con una rotación completa (360°) del tubo de rayos X. Por lo general el desplazamiento es igual al grosor de corte. El ángulo de rotación puede extenderse hasta. La trayectoria circular del tubo lo es también desde la perspectiva del paciente. 6 (izquierda) se muestra la geometría de una adquisición TC axial. En una exploración completa de TC se efectúa una (o más) serie(s) de adquisiciones axiales a fin de cubrir el volumen de interés clínico relevante. La fig.lar del tubo de rayos X se transforma en una hélice desde la perspectiva del paciente.). Algunas de las ventajas de la TC helicoidal: se acorta el tiempo de exploración. Cada adquisición axial (secuen. 6. TC axial Una tomografía axial implica la adquisición de los per. se puede acortar a 180° + ángulo del haz. Geometría de una adquisición axial (izquierda).posibilitó la obtención de datos de un gran volumen del Fig. por ejemplo. Esto se logra mediante sucesivos desplazamientos de la camilla después de cada adquisición axial. para que la serie de adquisiciones axiales pueda ser reconstruida en imágenes axiales contiguas. 6 (derecha) muestra la geometría de una adquisición de TC helicoidal. En la fig. al permitir una mayor carga del tubo (mAs). una adquisición de 720° para mejorar la resolución de bajo contraste. TC helicoidal Hasta 1989 sólo se podía adquirir en TC axial.
4 s). La reconstrucción cardíaca puede ser retrospectiva (ECG gated) y prospectiva (ECG triggered). ya sea para el cálculo del calcio coronario o para angiografía coronaria por TC.ción de datos secuencial (step-and-shoot)39. dieron paso a los de 16 y 64 filas respectivamente. los pulmones. El desplazamiento de la camilla se expresa generalmente en relación con la anchura nominal del haz (igual a la anchura de corte en equipos de corte único). por ejemplo.duce el mejor resultado. lo que constituía un requisito previo para el desarrollo de la angiografía con TC (angio-TC) de alta calidad.3-0. y la adquisi. Una ventaja de este tipo de adquisiciones es la reducción de la dosis del paciente. Con los equipos de TC multidetector las adquisiciones se suelen hacer en modo helicoidal. Los primeros equipos con 4 filas contiguas de detectores activos.ción secuencial en TC cardíaca. TC multicorte Diez años después de la introducción de la TC heli. libre de movimiento.rias entre diferentes fases cardíacas. con la introducción de escáneres multidetector de rotación rápida. Además. En este caso. Las reconstrucciones basadas en la selección retrospectiva de la fase cardíaca utilizan el registro de los datos brutos y el ECG durante uno o más ciclos cardíacos completos. el cociente entre el desplazamiento de la camilla en una rotación de 360° del tubo y la anchura nominal del haz se denomina factor de paso o pitch. la fase cardíaca correspondiente al 70% del intervalo RR pro. TC cardíaca La TC cardíaca se basa en la sincronización de la reconstrucción de la imagen con el electrocardiograma (ECG) y la selección de la fase de menor movimiento car.díaco37. típicos en equipos de corte único. En consecuencia.paciente en apnea. el tiempo de rotación se redujo desde 1-2 s.sición simultánea de perfiles de un gran número de secciones. Una alternativa a la reconstrucción retrospectiva la constituye la adquisi. Las excepciones se dan para TC de alta resolución de. se produjo un enorme avance en la tecnología de TC que facilitó la aparición de nuevas aplicaciones clínicas.coidal.38. Algunos equipos permiten escanear prospectivamente todo el corazón en un solo latido durante la fase (de reposo) preseleccionada del ciclo cardíaco: los escáneres rápidos “de doble fuente” (Siemens Definition . hasta valores muy inferiores (0.zón en diferentes fases cardíacas en la que se pueden apreciar diferencias de borrosidad de las arterias corona. 7 muestra una reconstrucción del cora. lo que hizo posible la adqui. La fig. en estas condiciones es posible escanear prácticamente todo el cuerpo de un adulto en una inspiración con espesores de corte muy por debajo de 1 mm.
