Tomografía computada de energía dual

Tomografía computada de energíaTomografía computada de energía
dualdual
Edgar thraves acevedoEdgar thraves acevedo
Alumno internoAlumno interno
Clínica ValparaísoClínica Valparaíso
Septiembre, 2016Septiembre, 2016

Todo comenzó una tarde de noviembre de 1895…Todo comenzó una tarde de noviembre de 1895…
Wilhelm Cönrad Roentgen (1845-1923)

Años 70´s: desarrollo de la TomografíaAños 70´s: desarrollo de la Tomografía
computada (TC)computada (TC)
Sir Godfrey Newbold Hounsfield (1919-2004)

Desarrollo de la Tomografía computadaDesarrollo de la Tomografía computada
(TC)(TC)
Sir Godfrey Newbold Hounsfield (1919-2004)

Avances de la Tomografía computada (TC)Avances de la Tomografía computada (TC)
 TC de energía dual (Siemens, 2006)TC de energía dual (Siemens, 2006)
Somatom definition DS
Petersilka M et al.Technical principles of dual source CT. Eur J Radiol (2008) 68(3):362–368

Objetivos presentaciónObjetivos presentación
 Objetivo generalObjetivo general
Describir la Tomografía computada de energía dualDescribir la Tomografía computada de energía dual
 Objetivos específicosObjetivos específicos
Comprender los principios físicos involucrados en la TC deComprender los principios físicos involucrados en la TC de
energía dualenergía dual
Describir los enfoques técnicos de la TC de energía dualDescribir los enfoques técnicos de la TC de energía dual
Describir las aplicaciones clínicas de la TC de energía dualDescribir las aplicaciones clínicas de la TC de energía dual
Conocer las ventajas y desventajas de la TC de energía dualConocer las ventajas y desventajas de la TC de energía dual

Tomografía computada de energía dual (TCED)Tomografía computada de energía dual (TCED)
 TC que utiliza dos espectros fotónicosTC que utiliza dos espectros fotónicos
Dos conjuntos de datos son adquiridos con distintos espectrosDos conjuntos de datos son adquiridos con distintos espectros
Puede emplear una o dos configuraciones tubo – detectorPuede emplear una o dos configuraciones tubo – detector
Johnson et al. Dual-energy CT: general principles. AJR Am J Roentgenol 2012; 199(Suppl. 5): S3–8.
Representación gráfica de TCDE de doble fuente.
Gentileza de helthcare Siemens

Tomografía computada de energía dual (TCED)Tomografía computada de energía dual (TCED)
 Segunda energíaSegunda energía
 Segunda medida del coeficiente de atenuación, permite:Segunda medida del coeficiente de atenuación, permite:
 Diferenciar materialesDiferenciar materiales
 Conocer el comportamiento de un tejido a diferentes energíasConocer el comportamiento de un tejido a diferentes energías
 Materiales de distinta composición pero similar n° CT (Materiales de distinta composición pero similar n° CT (μμ))
v/s

 Valores de coeficientes de atenuación iguales o similares a pesar deValores de coeficientes de atenuación iguales o similares a pesar de
ser materiales distintos, medidos con haces monoenergéticos.ser materiales distintos, medidos con haces monoenergéticos.
 Función de la energía en KeV empleada.Función de la energía en KeV empleada.
 Este principio se extrapola a haces polienergéticos por igual.Este principio se extrapola a haces polienergéticos por igual.
Hounsfield (1973)
A mayor E < p(a) de
absorción fotoeléctrica y por
ende < coeficiente
atenuación en estructura de
mayor Z que otra.
Acá ef foto es casi 0,5%
McCollough et al. Dual- and multi-energy CT: principles, technical approaches, and clinical applications. Radiology 2015;276(3):637–653

