La evolución de las tomografías axiales computarizadas (TAC)

Diosfrey Newbold Hounsfield, conocido como el padre de la tomografía computarizada, desarrolló el primer escáner CT a través de su investigación. La primera exploración CT reveló una lesión cerebral que antes era indetectable. Los escáneres CT modernos consisten en un aparato en forma de anillo con un tubo de rayos X y detectores que rotan alrededor del paciente para adquirir imágenes.

Un escáner CT moderno incluye un anillo con un tubo de rayos X, una cama para el paciente que se mueve a través del anillo, y un panel de vidrio especial que atenúa los rayos X. El técnico prepara al paciente, administra el tinte de contraste y monitorea el procedimiento desde una consola de control. La computadora del escáner procesa los datos de los detectores para crear imágenes transversales.

La tomografía axial computarizada, también conocida como tomografía axial, implica tomar imágenes a lo largo del eje longitudinal del cuerpo. Los pacientes se acuestan en una mesa que pasa a través de un escáner CT en forma de anillo. Se emiten rayos X para capturar diferentes cortes del cuerpo, que luego se procesan para generar imágenes detalladas.

Un escáner CT comprende un tubo de rayos X que emite rayos hacia detectores, creando imágenes transversales. El brazo giratorio del escáner se mueve alrededor del paciente, capturando datos desde varios ángulos. Estos datos son procesados por una computadora para producir imágenes detalladas de las estructuras internas del cuerpo.

El proceso de la tomografía computarizada implica el movimiento de la máquina de tomografía computarizada donde la mesa avanza, realiza un corte, avanza, gira y continúa esta secuencia. Una luz láser indica el camino de corte, creando imágenes de tomografía secuenciales. A medida que el haz de rayos X atraviesa el cuerpo, interactúa con diferentes tejidos, como huesos, cavidades llenas de aire y cavidades llenas de líquido, cada uno afectando la densidad de los tejidos y cómo se detectan los rayos X.

En una tomografía computarizada, el proceso de formación de la imagen implica que el haz de rayos X pase a través del cuerpo, interactuando con tejidos de diferentes densidades. Los detectores recopilan esta información de densidad y la convierten en unidades digitales llamadas unidades de Hounsfield. Estas unidades representan la densidad de los tejidos atravesados por los rayos X, con estructuras más densas como los huesos dando valores más bajos y estructuras más blandas dando valores más altos. Luego, la computadora procesa esta información para reconstruir la imagen final sumando las unidades de Hounsfield a lo largo del camino de los rayos X.

Después de recopilar información de densidad, el escáner CT envía los datos a una computadora para su procesamiento. La computadora analiza las unidades de Hounsfield obtenidas de los detectores y realiza cálculos matemáticos para asegurar que la suma de estas unidades coincida con los valores esperados. Esta rápida computación permite a la computadora generar valores de píxeles precisos para cada sección de la imagen, representando diferentes densidades de tejido. La capacidad de la computadora para calcular y generar rápidamente estos valores agiliza el proceso de reconstrucción de la imagen, ahorrando tiempo significativo en comparación con los cálculos manuales.

Al correlacionar los números de unidades de las unidades Canfield con una escala de grises, un maestro puede generar una imagen. El maestro asigna el tono más oscuro al número más alto y el más claro al más bajo, con tonos intermedios en medio. Cada número corresponde a un tono específico, lo que permite al maestro pintar píxeles en una matriz para crear la imagen.

Una imagen tomográfica se calcula en base a las densidades finales recopiladas por detectores a través de disparos de rayos X. A diferencia de las imágenes directas, las imágenes de tomografía computarizada no son directas, sino calculadas por la computadora utilizando datos de unidades como las unidades Hounsfield. Este método ayuda a evitar posibles artefactos técnicos que podrían llevar a imágenes falsas.

Dentro de las autopsias, hay una herramienta para medir la unidad de Hounsfield de cada sector, ya sea en un píxel o en un área. Esta herramienta calcula el valor promedio de Hounsfield del área, ayudando a identificar tejidos basados en sus valores específicos de unidad de Hounsfield. Por ejemplo, la corteza ósea con alto contenido de calcio tiene valores alrededor de 1600-1800, mientras que el aire tiene valores negativos y la grasa oscila entre -80 y 100 unidades.

En la tomografía computarizada helicoidal, el paciente adquiere imágenes mientras la mesa se mueve hacia adelante y gira simultáneamente, creando un escaneo en espiral en lugar de cortes circulares. Este avance permite una imagen más detallada y completa, ayudando en la identificación de tejidos con características específicas como tumores con contenido de grasa o calcio.