Puede des. Fluoroscopia TC y procedimientos intervencionistas La TC dinámica se puede utilizar para intervenciones guiadas por la imagen. La fig. de modo que sólo debe utilizarse adquisición dinámica si el corte axial no proporciona información suficiente. TC Dental . Deben tomarse precauciones especiales para evitar la exposición directa de la mano del operador. Reconstrucciones del corazón en diferentes fases cardíacas. La fase cardíaca para la que se obtiene la imagen más nítida en la imagen es la correspondiente al 70% del intervalo RR de la curva del ECG. han propiciado el desarrollo de la fluoro-TC. Los trabajadores presentes en la sala de TC deben mantener la mayor distancia posible al escáner para limitar su exposición a la radiación dispersa. las aplicaciones clínicas relativamente nuevas son la abla.pular la aguja durante la fluoroscopia CT y sólo lo hará con un porta-agujas especial que proporciona la distancia extra entre la mano del operador y el haz de rayos X. La primera aplicación clínica se remonta a 1993 y la fluoro-TC multicorte se introdujo en 1999. Se aprecia la diferente borrosidad de las arterias coronarias. los marcadores situados en la piel permiten planificar la posición de entrada de la aguja.ciones que en fluoroscopia convencional: el número de adquisiciones debe ser el menor posible y su duración. la cifoplastia. La imagen obtenida durante la punción guiada por fluoroscopia TC permite visualizar con precisión la posición de la aguja. y la ablación de tumores con alcohol. como la rotación continua y rápida del tubo de rayos X.nicas de la fluoro-TC multicorte crece constantemente: se utiliza habitualmente para tomar biopsias difíciles. 8. por lo que se puede evitar la exposición directa de la mano44. esta técnica se denomina fluoros. Su aplicación requiere hardware adicional que incluye un dispositivo de control del funcionamiento del escáner desde el interior de la sala de TC. así como la instalación de monitores en la sala que permitan visualizar las imágenes.ción por radiofrecuencia guiada por TC. Con un único corte axial de baja dosis suele ser suficiente para obtener información sobre el estado del procedimiento. ya que es suficiente una calidad de imagen moderada para efectuar la punción. reconstruir imágenes en tiempo real. hacerlo en una única rotación. La dosis en piel a la entrada del paciente debe ser controlada para garantizar que no se produzcan efectos deterministas en la piel. los marcadores en la piel permiten planificar la posición de entrada de la aguja y visualizar el objetivo de la punción. Estas medidas reducen efectivamente la exposición a la radiación tanto del paciente como de los operadores. Sección axial utilizada para la preparación de una punción. En fluoro-TC el operador debe observar las mismas precau. 8 muestra una sección axial utilizada para la preparación de una punción. 7. el objetivo de la punción también es visible (izquierda).copia TC (fluoro-TC). En la práctica de fluoro-TC se requiere una especial atención a los aspectos de protección radiológica. Algunos avances técnicos. Los operadores presentes en la sala de TC durante la fluoro-TC deben protegerse con un delantal de plomo para minimizar la exposición a la radiación dispersa. la vertebroplastia.tacarse que el ruido es mucho mayor en esa imagen de la punción que en la exploración de diagnóstico. Estas técnicas nuevas de adquisición en “un único latido” anuncian importantes reducciones de las dosis de radiación40-43. lo más corta posible. La imagen obtenida durante la punción guiada por fluoroscopia TC permite visualizar con precisión la posición de la aguja (derecha). El número de indicaciones clí.0% 10% 50% 60% 20% 30% 40% 70% 80% 90% Fig. así como la incorporación de hardware suficientemente rápido para Fig. De modo general la fluoro-TC debe realizarse con una corriente de tubo relativamente baja para reducir la exposición del paciente. Flash) pueden adquirir helicoidalmente datos del corazón completo y los de haz cónico (Toshiba Aquilion ONE). el operador debe mani.
