Tomografia axial computarizada imagen

Dr. Félix Arturo Delgado Guerrero
R1 Imagenologia Diagnostica y terapéutica
TOMOGRAFIA AXIAL
COMPUTARIZADA

INTRODUCCION
 Tomografía
 Viene del griego tomos que significa corte o sección
y de grafía que significa representación gráfica.
 Por tanto tomografía es la obtención de imágenes
de cortes o secciones de algún objeto.

 La palabra axial significa "relativo al eje".
 Plano axial es aquel que es perpendicular al eje
longitudinal de un cuerpo.
 La TAC, obtiene cortes transversales a lo largo de
una región concreta del cuerpo (o de todo él).

TOMOGRAFIA
 Visualización de la
anatomía de un fino
corte del cuerpo
desarrollada a partir
de múltiples
determinaciones de
absorción de rayos
x, realizados
alrededor de la
periferia del cuerpo.

INTRODUCCION
 1917: El matemático J. Radon estableció los
fundamentos
matemáticos de la TAC
 1963: El físico A.M. Cormack indicó la utilización
práctica de
los resultados de Radón para aplicaciones en
medicina.
Nacía así la llamada tomografía computada.
 1967: Goodfrey N.Hounsfield propuso la construcción
del
escáner EMI, que fue la base de la técnica para
desarrollar la TAC, como una máquina que unía el

 Hounsfield desarrolló el primer aparato de TAC listo
para ser
 usado de forma comercial
 1972: Introducción al mercado de Estados Unidos
 Finales de los 70: Primeras TAC instaladas en
España
 1979 recibe Premio Nobel de Medicina.

PRINCIPIOS BASICOS
 Principios fundamentales iguales a los de la
radiografía.
 Se dirige una fuente de radiación ionizante
atraves de un objeto para recrear la imagen
original basada en la absorción de los rayos X
por el objeto.
 La estructura interna de un objeto, pueda
reconstruirse a partir de múltiples proyecciones
del mismo.

ATENUACION
 Numero atómico y de la densidad del material y
de la densidad de material atraves del cual pasan
los rayos X

MATRIZ
 Las matrices se utilizan para múltiples
aplicaciones y sirven, en particular, para
representar los coeficientes de los sistemas de
ecuaciones lineales o para representar las
aplicaciones lineales
 Es el conjunto de números

PIXEL
 Un píxel es la menor unidad homogénea en
color que forma parte de una imagen digital, ya
sea esta una fotografía, un fotograma de vídeo o
un gráfico.
 Cada uno de los bloques de gris que se utilizan
para formar imágenes.

 El píxel es, dentro del mundo digital, el elemento
más pequeño de información de color que
compone una imagen

VOXEL
 Es la unidad cúbica que compone un objeto
tridimensional. Constituye la unidad mínima
procesable de una matriz tridimensional y es, por
tanto, el equivalente del píxel en un objeto

VOXEL
Volumen de
atenuación
de materia.

DESCRIPCION DEL
FUNCIONAMIENTO
 Consiste en el uso de un haz de rayos X
finamente colimado y detectores.
 La fuente de rayos X y el detector están
conectados y se mueven de forma sincronizada.
 Cuando el conjunto fuente-detector efectúa un
barrido, o traslación, del paciente, las estructuras
internas del cuerpo atenúan el haz de rayos X
según sus respectivos valores de número
atómico y densidad de masa.

DESCRIPCION DEL
FUNCIONAMIENTO
 La intensidad de radiación detectada varia y
conforma un perfil de intensidad llamado
proyección.
 Al concluir la traslación, el conjunto fuente-
detector regresa a su posición de partida para
iniciar una segunda traslación.

Diagnostico por imagen del cuerpo TC Y RM
HAGGA

DESCRIPCION DEL
FUNCIONAMIENTO
 La TAC basa su funcionamiento en el estudio
de la atenuación de un haz de rayos X
mientras atraviesa una parte del cuerpo
humano
 Haz de rayos X estrecho Colimadores
Los detectores
obtienen
medidas de la
atenuación
resultante de haber
atravesado los rayos
X una franja del
cuerpo.

