Comparativa entre Tomografia Computada i Radiologia Convencional

Com descriuries la tècnica de TC (tipus de radiació, resolució de la imatge i dosi per al pacient)? Compara-ho amb la Radiologia Convencional.

• Tipus de radiació: RX, igual que la Radiologia.
• Resolució de la imatge: En el TC, la imatge és pitjor si ho comparem en una sola imatge/tall i en una projecció de Radiologia (qualitat). El TC realitza talls axials d’una persona.
• Dosi per al pacient: El TC té més dosi per al pacient; per tant, més radiació i més temps d’exposició.

Associa les següents observacions amb les limitacions introduïdes al document 11:

La Radiologia Convencional no permet diferenciar estructures sobreposades de similar densitat òptica: Aquesta observació s’associa amb l’apartat C del dossier. La Radiologia Convencional no ens permet distingir estructures tridimensionals. Si estan superposades i tenen una similar densitat òptica, no les observaríem. La Radiologia Convencional no distingeix entre una estructura de coeficient d’atenuació n i espessor 2x amb una estructura de coeficient 2n però amb un gruix X. La segona estructura és més prima i absorbeix el doble, tot i que no la veuríem perquè té la mateixa densitat òptica i absorció.

La limitació dels equips de Radiologia Convencional de l’apartat D del dossier: Ens interessa un alt contrast (blanc sobre negre) i una latitud alta (el registre permet canviar el temps d’exposició). La latitud elevada permet veure molts petits canvis. Per exemple, en 3 mAs i 4 mAs les imatges són diferents, però no molt millor. A més, una àmplia latitud dóna més ventalls d’exposició.

Raona perquè els valors extrems de densitat òptica no són corresponents a valors òptims de la corba característica. Perquè en la zona de grisos és on hi haurà més detall i, per tant, més pendent. A més, s’ha de comparar negre amb negre i no es veurà molta diferència; sempre serà la millor opció comparar gris clar amb gris fosc. La corba característica és una representació de la densitat òptica que es correspon amb l’absorció de la radiació per part del registre de la imatge front l’exposició.

La escala de densitat òptica va de 0 a 4, però els valors extrems (pròxims a 0 “més blancs” o pròxims a 4 “més negres”) no són adequats per veure el contrast. Valors alts de densitat òptica impliquen una absorció alta per part del registre de la imatge i, per tant, més foscor. Quan més absorbeix el registre, hi haurà més foscor en la imatge; la imatge serà més negra; això vol dir que quan més negre, més densitat òptica hi haurà. Notar que aquest fet implica que les estructures anatòmiques més transparents als RX s’han d’observar més fosques.

En la imatge/pel·lícula A és més ràpid; per què? Perquè té menor exposició per donar una mateixa densitat òptica que la resta de pel·lícules, tot i que té un menor contrast. Té més latitud el A perquè la pendent és més suau i el D més contrast.

A partir de la Diapositiva 4, explica quina és la solució al problema de superposició d’estructures de la Radiologia Convencional adaptat en TC. Quin nou problema implica? Per culpa del moviment del tub, el contrast estarà limitat, ja que només s’enfoca el mig (rodona amb més detall) i perd la qualitat de la imatge; per tant, el contrast estarà limitat. Solució: Moure el tub en diferents angles per eliminar la superposició de les estructures i veure el punt mig en molt detall (enfocar).

Explica en què consisteix solucionar l’equació de Cormack i Daley en cada línia que forma una secció/tall de teixit. En calcular o determinar la n i el gruix per a cada un dels punts de la línia de projecció o vòxel. Per què és necessari obtenir la imatge des de diferents angles alhora d’interpretar els valors d’atenuació en cada línia de selecció? Perquè per resoldre les incògnites necessitem tantes equacions independents com incògnites.

Raona si la quantitat de computació requerida serà alta o baixa. La quantitat de computació serà molt alta, ja que hi haurà un alt càlcul matemàtic i, per tant, moltes equacions altes. Quina diferència hi ha entre els equips de primera i tercera? I entre els de tercera i quarta? En quin punt del desenvolupament es troba el TC? La diferència és que a la primera hi ha un detector i un tub, i el moviment és de translació.

En canvi, en la tercera hi ha un arc de detectors i té una rotació interna o arc continu. La diferència és que en la tercera hi ha un arc de detectors i té una rotació contínua. En canvi, en la quarta hi ha detectors per tota la circumferència i, a més, el preu és més elevat. Quina és la limitació dels equips de Tomografia Convencional? Els que fan només un gir de 360º.