 Estructura #1:Estructura #1: baja atenuación; ni de A, ni de Bbaja atenuación; ni de A, ni de B
 Estructura #2:Estructura #2: más alta atenuación a 200 kVp v/s 100 kVp. Debe tener mayor cantidad de sustancia B, porquemás alta atenuación a 200 kVp v/s 100 kVp. Debe tener mayor cantidad de sustancia B, porque
ésta última tiene una energía de capa K de 190 KeVésta última tiene una energía de capa K de 190 KeV..
 Estructura #3:Estructura #3: mayor atenuación a 100 kVp; por tanto, debe contener mayor cantidad de elemento A, porquemayor atenuación a 100 kVp; por tanto, debe contener mayor cantidad de elemento A, porque
100 kVp es cercano a 90 KeV, la capa K del elemento A.100 kVp es cercano a 90 KeV, la capa K del elemento A.
 Estructura #4:Estructura #4: similar atenuación a ambas energías. Por ende, debe contener igual cantidad de A y B.similar atenuación a ambas energías. Por ende, debe contener igual cantidad de A y B.
Coursey et al. Dual-Energy Multidetector CT: How Does It Work, What Can It Tell Us, and When Can We Use It in Abdominopelvic Imaging? RadioGraphics 2010; 30:1037–1055

 Seres biológicos están formados por: CHONPS
 CHON  capas K varían de 0,01 – 0,53 KeV
 Valores muy bajos para los empleados en TCDE.
Por ende, no son bien apreciados con la técnica.
La dependencia energética de el efecto fotoeléctico
y la variabilidad de la capa K forman la base de las
técnicas de energía dual
 Sin embargo, las capas K del calcio (4.0 KeV) y
iodo (33.2 KeV), son mayores que tejidos blandos
y, a la vez, menores que elementos inorgánicos.
 Se obtiene una buena diferenciación entre tejido
blando y calcio.
Coursey et al. Dual-Energy Multidetector CT: How Does It Work, What Can It Tell Us, and When Can We Use It in Abdominopelvic Imaging? RadioGraphics 2010; 30:1037–1055
Por tanto, solo elementos con
una considerable diferencia en
valores de Z serán diferenciados
por sus propiedades espectrales

Enfoques técnicos de la TCDEEnfoques técnicos de la TCDE
 En la actualidad existenEn la actualidad existen cincocinco enfoques de este tipo:enfoques de este tipo:
1.1. Adquisición secuencialAdquisición secuencial
2.2. Variación rápida de voltajeVariación rápida de voltaje
3.3. TC de doble fuenteTC de doble fuente
4.4. Detectores en capa “sándwich”Detectores en capa “sándwich”
5.5. Detectores de cuentas fotónicasDetectores de cuentas fotónicas

1. Adquisición secuencial1. Adquisición secuencial
 No requiere hardware adicionalNo requiere hardware adicional
 Adquisición de 2 barridos no simultáneosAdquisición de 2 barridos no simultáneos
 Alternancia kVpAlternancia kVp
 Problema:Problema: artefactos de movimientoartefactos de movimiento
 Cardiaco, respiratorio, cambios MCICardiaco, respiratorio, cambios MCI
 Viabilidad clínicaViabilidad clínica  sin contrastesin contraste
 Reducción artefactos metálicosReducción artefactos metálicos
 Diferenciación litiasis renalDiferenciación litiasis renal
Imagen postprocesada de TCDE: cálculo de ácido úrico (litiais ureteral
+ hidronefrosis derecha) y calcio de huesos pélvicos y ateromatosis
Delgado et al. La tomografía computarizada de doble energía: ¿para qué la quiero? Radiología. 2013;55(4):346---352
Se le conoce, también, como
variación lenta de voltaje

2. Variación rápida de voltaje2. Variación rápida de voltaje
 Requiere hardware más especializadoRequiere hardware más especializado
 Alternancia voltajeAlternancia voltaje
 Entre “vistas” sucesivasEntre “vistas” sucesivas
 Modo axial o helicoidalModo axial o helicoidal
 Resolución temporalResolución temporal
 Inalterada entre ambas imágenesInalterada entre ambas imágenes
 Requiere rapidez sistema detectorRequiere rapidez sistema detector
 Tiempo de rotación 0,5 sTiempo de rotación 0,5 s
 Problema:Problema: ruidoruido
 Compensación mAs genera mayor dosisCompensación mAs genera mayor dosis
 Adaptación del tubo: ¡imposible por el momento!Adaptación del tubo: ¡imposible por el momento!
 Solución: adquisición 2x1Solución: adquisición 2x1
TCDE con sistema de variación rápida de
Voltaje que contiene un solo tubo y detector
Desventaja: resolución
espectral baja