DESCRIPCION DEL
FUNCIONAMIENTO
 Una sola proyección no basta para reconstruir
el corte
 Rotación del conjunto en torno al cuerpo
 Registrar una serie de proyecciones de la
atenuación (perfiles) que resultan de haber
atravesado el mismo corte desde distintas
direcciones

DESCRIPCION DEL
FUNCIONAMIENTO
 Este gran número de proyecciones se
almacenan en formato digital en un ordenador
 Tras un procesado informático reconstruimos
una imagen de las estructuras anatómicas de
la sección estudiada

DESCRIPCION DEL
FUNCIONAMIENTO
 Una imagen por sí sola puede que no sea
suficiente para que el clínico realice un
diagnóstico adecuado
 Estas imágenes sirven como base para una
visualización tridimensional

COMPONENTES DEL SISTEMA
A) Gantry
• Tubo de rayos X
• Detectores
• Colimador
• Generador de alto voltaje
• DAS
• Posicionamiento del paciente y mesa de
soporte
B) Ordenador
C) Consola

 Tubo de rayos X
 Principal limitación en la frecuencia secuencial de
imágenes
 Están alimentados de forma distinta dependiendo
del diseño del sistema de TAC
 Los haces de rayos X pueden ser
 Continuos: Corrientes de hasta 400 mA
Se generan durante toda la
rotación
 Pulsados: Corrientes hasta 1.000 mA
Pulsos de 1 a 5 mseg

 Detectores
 Reciben los rayos X transmitidos después de
atravesar el cuerpo del paciente y los convierten en
una señal eléctrica
 2 tipos: de centelleo y de gas
 Detectores de centelleo
Formados por cristales‐fotodiodo de centelleo
 Rayos X Luz Luz Señal eléctrica
proporcional
al nº fotones de rayos X
Hoy en día podemos agrupar los detectores de
modo que no quede espacio entre ellos
 Eficiencia: 90%

Detectores de gas
 Cámara metálica con deflectores espaciados que
dividen a la cámara mayor en muchas cámaras
pequeñas
 Cada cámara pequeña funciona como un detector de
radiación independiente
 Relleno a presión con xenón o una mezcla de xenón
y criptón
El rayo entrante ioniza el gas y los electrones son
atraídos por una placa cargada positivamente. La
corriente generada es proporcional a la cantidad de
rayos absorbidos

 Colimador
Colimador prepaciente
 En el tubo de rayos X o
adyacente a él
 Determina la dosis para el
 paciente
Colimador predetector
 Restringe el haz de rayos X
visto desde los detectores
 Reduce la radiación dispersa
incidente en los detectores
 Define el grosor de sección

 Generador de alto voltaje
Se encarga de alimentar al tubo de rayos X
Muchos fabricantes reducen espacio instalando
el generador de alto voltaje en la rueda giratoria
del gantry
 DAS (Data Acquisition System):
Muestrea la señal eléctrica y realiza la
conversión analógicadigital, para que el
ordenador procese los datos

 Acomodar confortablemente al paciente
 La mesa debe estar construida con un material
de baja impedancia de forma que no interfiera
con la transmisión del haz de rayos X

ORDENADOR
 Se encarga del funcionamiento total del equipo
 Almacena las imágenes reconstruidas y los datos
primarios
 Debe ser de gran potencia para realizar los
cálculos de forma muy rápida
 En la actualidad se presentan los datos forma
casi instantánea

CONSOLA
 Doble misión:
 Programar la exploración a realizar
 Seleccionar los datos requeridos para la obtención de
la imagen (zoom, flechas aclarativas…)
 Permite ajustar el espesor de la sección a explorar
(ajuste del colimador)
 Controles para el movimiento de la mesa de
exploración

GENERACIONES DE TAC
 PRIMERA GENERACION (Translación, rotación, detector
único)
 1 fuente y 1 detector
 Combinación de un movimiento de rotación y otro de translación
de la fuente y el detector
 Tiempos de exploración muy largos(4.5min) Imágenes craneales
 Resolución pequeña (80 x 80 píxeles)