Las exploraciones de TC de la mandíbula se pueden hacer con cualquier escáner. aunque es posible también diseñados utilizar equipos de TC de haz cónico (CBCT) .
9). aunque limita su potencial de aplicación en otros campos de la imagen médica. Los escáneres de TC dental están diseñados para que el paciente esté sentado durante el examen. por otra parte. hay otras aplicaciones más experimentales. 10 muestra un ejemplo de un estudio de angio-TC dinámica del cerebro con un escáner de tomografía volumétrica que cubre todo el cerebro (Aquilion ONE. Esto significa que el tiempo de rotación es relativamente largo. La TC de energía dual permite mejorar la visualización de los tendones de la mano y el pie. En algunos estudios de abdomen antes de la TC se administra por vía oral una solución diluida de yodo para mejorar el contraste en el tracto gastrointestinal. La fig.luar adecuadamente en las imágenes reconstruidas. se pueden eliminar las estructuras óseas de la imagen en las exploraciones angio-TC. el seguimiento de la evolución temporal de un proceso dinámico en un volumen de interés. Actualmente es posible realizar estudios de perfusión de órganos tales como el cerebro. la planificación del tratamiento de radioterapia. lo que se efectúa escaneando el volumen de interés con dos voltajes del tubo.46. tales como las imágenes de TC de doble energía y los estudios dinámicos de TC volumétrico. do por vía intravenosa para mejorar el contraste entre la luz y la pared del vaso. Toshiba). Con los equipos de CBCT dental se obtienen imágenes de cortes axiales muy finos de la mandíbula que puede ser reformateadas en múlti. lo que significa que los tejidos blandos no se pueden eva. lo que es conveniente antes de interpretar los resultados de algunos estudios47. Estos escáneres dentales son relativamente pequeños y presentan componentes dife. los escáneres de CT dental están equipados con un tubo de rayos X compacto (de una potencia relativamente baja) y por lo general tienen un detector de panel plano. Con las imágenes de la evolución temporal del realce de contraste vascular del cerebro se puede hacer un seguimiento del realce arte. En angiografía TC se administra contraste yodado por vía intravenosa para mejorar el contraste entre la luz y la pared del vaso (derecha). También se puede utilizar filtración adicional del haz para optimizar más los dos espectros de rayos X. por ejemplo.rentes de los de TC de cuerpo entero45. Estas exploraciones son también conocidas como TC en 4D. En la colonografía TC se introduce gas a través del recto para mejorar el contraste entre el colon y los tejidos circundantes (izquierda).rial y venoso. el corazón y el hígado. En la colonografía TC se introduce gas a través del recto para mejorar el contraste entre el colon y los tejidos circundantes. El detector de panel plano es comparable a los que incorporan los equipos de rayos X utilizados para obtener radiografías digitales de proyección. TC con realce de contraste En las imágenes de TC con realce de contraste. En particular. que es una aplicación ya consolidada.ples vistas panorámicas y transversales. Aplicaciones especiales Entre las aplicaciones especiales de la TC se incluye. Hay escáneres especiales (wide bore scanners) con una abertura del gantry suficientemente grande como para permitir que el paciente sea explorado en esa posición.mente bajo.para estas aplicaciones. 9. La ventaja de estos equipos es que proporcionan una calidad de imagen suficiente para aplicaciones en radiología maxilofacial con coste relativa. y permiten un gran FOV4. El diseño de los escáneres de TC de haz cónico dentales impone también una limitación de la velocidad de rotación del brazo en el que están montados el tubo de rayos X y el detector. De manera general ofrecen un rendimiento pobre en lo que respecta a la resolución de bajo contraste. además. Durante los estudios dinámicos el operador .48. Se puede diferenciar. En ellas se puede visualizar. se produce artificialmente contraste entre estructuras que no serían visibles directamente en las exploraciones (fig. por ejemplo. esto es. Las imágenes de TC para la planificación del tratamiento de radioterapia se obtienen explorando al paciente en la posición que adoptará durante las sesiones de radioterapia. Las imágenes de TC de doble energía (o energía dual) requieren adquisiciones del volumen de interés con dos diferentes energías promedio de fotones. por una parte. Algunos escáneres permiten la obtención de estudios dinámicos de TC. entre el ácido úrico que contiene cálculos urinarios y el ácido úrico que no lo contiene. el movimiento de las articulaciones o la captación de contraste en ciertos órganos (perfusión o angiografía TC dinámica). En angiografía TC se administra contraste yoda- Fig. La TC de energía dual permite una mejor diferenciación entre ciertos tejidos con y sin patologías. Esto no supone en general una limitación para su aplicación clínica en el campo de imagen dental.