 Variación rápida de voltaje: kVp varía entre sucesivas vistas.
 Buena resolución temporal entre ambas imágenes.
 Se requieren detectores rápidos y tubos resistentes a alternancias

Carrascosa et al. Dual-Energy CT in Cardiovascular Imaging. DOI, 2015 10.1007/978-3-319-21227-2
Li et al. Head and body CTDIw of dual energy x-ray CT with fast-kVp switching. In: SPIE MedicalImaging, San Diego, CA, paper 7622–7669
¡Se observó un 14% de dosis de¡Se observó un 14% de dosis de
radiación adicional en cuerpo yradiación adicional en cuerpo y
un 22% adicional en cabeza!un 22% adicional en cabeza!

3. TC de doble fuente3. TC de doble fuente
 ““Consiste en 2 tubos de rayos X, cada uno con sus respectivosConsiste en 2 tubos de rayos X, cada uno con sus respectivos
detectores, colocados de forma perpendicular en eldetectores, colocados de forma perpendicular en el gantry”gantry”
 VentajasVentajas
 Selección independiente kVp, mAs y filtrosSelección independiente kVp, mAs y filtros
 Buena resolución espectralBuena resolución espectral
 Adquisición simultánea de la dataAdquisición simultánea de la data
 CaracterísticasCaracterísticas
 FOV distintosFOV distintos
 Suficiente cobertura de órganos, vasos y pacientes hiperesténicosSuficiente cobertura de órganos, vasos y pacientes hiperesténicos
¡No aumenta la
dosis de
radiación!
Problema:
Radiación dispersa
cruzada
Solución:
Corrección de scatter en
detectores

 TC de doble fuente: tubos, detectores y generadores independientes.
 Cada tubo trabaja a energía nominal y filtración distinta, pero a similar cantidad de fotones.
 Permite realizar adquisición axial y secuencial.
 Radiación dispersa disminuye resolución espectral.
3. TC de doble fuente3. TC de doble fuente
AUC140KeV= 4 AUC80KeV
*AUC: area under curve
Requiere hardwareRequiere hardware
costoso ycostoso y
especializadoespecializado

4. Detectores en capa4. Detectores en capa
 Uso de un único tubo de rayos – x de alta energía con un haz deUso de un único tubo de rayos – x de alta energía con un haz de
espectro policromático y un detector en capasespectro policromático y un detector en capas
 Dos capas; dos materiales distintos:Dos capas; dos materiales distintos:
 CsI o ZnSeCsI o ZnSe
 Gd2O2S
 Resolución espectral limitada
 Requiere > dosis
Aun no disponible
comercialmente
Jhonson et al. Dual Energy CT in Clinical Practice. Radiology 2011, 261(2), pp. 392–393
Representación de un TCDE con sistema
De detección en “sándwich”

Una única fuente de rayos-X y un único valor
de kVp se combinan con un detector de doble
capa.
En el detector de doble capa, las bajas energías fotónicas
son colectadas en la capa frontal. Los rayos-X capaces de
cruzar la primera capa son más energéticos y, por ende, son
detectados en la capa trasera.

5. Detectores de cuentas fotónicas5. Detectores de cuentas fotónicas
 Actualmente usados en investigaciónActualmente usados en investigación
 Detectores resuelven energía de cada fotón incidenteDetectores resuelven energía de cada fotón incidente
Diferenciación multienergéticaDiferenciación multienergética
Muy buena DQEMuy buena DQE
 DesventajaDesventaja
Saturación del detectorSaturación del detector
 Flujo fotónico en TC es excesivoFlujo fotónico en TC es excesivo
 Hardware especializadoHardware especializado
Aun no
disponible
comercialmente

Esquema de detector de cuentas fotónicas: el telurio de cadmio convierte directamente los rayos-X en carga
eléctrica, ésta es acelerada por campos eléctricos por una diferencia de potencial y es colectada por electrodos
de señal discreta. Contrario al caso de los detectores de centelleo en TC, acá no hay septas entre el material
semiconductor; esto genera una mayor EGO. La señal colectada es proporcional a la energía absorbida del
fotón, y un PHA es usado para compartimentar la señal de interacciones fotónicas discretas en 2 o más
ventanas, dependiendo de la capacidad de la aplicación específica integrada en el circuito acoplado al detector
semiconductor.

