Tomografía Computarizada - Manual Radiológico
OBJETIVOS
Al terminar este capítulo, el lector debe ser capaz de realizar lo siguiente:
1. Enumerar y describir las diferentes generaciones de sistemas de imagen por tomografía computarizada (TC).
2. Definir los componentes de los sistemas de TC y sus funciones.
3. Explicar la reconstrucción de la imagen por interpolación y retroproyección.
4. Describir las características de la imagen de TC relativas a la matriz de la imagen, de la unidad Hounsfield y del perfil de sensibilidad.
5. Describir la selección técnica en TC.
6. Explicar las relaciones de la imagen helicoidal entre factor de desplazamiento, índice, perfil de dosis y dosis del paciente.
7. Relacionar la calidad de la imagen con la resolución espacial, la resolución de contraste, el ruido, la linealidad y la uniformidad.
8. Enumerar las ventajas y las limitaciones de la TC helicoidal multicorte.
CONTENIDO
Principios de funcionamiento
Generaciones de tomografía computarizada
Diseño del sistema de obtención de imágenes
Consola de control
Ordenador
Cabezal
Tecnología de anillo deslizante
Características de la imagen
Matriz de la imagen
Números de TC
Reconstrucción de la imagen
Reforma multiplanar
Calidad de la imagen
Resolución espacial
Resolución de contraste
Ruido,Linealidad,Uniformidad
Principios de obtención de imágenes mediante TC helicoidal multicorte
Algoritmos de interpolación
Factor de desplazamiento
Perfil de sensibilidad
Técnica de obtención de imágenes
Matriz detectora de múltiples cortes
Velocidad de obtención de datos
Control de calidad de la tomografía computarizada
Ruido y uniformidad
Linealidad Resolución espacial
Resolución de contraste
Grosor del corte Incremento de la camilla
Localizador del láser
Dosis del paciente
Resumen
El sistema de imagen de TC no graba una imagen de forma convencional. El haz de rayos X colimado se dirige al paciente, la imagen formada por el haz de radiación atenuado la mide un conjunto de detectores, la señal de éstos la mide un ordenador, la imagen se reconstruye en el ordenador y, finalmente, ésta se muestra en una televisión o en un monitor plano.
La TC helicoidal multicorte adquiere imágenes transversales, que son secciones de anatomía perpendiculares al eje longitudinal del cuerpo.
La imagen resultante en el ordenador es una matriz de intensidades electrónica. El tamaño de la matriz es habitualmente de 512×512 píxeles. Cada píxel contiene información numérica denominada número de TC o unidad Hounsfield. El píxel es una representación bidimensional del correspondiente vóxel del volumen hístico.
La resolución de contraste del sistema de imagen de TC es excelente debido a la reducción en la radiación dispersa que se obtiene con la colimación del haz de rayos X. La capacidad de obtener imágenes de anatomía con poco contraste está limitada por el ruido del sistema. Este ruido está determinado por el número de rayos X utilizados por la matriz detectora para generar la imagen. La TC helicoidal multicorte tiene las ventajas siguientes sobre la TC convencional de gatillado prospectivo: 1) reducción de la pérdida de definición por movimiento, y por tanto reducción de los artefactos de movimiento,2) reducción del tiempo de análisis, 3) reducción del artefacto de volumen parcial y 4) incremento del volumen de tejido que se puede analizar. Cuando se inicia el examen, el tubo de rayos X rota continuamente y la camilla del paciente se desplaza a través del plano del haz rotatorio. Los datos registrados se reconstruyen a cualquier posición del eje z mediante una interpolación. El factor de movimiento es la relación entre el movimiento de la camilla del paciente y el ancho del haz de rayos X. Un incremento del factor de movimiento por encima de 1:1 aumenta el volumen de tejido que se puede analizar y esto se hace a una dosis del paciente menor. La necesidad de que los tubos de rayos X estén activos durante más tiempo requiere niveles de potencia más elevados en el tubo de rayos X de TC helicoidal. Las matrices detectoras de estado sólido con una eficiencia detectora global de aproximadamente un 90% son las preferidas. El volumen de tejido analizado se determina a partir del tiempo de examen, el desplazamiento de la camilla, el factor de desplazamiento y el ancho del haz de rayos X. La mejora en la resolución espacial en el eje z se nota con la TC helicoidal porque no hay regiones sin datos y las imágenes de reconstrucción pueden incluso solaparse. Adicionalmente, la TC helicoidal sobresale en la reforma multiplanar tridimensional (MPR).
