Principios fisicos de la tomografia

1. PRINCIPIOS FISICOS
TOMOGRAFIA COMPUTARIZADA
Dr. Cesar Peralta Rojas
Residente De Radiologia Diagnostica y

2. INTRODUCCION
 Tomo = corte o seccion
 Graphien = imagen o grafico
 Utiliza radiacion X.
 Tomografia computarizada

3. 1967
HISTORIA
1963
1964

4. Dr. James Ambrose
Sir Godfrey Hounsfield
Atkinson Morley´s
Hospital, Wimbledon, GB
1967
1971
1971: Nace la Tomografia Axial Computada
EMI scanner

5. Gantry rota 1° entre cada proyección
Detector
Scan 90
1971: “ 1ª GENERACION”
 Haz delgado y lineal.
 1 sólo detector.
 Trasladarse-parar-
rotar- tranlsadaba.
 Tiempo de adquision
de 5 min.

6. 1971: Primer TAC
MATRIZ DE 80x80 TAC CEREBRAL

7. 1967
1973
1971 • Robert S. Ledley
• Febrero de 1973
• University Medical Center
1973: Primer Tomografo Para “Cuerpo”
0100 ACTA

8. Fila de detectores
Haz de RX
angosto
Tubo rayos-X
Scan 1
Scan3
1973: 2ª GENERACION
 Haz en abanico
 Fila de hasta 5 a
30 detectores.
 Traslacion-rotacion.
 Tiempo adquision
es de 20 y 60 seg.

9. 1967
1975
1971
1973
Tubo rayos-X
Arreglo de
detectores
1977: 3ª GENERACION
 Haz en abanico
30 y 60º.
 Detectores
colocados en un
arco que rota.
 Rotacion –
rotacion, 360º
 Tiempo de
adquision era de
6 seg.

10. 1967
1979
1971
1973
Allan MacLeod CormackSir Godfrey Hounsfield
1975
1979 : PREMIO NOBEL

11. 1967
1987
1971
1973
1979
1975
1985: 4ª GENERACION
TC HELICOIDAL
Tubo Rayos-X
Mesa
1990
 Tubo de rayos X esta
montado sobre un
anillo helicoidal, que
permite una emisión
constante de rayos X
mientras el paciente
se mueve en la
dirección contraria

12. 1967
1998
1971
1973
1979
1975
1987
1990
-64 coronas de detectores.
-Cortes 0.4-0.6 mm
-Velocidad de 0.33seg/360º
1985
1998: TC HELICOIDAL MULTICORTE
 Capacidad de adquirir
mas de un corte
simultaneamente.
 Tubo de rayos X:
mayor capacidad de
enfriamiento y
energía.
 Acortan el tiempo del
examen y mejoran la
resolucion temporal.
 Nuevas aplicaciones.

13. 1967
1971
1973
1979
1975
1987
1990
1998
2001
2004
2006
64D
320D y dual
1990-95
1985
2001 -2006 TCMD
TC DUAL SOURCE

14. 1967
1971
1973
1979
1975
1987
1990
1998
2001
2006
2010
1990-95
1985
2010 : 5ª GENERACION TC
 Los últimos diseños pretenden una mejor calidad de
imagen con un menor tiempo de exploración y una menor
dosis para el paciente.
 Tiene múltiples fuentes fijas de Rx Y detectores .
 Sistema geometrico: Estacionario- estacionario.

15. TOMOGRAFIA COMPUTARIZADA
• Es una técnica de imagen digital que
utiliza rayos X.
• En el cual el tubo emisor de rayos x ,
esta colimado y emite un haz en
abanico, lo cuales los fotones van se
absorbidos por el paciente
• Los detectores se encuentran en el lado
opuesto, estos miden la atenuación de
los rayos X .
• Giran sincrónicamente con el tubo
alrededor del eje longitudinal del
paciente.
• El corte obtenido se reconstruye sobre

16. TERMINOLOGIA
GANTRY
TUBO DE RX
COLIMADOR
MATRIZ DE
DETECTORES
RESOLUCION
ESPACIAL
RESOLUCION
TEMPORAL
RESOLUCION
DE CONTRASTE
PICHT
UNIDADES
HOUNSFIELD

17. COMPONENTES

18. GENERADOR DE ALTO VOLTAJE
 Sistema que proporciona adecuada
energía al tubo de Rx.
 Muchos fabricantes reducen el
espacio , instalándolo dentro de la
rueda del gantry.
 Muestrea la señal eléctrica y realiza
la conversión analogica-digital, para
que el ordenador procese los datos.