5. Detectores de cuentas fotónicas5. Detectores de cuentas fotónicas

FRANCIA. La abadía del Mont Saint-Michel

Tomografía computada de energía dual:Tomografía computada de energía dual:
¿cuándo y para qué?¿cuándo y para qué?
 Sustracción óseaSustracción ósea
 Reducción de artefactos metálicosReducción de artefactos metálicos
 Caracterización de cálculosCaracterización de cálculos
 Mapas de iodoMapas de iodo
 Valoración hepáticaValoración hepática
 Aplicación oncológicaAplicación oncológica
 Aplicación cardiológicaAplicación cardiológica
http://www.siemens.com/ecr TwinBeam Dual Energy for single-source CT systems enables simultaneous imaging at two different energy levels. At ECR 2016. Dr. Bhavin
Jankharia, Jankharia Imaging, Mumbai, India. Siemens at ECR 2016.

TCED: aplicaciones clínicasTCED: aplicaciones clínicas
 Sistema vascularSistema vascular
 Imagen torácicaImagen torácica
 Imagen neuroradiológicaImagen neuroradiológica
 Imagen abdominalImagen abdominal
 ExtremidadesExtremidades

TCED: aplicaciones clínicasTCED: aplicaciones clínicas
 Sistema vascularSistema vascular
 Cabeza y cuelloCabeza y cuello
 AortaAorta
 Arterias periféricasArterias periféricas
 Diferenciación de placasDiferenciación de placas
 Imagen torácicaImagen torácica
 Perfusión pulmonarPerfusión pulmonar
 Ventilación pulmonarVentilación pulmonar
 Nódulos pulmonares y Ca de pulmónNódulos pulmonares y Ca de pulmón
 Perfusión miocárdicaPerfusión miocárdica
 Imagen neuroradiológicaImagen neuroradiológica
 Aplicaciones neurológicasAplicaciones neurológicas
 Imagen abdominalImagen abdominal
 Hígado, riñones y páncreasHígado, riñones y páncreas
 Litiasis renalLitiasis renal
 ExtremidadesExtremidades
 Tendones y ligamentosTendones y ligamentos
 GotaGota

Sistema vascular:Sistema vascular: arterias periféricasarterias periféricas
TCDE angiografía EEII.TCDE angiografía EEII.
Postproceso: sustracción ósea + MIPPostproceso: sustracción ósea + MIP
a) Paciente presenta oclusión de
la arteria femoral superficial izquierda.
b) Buena correlación con DSA
Brockmann et al. Dual-energy CT angiography in peripheral arterial occlusive disease. Cardiovasc Intervent (2009) Radiol 32(4):630–637

Imagen torácica:Imagen torácica: perfusión pulmonarperfusión pulmonar
 AngioTCED de tórax paciente mujer de 65 años con TEPAngioTCED de tórax paciente mujer de 65 años con TEP
 Arriba: axial-sagital oblicuo muestra émbolo segmental en segmento de la língula.Arriba: axial-sagital oblicuo muestra émbolo segmental en segmento de la língula.
 Abajo: defecto de perfusión en forma de cuña, en oblicuos axial y sagital.Abajo: defecto de perfusión en forma de cuña, en oblicuos axial y sagital.
Reconstrucciones por codificación de color de MCI en pulmónReconstrucciones por codificación de color de MCI en pulmón
 Arriba -derecha: codificación de color indica distribución del MCI en el pulmón.Arriba -derecha: codificación de color indica distribución del MCI en el pulmón.