 SEGUNDA GENERACION (Translación-Rotación,
múltiples detectores)
 Un haz de rayos X en forma de abanico
 Un conjunto de detectores dispuestos linealmente
 Menos movimientos de translación
 Se reduce el tiempo de exploración (2 min)
 160 x 160 píxeles

 TERCERA GENERACION (Rotación-rotación)
 Sólo rotación
 Un haz de rayos X ancho que cubre toda el área de
exploración
 Un arco de detectores con un gran número de
elementos
 Se reduce el tiempo de exploración (10 seg)

 CUARTA GENERACION (Rotación-estacionario)
 Anillo fijo de detectores dentro del cual gira el tubo de
rayos X
 El tubo puede girar a velocidades altas
Menor tiempo de exploración (2 seg)

 QUINTA GENERACION (Estacionario-
estacionario)
 Muchas fuentes y detectores fijos que
funcionan de forma sincronizada
 Tiempo de exploración Centésimas de
segundo
 Entre 240 x 240 y 1000 x 1000 píxeles

TAC HELICOIDAL
 La mesa del paciente pasa por el gantry y el tubo
de rx gira continuamente alrededor del paciente
 Los escáneres espirales permiten reducir las
dosis que recibe el paciente al ampliar el factor de
paso.

APLICACIONES
•Estudios dinámicos
•Estudios vasculares
•Reconstrucciones 3D
•Reconstrucciones según
intensidad de señal
•Diagnóstico del
Tromboembolismo
pulmonar

RECONSTRUCCIÓN
 Cálculos matemáticos que se requieren para
convertir los datos digitales en un monitor de
visualización.

METODO DE RETROPROYECCION
FILTRADO
 Tiempo de cálculo corto
 Procesamiento de sumas inmediato
 Imagen final casi inmediata

PROCESO DE FILTRACION
•Modificar los datos de la suma de rayos, de
forma que las retroproyecciones consten de
valores positivos y negativos.
•Anulación de algunas densidades
retroproyectada y eliminación de la falta de
definición.

CARACTERISTICAS DE LA
IMAGEN
 La imagen resultante en el ordenador es una matriz
de
intensidades electrónica
 El tamaño de la matriz es normalmente de 512 x 512
pixeles
 Las imágenes de TC constan de muchas células:
• Cada célula de información es un pixel.
• La información contenida en cada pixel es:
Un numero de TC ó
Unidad de Hounsfield (UH).

IMAGEN
 Cada célula en una matriz de imagen de
tomografía computarizada es una
representación bidimensional (pixel) de
un volumen de tejido del organismo

IMAGEN
 Cada voxel tendrá una atenuación a los rayos X:
 I0 = intensidad del rayo incidente
 Ix = intensidad del rayo a una distancia „x‟
 μ = coeficiente de atenuación
 Con estos datos, empleando técnicas de
reconstrucción, se reproducen los valores de
atenuación de cada voxel, en forma de escala de
grises

IMAGEN
 Problema:
 Debido a
 • La gran cantidad de datos que hay que manejar,
y el rápido procesamiento
 Es necesario
• Una computadora de gran capacidad de
cálculo

IMAGEN
 Para cada tejido, el valor de la absorción en
unidades Hounsfield viene dado por:
 μx = coeficiente de absorción de la sustancia
tratada
 μagua = coeficiente de absorción del agua.

OBTENCION DE LA IMAGEN
 Para la visualización de la imagen en pantalla se
selecciona un pequeño rango de UH
• Esta función, se denomina ventana
• Permite diferenciar con claridad estructuras que
poseen una pequeña diferencia de números TC
 El resultado obtenido es valioso:
• Por su gran riqueza de datos

ANCHURA DE VENTANA
 Anchura de la ventana: rango de números de TC
elegidos para la amplificación de la escala de
grises
 Ventana: posición de la escala donde la imagen
esta centrada.