tales como eritema y depilación49-51. por el aumento del ruido en las imágenes52.Fig. con el 75%. que añade ruido a los datos brutos para simular la calidad de imagen de las adquisiciones. por lo que la dosis en la piel del paciente debe mantenerse por debajo de 2 Gy para evitar el riesgo de inducción de efectos deterministas. Los datos brutos de la adquisición clínica han sido procesados con un algoritmo de simulación de bajas dosis. El ruido de la imagen se puede disminuir. Además. Toshiba). debe tener en cuenta que pueden acumularse dosis a la entrada muy rápidamente. a costa de la exposición del paciente. La fig. 10. respectivamente. Los físicos médicos suelen evaluar la resolución de bajo contraste (RBC) con maniquíes que contienen . 50% y 25% de la corriente del tubo en la adquisición clínica. de la filtración del haz y del algoritmo de reconstrucción12-14. La resolución de bajo contraste es la capacidad de detectar estructuras que ofrecen sólo una pequeña diferencia en la señal (expresada en UH) en comparación con su entorno directo. Se simula que fueron obtenidas. a costa de la resolución espacial. Es notorio que las lesiones de bajo contraste en el hígado se visualizan con mayor dificultad cuanto menor es la corriente de tubo. o bien incrementando el grosor de corte reconstruido. Calidad de imagen Parámetros de calidad de imagen La característica más importante que distingue a la TC de la radiografía y la planigrafía radica en la excelente resolución de bajo contraste que proporciona. la resolución de bajo contraste depende de la tensión del tubo. mediante un aumento de la corriente del tubo (mA). El ruido de la imagen es la principal limitación para la resolución de bajo contraste. Estudio de angio-TC dinámica con un escáner de tomografía volumétrica que cubre todo el cerebro (Aquilion ONE. 11 muestra una TC de hígado con contraste. y de paso mejorar la calidad de imagen. La imagen que corresponde al 100% es la obtenida en la adquisición clínica real.
pero aún no se está aplicando a gran escala53.tos sólo se pueden resolver bien en la imagen cuando hay una diferencia suficientemente grande entre la señal (en UH) y su entorno directo. la resolución espacial también se puede medir con la PSF de una pequeña gota de wolframio (derecha). Se simu. La imagen de la izquierda muestra también insertos de PMMA de bajo contraste de diferentes diá. Para tener buena resolución temporal hay que efectuar una adquisición rápida de datos (rotación rápida del tubo de rayos X). Los algoritmos de reconstrucción que se utilizan para aplicaciones generales de TC disponen en principio de una resolución temporal equivalente al Fig. mediante el cálculo de la relación señal-ruido (SNR). La resolución espacial. con el 75%. -100 UH. Imágenes del maniquí CatPhan. polietileno de baja densidad. La imagen del 100% se obtuvo en la adquisición clínica real. polimetilmetacrilato (PMMA). -1000 UH.la que fueron obtenidas.54. que les añade ruido para simular la calidad de imagen de las adquisiciones. Salem) que es de los más utilizados para evaluar la calidad de imagen de TC. insertos de bajo contraste de diferente tamaño. La imagen derecha sirve para obtener la PSF y para verificar la uniformidad espacial del número de TC. u objetivamente. Un modo de caracterizar objetivamente el funcionamiento del escáner es el cálculo del espectro de potencia de ruido (NPS). o con el perfil de sensibilidad de una sección (SSP) para la resolución espacial a lo largo del eje z. . con la función de dispersión de punto (PSF) para caracterizar la resolución espacial en el plano axial. 