AngioTAC de tórax + TCDE con mapa de iodo
TCED con contraste intravenoso. En la imagen de la izquierda se representa el mapa de iodo de un paciente con
sospecha de TEP. Obsérvese como hay un defecto de perfusión triangular en el lóbulo inferior izquierdo causado por
un pequeño trombo de una rama subsegmentaria, que había pasado desapercibido en el estudio angiográfico
derecha

Imagen torácica:Imagen torácica: nódulos pulmonares y Ca denódulos pulmonares y Ca de
pulmónpulmón

Imagen torácica:Imagen torácica: perfusión miocárdicaperfusión miocárdica
Carrascosa et al. Dual-Energy CT in Cardiovascular Imaging. DOI, 2015 10.1007/978-3-319-21227-2
Necrosis con isquemia peri-necrosis. Paciente 56
Años.
(a, b) TCED con stress en eje corto en escala de grises
y mapa de iodo muestran hipoperfusión de la pared
Inferolateral (CX).
(d, e) TCED en reposo en eje corto (imágenes IDEM
que a y b) demuestran una pequeña reversibilidad
de la lesión en la pared lateral.
(c, f) SPECT en stress y reposo muestra reversibilidad
lesión en pared lateral.
(g, h) VR y MIP de arterias coronarias: extensas
calcificaciones en LCX con estenosis severa.
(i)Coronariografía (RAO 20° CAU 20°) ilustra hallazgos
Similares en LCX.

Extremidades:Extremidades: gotagota
TCED sin contraste de la región interfalángica distal de ambos en un paciente con gota. En el mapa de colores obtenidos
mediante posprocesado utilizando la energía dual (imagen de abajo) se observan los depósitos de ácido úrico en el interior de
los tofos (depósitos). Obsérvese cómo los depósitos de ácido úrico son hiperdensos en el estudio de TC convencional, al igual
que el calcio, pero en el estudio de ED son distintos al calcio de los huesos (azul: gran cantidad de calcio que corresponde a la
cortical ósea, rosa: menor cantidad de calcio, que corresponde a la medula ósea).

Syngo® Siemens Dual energy software tool for analysis of gout demonstrating
the differential Dual Energy Indices (DEIs) between trabecular bone, uric acid
and cortical bone

Limitaciones de la TCEDLimitaciones de la TCED
 No permite diferenciar más elementosNo permite diferenciar más elementos
Resolución espectral limitada, por el momentoResolución espectral limitada, por el momento
 Tendencia a artefactosTendencia a artefactos
HiperesténicosHiperesténicos
Mapas de iodo: protocolos no estandarizadosMapas de iodo: protocolos no estandarizados
 Gran pool de imágenesGran pool de imágenes
Problemas de almacenamientoProblemas de almacenamiento
Mayor carga laboral para el radiólogoMayor carga laboral para el radiólogo
 Equipos costososEquipos costosos

““Análisis financiero”Análisis financiero”
Seguridad Dinero
Administrators are very in tune with value-based
purchasing,” he adds. “Those are really driving a lot of
those technologies. One’s going to make you money,
one’s going to give you safety, and now safety’s going to
save you money.
“health care financing wins, the patient wins, the hospital wins,” Laskaris said.
http://medicaldealer.com/cover-story-rise-of-the-dual-energy-ct/

¿Qué hay de la TCED en Chile?¿Qué hay de la TCED en Chile?

ConclusiónConclusión
 LaLa TCED es una técnica muy prometedora a futuro, con una ampliaTCED es una técnica muy prometedora a futuro, con una amplia
aplicación clínica, pero a costos altos para las instituciones.aplicación clínica, pero a costos altos para las instituciones.
 La TCED ofrece la posibilidad de explotar la información espectralLa TCED ofrece la posibilidad de explotar la información espectral
para propósitos diagnósticos.para propósitos diagnósticos.
 Esta tecnología posee diferentes abordajes técnicos y cada uno deEsta tecnología posee diferentes abordajes técnicos y cada uno de
ellos cuenta con ventajas y desventajas.ellos cuenta con ventajas y desventajas.
 Es deber del Tecnólogo Médico conocer éste y otros avances a laEs deber del Tecnólogo Médico conocer éste y otros avances a la
vanguardia en la Tomografía computarizada, por el hecho de servanguardia en la Tomografía computarizada, por el hecho de ser
tecnologías que irrumpirán de lleno en el cono sur en los próximostecnologías que irrumpirán de lleno en el cono sur en los próximos
años.años.

