Tomografia axial computarizada imagen

TAC

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

2. 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.

3. 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).

4. 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.

5. 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 cálculo electrónico a las técnicas de rayos X

6. 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.

7. 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.

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

9. 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

10. 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.

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

12. 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

13. VOXEL Volumen de atenuación de materia.

14. 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.

15. 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.

16. Diagnostico por imagen del cuerpo TC Y RM HAGGA

17. 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.

18. 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

19. 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

20. 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

21. 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

22. EQUIPO

23. EQUIPO

24. EQUIPO

25. COMPONENTES DEL SISTEMA 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

26. COMPONENTES DEL SISTEMA 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%

27. COMPONENTES DEL SISTEMA 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 Eficiencia: 45%

28. COMPONENTES DEL SISTEMA 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

29. COMPONENTES DEL SISTEMA 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

30. COMPONENTES DEL SISTEMA 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

31. 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

32. 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

33. GENERACIONES DE TAC

34. 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)

35. 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

36. 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 ) 250 x 250 píxeles

37. 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 ) 512 x 512 píxeles

38. 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

39. 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.

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

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

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

43. 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.

44. 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).

45. CARACTERISTICAS DE LA IMAGEN Cada célula en una matriz de imagen de tomografía computarizada es una representación bidimensional (pixel) de un volumen de tejido del organismo

46. CARACTERISTICAS DE LA 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

47. CARACTERISTICAS DE LA 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

48. CARACTERISTICAS DE LA 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.

49. 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

50. 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.

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

52. CALIDAD DE LA IMAGEN Resolución espacial Detectabilidad de contraste artefactos

53. CALIDAD DE LA IMAGEN 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 voxel

54. CALIDAD DE LA IMAGEN 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

55. 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

56. < m A,mas ruido > m A , menos ruido

57. GROSOR DEL CORTE 3mm 10 mm Cuanto más grueso es el Corte, menor ruido es mejor la detectabilidad de contraste para tejidos blandos

58. 5mm 1mm Cuanto más fino es el Corte, mejor Resolución Espacial para regiones oseas

59. ARTEFACTOS

60. 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.

61. 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

62. 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"

63. 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

64. C apa 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

65. 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.

66. 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

67. 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.

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

69. 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,

70. “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

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

72. 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”.

73. 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

74. BLINDAJE

75. BLINDAJE

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

77. GUANTES 0.25mm de plomo

78. PROTECTOR TIROIDEO .5 mm de plomo

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

80. 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

81. 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.

82. • 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.

83. 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

84. DOSIS DE RADIACIÓN

85. 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

86. 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.

87. 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.