115 UH. Los fabricantes de equipos de TC proporcionan información sobre la MTF. El tamaño del vóxel se utiliza a menudo como indicador de la resolución espacial.100% 75% 50% 25% Fig.9 mm en las 3 dimensiones. respectivamente. Con las imágenes de TC de estos maniquíes se puede evaluar la RBC. Los pequeños obje. 990 UH.6-0. 12. lo que permite explo. La capacidad de los equipos actuales de 64 cortes en cuanto a la resolución espacial. La fig. 50% y 25% de la corriente del tubo en la adquisición clínica. y teflón. La resolución espacial se expresa preferentemente como la respuesta a una función d. cabe señalar que el tamaño de vóxel debe interpretarse con cuidado ya que trabajar con un tamaño menor de vóxel no implica necesariamente una mejor resolución espacial. expresada como el valor de FWHM de la PSF. La imagen de la izquierda permite verificar la exactitud de de los números de TC y la detectabilidad de bajo contraste. Una buena resolución temporal evita los artefactos y la borrosidad de la imagen inducidos por el movimiento. está en el rango de 0. ya que no existe una norma general internacional que describa el procedimiento de medida de la MTF en equipos de TC. o resolución de alto contraste. 12 muestra imágenes de un maniquí CatPhan (The Phantom Laboratory. aunque esos datos deben manejarse con cuidado. La imagen central corresponde al módulo de resolución espacial. por uno o varios observadores que tienen que decidir sobre la visibilidad de los insertos. el algoritmo de reconstrucción y el grosor del corte reconstruido. La resolución temporal es la capacidad de resolver objetos en movimiento rápido en la imagen de TC. es la capacidad de observar los contornos de objetos pequeños en el volumen explorado. la respuesta se suele cuantificar como la FWHM. La imagen del centro muestra pares de líneas de alto contraste que permiten la evaluación de la resolución espacial. el fondo es de 90 UH). sin embargo. La imagen de la derecha se puede utilizar para evaluar la homogeneidad del número de TC en la imagen. La función de transferencia de modulación (MTF) proporciona información útil sobre la calidad de la imagen en función de la frecuencia espacial. Por otra parte. La resolución espacial está limitada primariamente por la geometría de adquisición del escáner. bien subjetivamente. Los datos brutos de la adquisición clínica han sido procesados con un algoritmo de simulación de bajas dosis. TC de hígado con contraste. aunque su evaluación clínica es complicada y no se realiza habitualmente por los físicos médicos.metros situados en torno al centro. La imagen de la izquierda permite comprobar el valor en UH en la imagen reconstruida (cuatro insertos grandes en la periferia del espectro representan aire.rar el efecto del tamaño del objeto en la detectabilidad de bajo contraste. 11.