PREGUNTAS DE AUTOEVALUACIÓN
1. Defina o identifique los siguientes términos: a. Algoritmo. b. Imagen transversa. c. Proyección. d. Interpolación. e. Colimación prepaciente. f. Frecuencia espacial. g. Unidad Hounsfield. h. Anillo deslizante. i. MTF. j. MIP.
2. ¿Quien presentó la TC en 1970?
3. Explique el término «interpolación lineal a 180°».
4. ¿Cuáles son los componentes de la parte del cabezal (gantry) del sistema de imagen de TC?
5. ¿Cuáles son los requerimientos especiales del tubo de rayos X utilizado en la TC?
6. Escriba la fórmula del factor de desplazamiento de rastreo helicoidal.
7. ¿Cuál es el volumen de tejido analizado con un grosor de sección de 10mm, un tiempo de rastreo de 30s y un factor de desplazamiento de 1,6:1?
8. Describa los dos colimadores utilizados en la TC.
9. ¿De qué material se confecciona la mesa de exploración del paciente?
10. Explique cómo la tecnología de anillos deslizantes ha contribuido al desarrollo de la TC helicoidal.
11. ¿Cuál es el tamaño del vóxel de un sistema de imagen de TC con una matriz de 320×320 de tamaño, un diámetro de reconstrucción de 20 y 0,5cm de espesor de sección?
12. ¿Qué selecciones de técnica determinan el volumen de tejido analizado en la TC helicoidal? 13. Defina la reforma multiplanar (MPR).
14. Plantee la formulación matemática del proceso de reconstrucción de la imagen por TC helicoidal multicorte.
15. ¿Qué tipo de generador de alto voltaje se usa para la TC helicoidal multicorte?
16. Un sistema de imagen de TC puede identificar un objeto de alto contraste de 0,65mm. ¿Qué frecuencia espacial representa?
17. Un examen de 10s se lleva a cabo con un factor de desplazamiento de 1,5:1 y una colimación de 5mm. ¿Cuánto tejido se analiza?
18. ¿Por qué los factores de desplazamiento mayores de 2:1 prácticamente no se usan?
19. ¿Qué determina la resolución espacial en el plano?
20. ¿Qué describe el término linealidad?
Al terminar este capítulo, el lector debe ser capaz de realizar lo siguiente:
1. Enumerar y describir las diferentes generaciones de sistemas de imagen por tomografía computarizada (TC).
2. Definir los componentes de los sistemas de TC y sus funciones.
3. Explicar la reconstrucción de la imagen por interpolación y retroproyección.
4. Describir las características de la imagen de TC relativas a la matriz de la imagen, de la unidad Hounsfield y del perfil de sensibilidad.
5. Describir la selección técnica en TC.
6. Explicar las relaciones de la imagen helicoidal entre factor de desplazamiento, índice, perfil de dosis y dosis del paciente.
7. Relacionar la calidad de la imagen con la resolución espacial, la resolución de contraste, el ruido, la linealidad y la uniformidad.
8. Enumerar las ventajas y las limitaciones de la TC helicoidal multicorte.
CONTENIDO
Principios de funcionamiento
Generaciones de tomografía computarizada
Diseño del sistema de obtención de imágenes
Consola de control
Ordenador
Cabezal
Tecnología de anillo deslizante
Características de la imagen
Matriz de la imagen
Números de TC
Reconstrucción de la imagen
Reforma multiplanar
Calidad de la imagen
Resolución espacial
Resolución de contraste
Ruido,Linealidad,Uniformidad
Principios de obtención de imágenes mediante TC helicoidal multicorte
Algoritmos de interpolación
Factor de desplazamiento
Perfil de sensibilidad
Técnica de obtención de imágenes
Matriz detectora de múltiples cortes
Velocidad de obtención de datos
Control de calidad de la tomografía computarizada
Ruido y uniformidad
Linealidad Resolución espacial
Resolución de contraste
Grosor del corte Incremento de la camilla
Localizador del láser
Dosis del paciente
Resumen
El sistema de imagen de TC no graba una imagen de forma convencional. El haz de rayos X colimado se dirige al paciente, la imagen formada por el haz de radiación atenuado la mide un conjunto de detectores, la señal de éstos la mide un ordenador, la imagen se reconstruye en el ordenador y, finalmente, ésta se muestra en una televisión o en un monitor plano.