 El ojo humano puede apreciar diferencias de
contraste de 10% , mientras los escáneres de TC
muestran diferencias < 1 %

CALIDAD DE LA IMAGEN
Resolución
espacial
Detectabilidad
de contraste
artefactos

 Dos criterios para medir la calidad de una imagen
TAC:
 a) Resolución espacial:
Da el grado de detalle de la imagen
Depende de los factores:
1) Dimensión del haz de rayos X
2) Dimensión del detector
3) Número de proyecciones y barridos por
proyección
4) Metodología de reconstrucción
 b) Resolución de contaste:
Da el número de niveles de gris asociados a cada

 Defectos en las imágenes TAC:
1) Errores sistemáticos:
2) Errores debidos al ruido del sistema:
• Debidos al mal funcionamiento del equipo
• Suelen detectarse y corregirse en la fase de
reconstrucción
• Debidos a las variaciones del proceso físico:
• Variación de la velocidad de exploración
• Intensidad del haz de rayos X, etc.
3) Artefactos debidos al espectro de energía:
• Debidos a que el espectro de energía a la salida
del detector varía de un rayo a otro de la
proyección, lo que implica que los
coeficientes de atenuación varíen con la energía

EL RUIDO
 El ruido se superpone a la imagen y aparece
como un “granulado” especial, similarmente
ocurre en el caso de una pobre recepción en TV
 206 mA 60mA

 < m A,mas ruido > m A , menos
ruido

GROSOR DEL CORTE
Cuanto más grueso es el Corte, menor ruido es mejor la detectabilidad
de contraste para tejidos blandos

Cuanto más fino es el Corte, mejor Resolución Espacial para
regiones oseas

NORMA OFICIAL MEXICANA
 Norma Oficial Mexicana NOM-229-SSA1-2002,
Salud ambiental. Requisitos técnicos para las
instalaciones,responsabilidades sanitarias,
especificaciones técnicas para los equipos y
protección radiológica en establecimientos de
diagnóstico médico con rayos X.

NORMA OFICIAL MEXICANA
 establece los criterios de diseño, construcción y
conservación de las instalaciones fijas y
móviles, los requisitos técnicos para la
Adquisición y vigilancia del funcionamiento de los
equipos
 criterios y requisitos de protección radiológica

ALARA
 As Low As Reasonably Achievable, traducido al
español como, tan bajo como razonablemente
sea posible.
 La finalidad de este requisito es mantener todas
las exposiciones a las radiaciones ionizantes "tan
baja como razonablemente sea alcanzable"

 Barrera primaria.- Blindaje de la instalación sobre
el cual incide, el haz de radiación útil producido
por el equipo de rayos X durante el tiempo de
exposición.
 Barrera secundaria.- Blindaje de la instalación
sobre el cual nunca incide directamente el haz
útil producido por el equipo de rayos X, sino sólo
la radiación de fuga y la radiación dispersa

 Capa decirreductora.- Espesor de un material
que al interponerse en un haz útil de rayos X,
atenúa la Intensidad de la radiación al 10% de su
valor inicial

 Efectos deterministas.- Efectos biológicos de la
radiación que se presentan sólo cuando se
rebasa la dosis umbral específica para ese efecto
y cuya severidad es función de la dosis absorbida
 Efectos estocásticos.- Efectos biológicos de la
radiación para los cuales no existe una dosis
umbral, sino que la probabilidad de que se
produzcan, es función de la dosis absorbida y
cuya severidad es independiente de la dosis.

 Exposición.- Acción y efecto de someter a un
individuo a los rayos X.
 Exposición médica.- La recibida por los pacientes
con motivo de su propio diagnóstico o tratamiento
médico, o por personas que los ayudan
voluntariamente

 Exposición ocupacional.- La recibida por el
personal ocupacionalmente expuesto durante su
trabajo y con motivo del mismo
 Límite anual de dosis.- Valor de la dosis
individual, en equivalente de dosis efectiva,
debida a prácticas controladas y que no se debe
rebasar en un año.

 Personal ocupacionalmente expuesto (POE).-
Persona que en el ejercicio y con motivo de su
ocupación está expuesta a la radiación ionizante.