El orador introduce el concepto de tomografías computarizadas helicoidales, explicando cómo el paciente se mueve a través del escáner en un patrón espiral o helicoidal. Este método permite la adquisición continua de imágenes a medida que la mesa se mueve, lo que resulta en imágenes de mayor calidad en comparación con las exploraciones secuenciales. Las tomografías computarizadas helicoidales ofrecen ventajas como una mejor calidad de imagen, la capacidad de cubrir más tejido y el potencial para varios tipos de reconstrucciones de imagen.

Las tomografías computarizadas helicoidales ofrecen varias ventajas sobre las exploraciones secuenciales tradicionales. Permiten exploraciones más largas con más cortes en menos tiempo, lo que permite estudios como exploraciones abdominales con una sola retención de la respiración. Además, mejoran la calidad de los estudios para tumores de pecho y permiten reconstrucciones en diferentes planos, incluyendo reconstrucciones sagitales, coronales y tridimensionales.

El orador presenta las tomografías computarizadas multislice como un avance tecnológico en la imagenología. Al utilizar múltiples filas de detectores y un solo tubo de rayos X, las tomografías computarizadas multislice pueden adquirir múltiples cortes simultáneamente. Esta innovación permite escaneos más rápidos, mayor cobertura de tejido y mejor calidad de imagen en comparación con los escaneos tradicionales de una sola rebanada.

El paradigma en la tecnología de imagen ha cambiado, donde ahora las computadoras procesan y generan imágenes en volúmenes de tejido con un grosor específico. Este nuevo enfoque adquiere voxels isotrópicos, que tienen distancias iguales en todos los lados, lo que resulta en reconstrucciones de alta calidad independientemente del plano de imagen.

Con la transición a la tomografía multislice, donde los píxeles son uniformes en todas las dimensiones, las reconstrucciones mantienen una calidad consistente. Este cambio elimina la pixelación y asegura que las reconstrucciones sean de igual calidad en todo momento, ofreciendo una mejora significativa en la tecnología de imagen.

El concepto de imagen ha evolucionado de axial a volumétrico, permitiendo reconstrucciones en planos axial, sagital o coronal con calidad consistente. Este cambio, facilitado por voxels isotrópicos, permite estudios completos, incluyendo escaneos de cuerpo completo, con un aumento significativo en el número de cortes adquiridos por escaneo.

La tomografía multislice ofrece adquisiciones volumétricas superiores, como la imagen del corazón en diferentes fases del ciclo cardíaco. Con capacidades de imagen rápidas, puede capturar información detallada a lo largo del ciclo cardíaco, proporcionando información sobre la sístole, diástole y fases intermedias con reconstrucciones de calidad excepcional.

La tecnología de imagen avanzada permite reconstrucciones detalladas que capturan detalles intrincados, como la oreja, la nariz, el chupete y la ropa de un bebé, mostrando la capacidad de visualizar incluso las características más pequeñas con una claridad notable.

En resumen, la evolución de la tomografía computarizada ha llevado a mejoras significativas en la calidad y capacidades de imagen. Al adoptar voxels isotrópicos e imágenes volumétricas, la tecnología de imagen moderna ofrece un detalle y precisión sin igual en las reconstrucciones, revolucionando el campo de la imagen médica.

La tomografía computarizada implica que los rayos X interactúen con el tejido para producir imágenes transversales que proporcionan detalles precisos de los huesos y tejidos blandos. Ofrece una mejor definición de estructuras finas y diversos planos, cambiando los parámetros de localización de la estructura. Las tomografías computarizadas son más beneficiosas que las simples radiografías para múltiples cortes debido a la mejor relación costo-beneficio.

Las imágenes de TC son generadas por rayos X que atraviesan tejido y llenan píxeles con unidades de Hounsfield. Entender las unidades de Hounsfield es crucial para distinguir diferentes tejidos y tipos de escáneres de TC, como la TC axial y helicoidal. La imagen de TC moderna utiliza predominantemente técnicas multislice o helicoidales, que permiten la adquisición y reconstrucción volumétrica en varios planos.

Adquisición volumétrica en TC, facilitada por tecnología multislice o helicoidal, crea un volumen de datos en lugar de cortes individuales. Este volumen puede ser reconstruido en diferentes planos, proporcionando una diferencia fundamental con la imagen tradicional de TC basada en cortes.

La tomografía computarizada tiene importantes aplicaciones clínicas, incluyendo el concepto de ventanas tomográficas para ajustar el contraste de la imagen y la mejora del contraste dinámico para regiones específicas del cuerpo. Comprender estos conceptos es crucial para una interpretación diagnóstica efectiva en la práctica clínica.