La TC helicoidal multicorte adquiere imágenes transversales, que son secciones de anatomía perpendiculares al eje longitudinal del cuerpo.
La imagen resultante en el ordenador es una matriz de intensidades electrónica. El tamaño de la matriz es habitualmente de 512×512 píxeles. Cada píxel contiene información numérica denominada número de TC o unidad Hounsfield. El píxel es una representación bidimensional del correspondiente vóxel del volumen hístico.
La resolución de contraste del sistema de imagen de TC es excelente debido a la reducción en la radiación dispersa que se obtiene con la colimación del haz de rayos X. La capacidad de obtener imágenes de anatomía con poco contraste está limitada por el ruido del sistema. Este ruido está determinado por el número de rayos X utilizados por la matriz detectora para generar la imagen. La TC helicoidal multicorte tiene las ventajas siguientes sobre la TC convencional de gatillado prospectivo: 1) reducción de la pérdida de definición por movimiento, y por tanto reducción de los artefactos de movimiento,2) reducción del tiempo de análisis, 3) reducción del artefacto de volumen parcial y 4) incremento del volumen de tejido que se puede analizar. Cuando se inicia el examen, el tubo de rayos X rota continuamente y la camilla del paciente se desplaza a través del plano del haz rotatorio. Los datos registrados se reconstruyen a cualquier posición del eje z mediante una interpolación. El factor de movimiento es la relación entre el movimiento de la camilla del paciente y el ancho del haz de rayos X. Un incremento del factor de movimiento por encima de 1:1 aumenta el volumen de tejido que se puede analizar y esto se hace a una dosis del paciente menor. La necesidad de que los tubos de rayos X estén activos durante más tiempo requiere niveles de potencia más elevados en el tubo de rayos X de TC helicoidal. Las matrices detectoras de estado sólido con una eficiencia detectora global de aproximadamente un 90% son las preferidas. El volumen de tejido analizado se determina a partir del tiempo de examen, el desplazamiento de la camilla, el factor de desplazamiento y el ancho del haz de rayos X. La mejora en la resolución espacial en el eje z se nota con la TC helicoidal porque no hay regiones sin datos y las imágenes de reconstrucción pueden incluso solaparse. Adicionalmente, la TC helicoidal sobresale en la reforma multiplanar tridimensional (MPR).
PREGUNTAS DE AUTOEVALUACIÓN
1. Defina o identifique los siguientes términos: a. Algoritmo. b. Imagen transversa. c. Proyección. d. Interpolación. e. Colimación prepaciente. f. Frecuencia espacial. g. Unidad Hounsfield. h. Anillo deslizante. i. MTF. j. MIP.
2. ¿Quien presentó la TC en 1970?
3. Explique el término «interpolación lineal a 180°».
4. ¿Cuáles son los componentes de la parte del cabezal (gantry) del sistema de imagen de TC?
5. ¿Cuáles son los requerimientos especiales del tubo de rayos X utilizado en la TC?
6. Escriba la fórmula del factor de desplazamiento de rastreo helicoidal.
7. ¿Cuál es el volumen de tejido analizado con un grosor de sección de 10mm, un tiempo de rastreo de 30s y un factor de desplazamiento de 1,6:1?
8. Describa los dos colimadores utilizados en la TC.
9. ¿De qué material se confecciona la mesa de exploración del paciente?
10. Explique cómo la tecnología de anillos deslizantes ha contribuido al desarrollo de la TC helicoidal.
11. ¿Cuál es el tamaño del vóxel de un sistema de imagen de TC con una matriz de 320×320 de tamaño, un diámetro de reconstrucción de 20 y 0,5cm de espesor de sección?
12. ¿Qué selecciones de técnica determinan el volumen de tejido analizado en la TC helicoidal? 13. Defina la reforma multiplanar (MPR).
14. Plantee la formulación matemática del proceso de reconstrucción de la imagen por TC helicoidal multicorte.
15. ¿Qué tipo de generador de alto voltaje se usa para la TC helicoidal multicorte?
16. Un sistema de imagen de TC puede identificar un objeto de alto contraste de 0,65mm. ¿Qué frecuencia espacial representa?
17. Un examen de 10s se lleva a cabo con un factor de desplazamiento de 1,5:1 y una colimación de 5mm. ¿Cuánto tejido se analiza?
18. ¿Por qué los factores de desplazamiento mayores de 2:1 prácticamente no se usan?
19. ¿Qué determina la resolución espacial en el plano?
20. ¿Qué describe el término linealidad?