BibliografíaBibliografía
 Johnson et al.Johnson et al. Dual-energy CT: general principlesDual-energy CT: general principles. AJR Am J Roentgenol 2012; 199(Suppl. 5): S3–8. AJR Am J Roentgenol 2012; 199(Suppl. 5): S3–8
 McCollough et al.McCollough et al. Dual- and multi-energy CT: principles, technical approaches, and clinical applicationsDual- and multi-energy CT: principles, technical approaches, and clinical applications. Radiology 2015;276(3):637–653. Radiology 2015;276(3):637–653
 Coursey et al.Coursey et al. Dual-Energy Multidetector CT: How Does It Work, What Can It Tell Us, and When Can We Use It in Abdominopelvic Imaging?Dual-Energy Multidetector CT: How Does It Work, What Can It Tell Us, and When Can We Use It in Abdominopelvic Imaging?
RadioGraphics 2010; 30:1037–1055RadioGraphics 2010; 30:1037–1055
 Delgado et al.Delgado et al. La tomografía computarizada de doble energía: ¿para qué la quiero?La tomografía computarizada de doble energía: ¿para qué la quiero? Radiología. 2013;55(4):346---352Radiología. 2013;55(4):346---352
 Carrascosa et al.Carrascosa et al. Dual-Energy CT in Cardiovascular ImagingDual-Energy CT in Cardiovascular Imaging. DOI, 2015 10.1007/978-3-319-21227-2. DOI, 2015 10.1007/978-3-319-21227-2
 Li et al.Li et al. Head and body CTDIw of dual energy x-ray CT with fast-kVp switching. In: SPIE MedicalHead and body CTDIw of dual energy x-ray CT with fast-kVp switching. In: SPIE MedicalImagingImaging, San Diego, CA, paper 7622–7669, San Diego, CA, paper 7622–7669
 Petersilka M et al.Petersilka M et al.Technical principles of dual source CTTechnical principles of dual source CT.. Eur J RadiolEur J Radiol (2008)(2008) 68(3):362–36868(3):362–368
 Hounsfield GNHounsfield GN Computerized transverse axial scanning (tomography): part I. description of systemComputerized transverse axial scanning (tomography): part I. description of system. Br J (1973) Radiol. Br J (1973) Radiol 46:1016–102246:1016–1022
 BrockmannBrockmann et al.et al. Dual-energy CT angiography in peripheral arterialDual-energy CT angiography in peripheral arterial occlusive diseaseocclusive disease. Cardiovasc Intervent. Cardiovasc Intervent (2009)(2009) Radiol 32(4):630–637Radiol 32(4):630–637
 Desai et al.Desai et al. Clinical utility of dual-energy CT for evaluation of tophaceous goutClinical utility of dual-energy CT for evaluation of tophaceous gout. Radiograp-hics. 2011;31:1365---75. Radiograp-hics. 2011;31:1365---75
 http://www.ajronline.org/action/doSearch?AllField=dual+energy+cthttp://www.ajronline.org/action/doSearch?AllField=dual+energy+ct
 https://www.healthcare.siemens.com.mx/computed-tomography/dual-source-ct/somatom-definition-flash/featureshttps://www.healthcare.siemens.com.mx/computed-tomography/dual-source-ct/somatom-definition-flash/features

Por su atención, muchas graciasPor su atención, muchas gracias

Tomografía computada de energía dual

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Andere mochten auch

Andere mochten auch (20)

Ähnlich wie Tomografía computada de energía dual

Ähnlich wie Tomografía computada de energía dual (20)

Mehr von Garo TM

Mehr von Garo TM (8)

Kürzlich hochgeladen

Kürzlich hochgeladen (20)

Tomografía computada de energía dual

Hinweis der Redaktion