. en el rango de 80 a 100 kV. MTF) y las valoraciones por parte de observadores de las imágenes de objetos de prueba descritas en la sección anterior dan información sobre la “capacidad” del escáner de TC.tiempo de rotación (rotación de 360°: “reconstrucción completa”). La optimización de la tensión del tubo se basa principalmente en consideraciones teóricas. en estudios sobre maniquíes (por ejemplo. Efecto de los parámetros de adquisición y reconstrucción en la calidad de imagen Los principales parámetros de adquisición en la tomo. Por ahora no es fácil disponer de esos algoritmos en los equipos. una de las causas puede ser que la repetición de exámenes del mismo paciente en diferentes condiciones se considera inadecuada. y tres imágenes adicionales que se obtuvieron simulando matemáticamente dosis más bajas (50%. por la exposición adicional a la radiación que conlleva una exploración extra. Para lograr una buena transmisión de rayos X y que llegue suficiente señal al detector se emplean valores relativa. Esto se justifica por la colimación relativamente estrecha del haz de rayos X que limita su eficacia. aunque lo deseable sería que se basaran en estudios de observación clínica y pruebas que aportaran suficiente evidencia científica. Sin embargo. Por razones prácticas. de modo que las tres imágenes adicionales se obtuvieron sin exponer al paciente a adquisiciones múltiples. NPS. la intensi. Un estudio con observadores diseñado apropiadamente Fig. como la larga duración de las adquisiciones y la capacidad calorífica del tubo de rayos X.59. 13. La resolución temporal se puede mejorar aún más mediante el uso de metodologías de reconstrucción (TC cardíaco con una reconstrucción segmentada) o utilizando un escáner de TC de doble fuente. 12. 25%.grafía computarizada son: la tensión del tubo. ya que no se han descrito algoritmos apropiados para simular el efecto de la tensión del tubo en la calidad de la imagen. las imágenes pueden ser reconstruidas en el escáner y ser utilizadas en estudios de observación para evaluar el nivel de ruido aceptable en las imágenes para un determinado examen o indicación55-57. podría servir para establecer el valor óptimo de mAs para esa exploración. se puede simular el efecto sobre la calidad de la imagen de la adquisición con cargas de tubo (mAs) menores utilizando modelos matemáticos que añadan ruido a los datos brutos. La corriente de tubo utilizada en la tomografía computarizada está limi. puede ser ventajoso utilizar una tensión del tubo más baja.140 kV). Hay un desconocimiento. Después de añadir el ruido. en términos de parámetros fundamentales de calidad de imagen o de parámetros prácticos. los protocolos clínicos de adquisición en la tomografía computarizada se basan en gran medida en la experiencia y el consenso. la mejor resolución temporal alcanzable de modo usual es ligeramente superior al 50% del tiempo de rotación (180° + ángulo del haz). Sin embargo.tada a veces por causas técnicas. Sin embargo. los estudios con observadores que tienen como objetivo la optimización de protocolos de adquisición de TC son escasos. Esa información puede ser utilizada para las especificaciones y para el control de calidad del equipo. de cómo extraer información de los objetos de prueba. además de por razones de protección radiológica. Estudios clínicos con observadores Los indicadores fundamentales de la calidad de imagen (PSF. no proporcionan información suficiente para desarrollar y optimizar protocolos de adquisición de estudios clínicos de TC. La fig. que permita determinar cuál es la calidad de imagen clínica requerida por los radiólogos para los objetivos clínicos concretos. tales como estudios con realce de contraste y TC pediátrica.dad de corriente del tubo y la velocidad de rotación. Para ciertas aplicaciones especiales. Exploración clínica real de TC cardíaco (imagen superior izquierda. al menos parcial. y tres imágenes adicionales que se obtuvieron simulando matemáticamente dosis más bajas. 13 muestra una exploración clínica real (100% de los mAs). La optimización de la tensión del tubo es más difícil de lograr.5% de los mAs reales). dirigidos a optimizar la CNR en estudios de angiografía CT usando contraste yodado) y en el consenso entre observadores58. No se dispone en la actualidad de métodos sencillos para medir la resolución temporal en un entorno clínico.mente altos de la tensión del tubo (120 . 100% de los mAs).