19. GANTRY
 Lugar fisico donde se
introduce al paciente para el
estudio.
 Conjunto de dispositivos
que está montado en un
soporte giratorio.
 Solidariamente estos
elementos giran con el
soporte.
Tubo de Rx
Colimador
Generador de Alto Voltaje
Sistema de Adquision de Datos
Sistema
refrigeracion
Detectores

20. VELOCIDAD DE ROTACION DEL GANTRY
 SINGLE-SLICE: Tiempo de Rotación = 1 seg. (1
corte x seg.).
 MULTI-SLICE: Tiempo de Rotación = 0.5 seg. (4
cortes x rotación).

21. TUBO DE RAYOS X

22. COLIMADORES
 Regular el tamaño y forma del haz de rayos X, para disminui
la dosis recibida por el paciente y eliminar la radiación
dispersa que llegaría a los detectores.
 Este sistema de colimación esta en relación al ancho corte.

23. COLIMADORES
COLIMADOR - PRE COLIMADOR - POST

24. DETECTORES
 Capturan la energía que no ha sido atenuada por
el paciente.
 Mejoran la resolución temporal.
 Dispositivos capacez de absorber y trasnformar
la radiacion ionizante en luz o corriente electrica.

25. TIPOS DE DETECTORES
• GASEOSOS.
• SOLIDOS o
CENTELLENO.

26. CARACTERISTICAS DE LOS
DETECTORES
• ALTA EFICACIA DE
CAPTURA.
• ALTA EFICACIA DE
ABSORCION.
• ALTA EFICACIA DE
CONVERSION.
• BUENA RESOLUCION

27. CANALES DE DETECTORES
 SINGLE-SLICE: Fila única de detectores.
 MULTI-SLICE: 4 filas de detectores.

28. MATRIZ DE DETECTORES
 Disminuye la dosis de radiación.
 Barridos mas rápidos.
 Mejoran la calidad de imagen.
SIMETRICOS
ASIMETRICOS

29. RESOLUCION ESPACIAL
 La distancia minima
necesaria en mm.
entre dos objetos para
poderlos distinguir
como estructuras
separadas.
 Depende:
-Grosor del detector.
-Grosor del corte.
-Tamaño del pixel.
MATRIZ DE IMAGEN

30. PIXEL
 Unidad de superficie de una imagen.
 Representación de un punto en 2D.
 Mientras mayor sea la cantidad de pixeles, mayor sera la
resolucion de la imagen.
Campo de visión (FOV) /
matriz de imagen.
Tamaño de pixel =

31. VOXEL
 Unidad de volumen de una imagen.
 Es su representación en 3D, de la unión de varios
pixels.
 Dentro de cada voxel se considera una constante el
coeficiente de atenuacion de un objeto.

32. MATRIZ
 La representacion de todos los datos obtenidos al
realizar un corte.
 Esta formada por pequeñas celdas, cual tiene un
nivel de brillo , densidad y estas forman la imagen
digital.

33. GROSOR DEL CORTE
 Grosor de corte estándar: Oscila entre 3 - 10
mm.
 En las exploraciones de tórax, abdomen y
cerebro.
Cuanto mas grueso mejora la resolución de contraste
para tejidos blandos, pero disminuye la resolución
espacial.

34. GROSOR DEL CORTE
 Grosor de corte muy fino: Varía entre 0.4 - 2
mm
 Exploraciones : TCAR , Oídos, Arteria
coronarias.
Mejora la resolución espacial, pero
disminuye la resolución de contraste.

35. RESOLUCION ESPACIAL
80x80 128x128 256x256 512x 512
MATRIZ DE IMAGEN

36. RESOLUCION DE CONTRASTE
 Habilidad que tiene el
sistema de imágenes
para descriminar
pequeños cambios de
densidad.
 Da el numero de niveles
en gris asociados a
cada voxel.