 Los establecimientos deben contar con:
 Sala de espera;
 Sala de rayos X;
 Área de consola de control;
 Vestidores y sanitarios para pacientes;
 Área de almacenamiento de película;
 Cuarto oscuro;
 Área de interpretación
 Área para preparación de medios de contraste
y para preparación del paciente,

 “SI EXISTE LA POSIBILIDAD DE QUE USTED
SE
ENCUENTRE EMBARAZADA, INFORME AL
MEDICO O AL TECNICO RADIOLOGO ANTES
DE HACERSE LA RADIOGRAFIA”.
 NO ABRIR ESTA PUERTA A MENOS QUE LO
LLAMEN”
 Las dimensiones y accesos de una sala de rayos
X suficientes para manejar con seguridad a
pacientes en camilla o en silla de ruedas

 El paciente debe ser observable en todo
momento desde la consola de control

 en el exterior de las puertas principales de
acceso a las salas de rayos X exista un indicador
de luz roja que indique que el generador está
encendido
 “CUANDO LA LUZ ESTE ENCENDIDA SOLO
PUEDE INGRESAR PERSONAL AUTORIZADO”.
 en el exterior de las puertas de las salas de rayos
X exista un letrero con el símbolo internacional
de radiación ionizante con la leyenda siguiente:
 “RADIACIONES - ZONA CONTROLADA”.

EQUIPO POE
(INSTALACIONES)
 deben construirse de manera que exista
continuidad
 Los puntos de interés para los cálculos de
blindaje deben tomarse a 30 cm más allá de la
barrera de protección.
 las paredes de una instalación no debe ser
inferior a 2.1 metros

MANDIL
 Espesor de .5mm frente
 .25mm frente, costados, tórax y pelvis

PROTECTOR TIROIDEO
 .5 mm de plomo

FILTRO DE VALOR DECIMO
FVD
 Grosor del material necesario para reducir la
intensidad de radiación hasta la décima parte del
valor original.

USOS DE TOMOGRAFIA
Se usa en el diagnóstico de muchas dolencias,
entre ellas:
Las TAC de la cabeza se utilizan para
identificar:
Hemorragias cerebrales y tumores
• En los pulmones
Enfisemas, fibrosis y tumores
• En el abdomen
Cálculos renales, apendicitis, pancreatitis, etc.
•En los miembros
Fracturas complejas, sobre todo en
articulaciones

BENEFICIOS Y RIESGOS DE USAR
LA TAC
 Beneficios:
• Los exámenes por TAC son rápidos y sencillos, en
casos de emergencia,
pueden revelar lesiones y hemorragias internas lo
suficientemente rápido
como para ayudar a salvar vidas
• Las imágenes por TAC son exactas, no son
invasivas y no provocan dolor.

• La exploración por TAC brinda imágenes
detalladas de numerosos tipos de tejido así
como también de los pulmones, huesos y
vasos sanguíneos, a
diferencia de los rayos X convencionales.

 Riesgos:
• La mayoría de veces es necesario el uso de
contraste intravenoso
• No se recomienda para las mujeres embarazadas
salvo que sea médicamente necesario debido al
riesgo potencial para el bebé

DINAMICA DEL ESTUDIO
 El TAC se realiza con el paciente acostado
en la camilla que se desplaza mecánicamente
 En dependencia del órgano estudiado puede
realizarse con contraste inyectado, o
administrado vía oral que permite distinguir
con mayor nitidez los tejidos y órganos

 El paciente debe mantenerse relajado y sin
realizar movimientos
 Se mantiene en contacto con el equipo
técnico que está en una sala próxima viendo
al paciente y a las imágenes, que se
comunica con el paciente por un sistema de
megafonía, y que le indica cuando respirar o
retener la respiración.

BIBLIOGRAFIA
 HAaGA TAC y RM Diagnostico por imagen del
cuerpo humano.
 Sir Godfrey Newbold Hounsfield KT CBE. 28
August 1919 − 12 August 2004: Elected F.R.S.
1975 Biogr. Mems Fell. R. Soc. 51, 221–235
(2005)
 Norma Oficial Mexicana NOM-229-SSA1-
2002, Salud ambiental.

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