Cualquier adquisición de TC puede ser reconstruida aplicando uno o más filtros de reconstrucción.luar bien en las imágenes de la fila superior. WW 2500). las de la derecha. WW 100). respectivamente. el filtro de reconstrucción. las imá. . Las reconstrucciones en la actualidad se suelen hacer con un grosor de corte inferior a 1 mm. es preferi. 14 muestra tres reconstrucciones con tres espesores diferentes: de arriba abajo. debido a la elección de una ventana de visualización de cerebro.Para evitar artefactos de movimiento en la TC. y las imágenes MPR que se puedan utilizar junto con las imágenes axia. La fig. mientras que la evaluación de tejidos blan. las de la fila inferior se visualizan con una ventana de hueso (WL 1000. Estos incluyen.les. 5 mm y 0. Esto se ilustra en la fig. Las imágenes de la fila inferior se presentan con una ventana de visualización adecuada para la Fig. cial en el plano coronal mejora considerablemente al disminuir el espesor de corte. Las imágenes de la fila superior se muestran con una ventana de visualización del cerebro (WL 50. Se pone de manifiesto que la resolución espa- Fig. Hay parámetros de reconstrucción y de visualización que tienen también un impacto sobre la calidad de ima. La imagen superior izquierda es adecuada para la evaluación del tejido cerebral. en la que hay cuatro imágenes axiales de TC de la cabeza. se puede seleccionar un tiempo de rotación más largo para obtener una RBC adecuada. 14. con un filtro de hueso. 15.dos en la imagen superior derecha se ve dificultada por el ruido de la imagen introducido por el filtro de reconstrucción de hueso. La resolución espacial en el plano coronal mejora considerablemente al disminuir el espesor de corte tanto en la representación (rendering) de volumen como en las imágenes coronales.te. con un filtro de hueso. las ventanas de visualización. respectivamen. WW 2500). tanto en la representación (rendering) volumétrica como en las imágenes coronales. Reconstrucciones con tres espesores diferentes: de arriba abajo.5 mm. WW 100).gen y el desempeño del observador. Para las exploraciones menos propensas a los artefactos de movimiento y que requieren una buena resolución de bajo contraste. El hueso no se puede eva. por ejemplo. espesores de corte reconstruido de 10 mm.genes de la fila inferior se muestran con una ventana de hueso (WL 1000.5 mm. espesores de corte reconstruido de 10 mm. tales como las exploraciones del cerebro. Las imágenes de la izquierda han sido reconstruidas con un filtro de tejidos blandos. Imágenes axiales de TC de la cabeza. Las imágenes de la izquierda han sido reconstruidas con un filtro de tejidos blandos. 15. En la fila superior se muestran ambas imágenes con una ventana de visualización del cerebro (WL 50. las de la derecha. 5 mm y 0. el espesor de reconstrucción. Durante la lectura de imágenes el radiólogo puede seleccionar la ventana correspondiente a la anatomía y la patología específica de interés.ble seleccionar el tiempo de rotación más corto posible.
18 muestra dos imágenes del tórax. una representación volumétrica. las imágenes de la fila infe. a la izquierda una generada con proyecciones de máxima intensidad (MIP). WW 1500). las de la fila inferior se muestran con una ventana de pulmón (WL –500. WW 1500). con filtro de alta resolución. 17 se muestran una imagen axial del cerebro y tres reformateadas: una MPR coronal. Los pequeños vasos pulmonares se aprecian mejor en la imagen inferior derecha debido a la utilización de un filtro de reconstrucción apropiado. Todas las imágenes de la fig. 16. Las imágenes de la fila inferior se visualizan con una ventana apropiada para la evaluación de los pulmones. 17. una MPR sagital y una representación (rendering) volumétrica. 16. Imagen axial del cerebro (arriba – izquierda) y tres reformateadas: una MPR coronal.evaluación de los huesos. Las imágenes de la izquierda están reconstruidas con filtro de tejido blando y las de la derecha. Imágenes axiales de TC corporal con contraste. por no usarse la ventana adecuada. el uso de un filtro de reconstrucción de tejido blando dificulta la evaluación de los vasos en la imagen inferior izquierda. una MPR sagital y una representación volumétrica. Las imágenes de la fila superior se muestran con una ventana de tejidos blandos (WL 50. la evaluación de estas áreas (imagen supe. La imagen superior izquierda es adecuada para la evaluación de las áreas con realce de contraste del hígado. 