37. RESOLUCION TEMPORAL
 Es el tiempo en
m/seg. que el
tomógrafo
requiere para
adquirir una
imagen.
 DEPENDE :
- # Detectores
- Rotación del
Gantry
IMAGEN CARDIACA

38. PITCH
 Es una variable de TC helicoidal.
 Es la relación entre el avance de la mesa en el eje
longitudinal por cada rotación del conjunto tubo-
detectores, entre la anchura del haz de rayos.
 Habitual 0.3- 1.5
 Sin unidad de medida
Desplazamiento de la mesa / rotación
del gantry (mm)
Grosor del corte (mm)
Pitch =

39. FACTOR DE DESPLAZAMIENTO DEL CORTE

40. FACTOR DEL DESPLAZAMIENTO DEL HAZ
Movimiento del paciente / 360º
Anchura del haz
Factor del desplazamiento
del haz =
 Variable de TC helicoidal.
 Relación del movimiento de la camilla del paciente por
cada revolución de 360º por la anchura del haz de RX.
Ejemplo: con una matriz de 16 coronas de detectores ,la anchura
del haz total sería 20 mm, si el movimiento de la camilla es de 20
mm, el factor de desplazamiento del haz es de 1.

41. UNIDADES HOUNSFIELD (UH)
 Es una escala cuantitativa que se utiliza para medir lo
diferentes niveles de densidad de los tejidos humanos, dentro
del volumen delimitado (ROI).
 Indica el coeficiente de atenuación lineal, que expresa la
atenuación de haz de rayo X, a travesar del espesor de una
sustancia dada.

42. UNIDADES HOUNSFIELD (UH)

43. SISTEMA DE ADQUISION DE DATOS (DAS)
 Producción de Rayos X.
 Cada detector esta conectado
aun amplificador.
 Este amplificador manda la
señal a un convertidor análogo
- digital .
 Trasmisor envía la señal a
sistemas externos para la
conversión de la imagen.

44. CONSOLA DE ADQUISION
 Sistema que recoge los datos.
 Procesamiento de los datos.
 Reconstrucción de la imagen.
 Monitores de LCD pantalla de
18¨.
 Matriz de imagen de 1024x1024.

45. APLICACIONES DE LA CONSOLA DE ADQUISION
 Reconstrucciones multiplanares MPR, MIP; MiniMIP.
 Reconstrucciones de superficie tridimensional 3D.
 Endoscopias virtuales.
 Renderizacion de volúmenes
 Reconstrucción de Angiotomografias.

46. ESTACION DEL TRABAJO
 Sistema de visualización de estudios.
 Base de Almanecenamiento de archivos
y imagenes .
 Conectados al PACS.

47. ARTEFACTOS
 La Distorsión de una imagen radiológica, que dificulta la
visualización de las estructuras adyacentes producida
por diferentes causas.
 Se manifiestan mediante rayas, ruido y distorsión de la
arquitectura.
CLASIFICAN
FISICOS
CINETICOS
PROBLEMAS DEL EQUIPO

48. ENDURECIMIENTO DEL HAZ:
 Sucede cuando el haz de rayos X
atraviesa estructuras densas, que
filtran los fotones de menos
energía.
VOLUMEN PARCIAL:
 Aparecen cuando un voxel es
ocupado parcialmente por un
estructura de distinta densidad
radiológica.
ARTEFACTOS FISICOS

49.  Son debidos al movimientos del
paciente o del sistema .
 Lo mas frecuente son debido a
movimientos del paciente
ARTEFACTOS CINETICOS

50. ARTEFACTO DE ANILLO:
 Producido por un mayor
numero de detectores que se
cortan en cada rotación del
tubo.
ARTEFACTO EN ZEBRA:
 Producido al adquirir
imágenes con gran cantidad
de ruido y reconstruirlas
posteriormente.
ARTEFACTOS DE ORIGEN TECNICO

51. 4D 16D 32D 64D 320D256D
FUTURO DE LA TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA
FUTURO DE LA TOMOGRAFIA COMPUTARIZADA
2400D ???

52. BIBLIOGRAFIA