18. En la fig. Los tejidos blandos no se pueden evaluar bien en las imágenes de la fila inferior debido a una ventana de visualización específica de pulmón. Fig. . Fig.ne cuatro imágenes axiales de TC corporal con contraste. debido a la ventana de visualización de los tejidos blandos. mientras que en la imagen inferior izquierda la evaluación de hueso se hace difícil por no haberse reconstruido con el filtro adecuado. Las imágenes reformateadas en diferentes modalidades pueden ser un complemento útil en la lectura de imágenes axiales. y la de la derecha. La fig. WW 500).rior se muestran con una ventana de pulmón (WL -500. y a la derecha. Las imágenes de la izquierda han sido reconstruidas con filtro de tejido blando y las de la derecha. WW 500).61. la imagen de la izquierda es una proyección de máxima intensidad (MIP). con filtro de alta resolución. 15 fueron reconstruidas con los datos brutos de una única adquisición de TC. que contie. una representación volumétrica60. Las imágenes muestran grandes áreas de bajo contraste realzado del hígado y los pequeños vasos con realce de contraste en los pulmones. el tejido cerebral no se puede evaluar bien en las imágenes de la fila inferior.rior derecha) se ve dificultada por el ruido de la imagen generado por el filtro sharp. Los vasos con contraste de los pulmones no se pueden evaluar bien en las imágenes de la fila superior. Fig. En la fila superior se muestran ambas imágenes con una ventana de tejidos blandos (WL 50. Los detalles en el cráneo se aprecian mejor en la imagen inferior derecha debido al filtro de reconstrucción de hueso. Un efecto similar se observa en la fig. Asimismo. Imágenes del tórax.
por logra si se llevan a cabo calibraciones del escáner de ejemplo.64 . la menos el 0. la reconstrucción. Las compacto. 21. un muestreado pobre permiten obtener información acerca de las pequeñas diferencias en la respuesta de elementos detectores produce patrones de Moiré. en caso de mal funcionamiento de uno o más acuer. u objetos calibraciones con maniquíes permiten corregir (en hueso dar lugar a artefactos por parte) el efecto de endurecimiento del haz.63. aunque con menos frecuencia. coronarias se visualizan como MPR curvo. 19 muestra las cavidades del corazón y las arterias coronarias reformateadas en 2D. 20. Imágenes de las cavidades del corazón y de las arterias coronarias reformateadas en 2D simple y curvo. 21). fabricante. Las calibraciones generalmente se hacen en caso de mal funcionamiento del tubo de rayos X en aire. 19. calcificaciones. Esto es esencial. Este maniquí se utiliza para la calibración sus curvaturas complejas en 3D. las arterias Fig. El MPR curvo permite la visualización de las arterias coronarias. Artefactos Los artefactos pueden estar relacionados con la adquisición. y también. aunque se pueden utilizar otros de mayor tamaño para calibrar con FOV grande. fig.5% y una calibración en aire resulta luminiscencia residual (afterglow) del detector puede 63. en un plano 2D62. con de agua. de las adquisiciones con un FOV relativamente pequeño. en durante la adquisición (arcos en el tubo de rayos X ) se maniquíes con agua. en la fig.do con los protocolos prescritos por el elementos detectores. Disposición del equipo para efectuar una calibración con un maniquí relleno de agua.Fig. Artefacto de metal causado por endurecimiento del haz y señal débil en el sistema detector. adecuada y permite la corrección de la señal registrada producir borrosidad en la imagen La fuerte atenuación del haz de rayos X al atravesar por cada elemento detector individual. ya que en la TC las finito se obtiene un valor promedio de los materiales proyecciones tienen que tener una preci.sión de al del vóxel. Artefacto de anillos causado por la descalibración de uno o más elementos detectores (izquierda). Las calibraciones en aire producen imágenes inutilizables. 20 metálicos puede se muestra la dis. La fig. Fig. como el grosor de corte es individuales. (artefactos de anillo. Los La calidad de imagen de TC adecuada sólo se artefactos relacionados con la adquisición ocurren. o con el paciente. un maniquí relleno .posición del equipo para calibrar con endurecimiento del haz. las cavidades se evalúan bien con un simple MPR (los MPR están angulados en relación con las imágenes axiales para visualizar mejor las cavidades del corazón). denominado efecto de volumen parcial.
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Marcelino Romero Pinto

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