Què és la Tomografia Computada seqüencial i per a què s’utilitza? Té adquisició de les dades tota l’estona, ja que fa girs i mou el pacient al moment i s’utilitza la tècnica helicoïdal.

EXAMEN: Durant una rotació de 360º del tub de raig X, el llit del pacient es desplaça 8 mm. L’amplada del feix de raig X és de 5 mm. Quin és el factor de desplaçament? 8 dividit entre 5 = 1’6, també es pot dir 1’6:1.

Quant de teixit s’ha d’analitzar amb una col·limació de 5 mm (gruix de tall), un factor de desplaçament de 1’6:1 i un temps d’anàlisi de 20 s, sabent que el tub gira 360º cada 2 s? Volum de teixit analitzat = 5 x 1’6 x 20 dividit entre 2 = 80 mm.

Si es desitja analitzar 40 cm de teixit en 25 s amb un gruix de tall de 8 mm. Si el temps de rotació del capçal és de 1’5 s, quin ha de ser el factor de desplaçament? 400 cm x 1’5 dividit entre 25 x 8 = 3; 3:1. Resposta: El llit es mou tres vegades més ràpid que el tub. No hi ha talls consecutius.

A què corresponen les sigles TCHMC i quins aspectes diferencials afegeix respecte a les altres tècniques de la tècnica helicoïdal? Significa Tomografia Computada helicoïdal Multitall. La banda/fila de detectors en aquest cas és una matriu; té moltes més files i, a més, poden ser asimètriques i simètriques (hi ha més arcs de detectors); per tant, més combinació.

Els valors de factors de desplaçament solen ser per a la TCHMC = 1. Raona en base al sistema de detecció perquè no cal valors de pitch menors a 1. Millorar la resolució, ja que no caldria fer ensolapament; ja ho estàs fent, encara que no és el mateix, aquí veus molt detall. A més, si fos menor a 1 irradiaríem més al pacient; per tant, serà més eficient els valors de pitch majors a 1.

Quin problema presenta una major quantitat d'arcs/files de detectors? Com es soluciona? Delimitaria el valor del gruix de tall. El tècnic ho pot seleccionar; per tant, no és un problema.

La quantitat de dades és un problema actual en TC? Avui en dia, quin nivell de qualitat d’imatge de cada tall es pot arribar a aconseguir? Sí, pot ser un problema, ja que el processament de dades és molt limitat. Sí, estaríem arribant a la qualitat d’una radiografia. En quant a qualitat, 1 tall = 1 radiografia.

L’ample del feix de raig X davant d’una TCHMC de 64 talls és de 32 mm. El llit es desplaça a una velocitat de 24 mm per cada gir. Quants arcs/corones té la matriu detectora suposant que estan tots actius? 64. Suposant que és simètrica, quin gruix té cada tall? 32 mm dividit per 64 talls = 0’5 mm. Quin és el factor de desplaçament? 24 mm dividit entre 32 mm = 0’75. Raona si l’anterior pitch suposa una major dosi per al pacient. Sí, com que és menor, hi ha solapament i, per tant, més dosi per al pacient.

Comenta la informació aportada de la diapositiva 19. Dosi per comprovar diferents aparells i longituds. Recorregut del cap i l’abdomen. Producte per la zona/teixit de longitud que està irradiant.

Calcula la DLP (dosi lineal ponderada) per fer un estudi de cap amb un equip que presenta CTDI = 62 mGy. Per fer el recorregut de l’estudi, es requereix un moviment de llit de 18 cm. 62 x 18 = 1116 cm.

Enumera les dificultats per resoldre l’equació i quins problemes produeixen en la imatge. Emet fotons a tot arreu, la radiació dispersa, el soroll de l’equipament i el moviment del pacient.

Com de gran és un píxel en mm? Segons la imatge, ja que les dades d’atenuació calculades per formar la imatge s’assignen a cada punt durant la reconstrucció de la imatge. A més, dependrà del nombre de detectors i la potència de càlcul; tanmateix, el nombre dels píxels ha de ser limitat. En els sistemes d’avui en dia, trobem valors de la matriu de píxels de 512 files x 512 columnes.

Calcula la grandària de píxel per a les següents imatges de TC. Indica quina presenta més resolució espacial. FOV 20 cm i Matriu 128 x 128 cm: 200 mm dividit entre 128 mm = 1’56 mm. FOV 36 cm i Matriu 512 x 512 cm: 360 mm dividit entre 512 mm = 0’7. Per tant, la de 0’7 presenta més resolució espacial perquè el píxel és més petit.

El valor de la qüestió anterior, calcula la grandària dels vòxels si els talls són de 5 mm. a) (1’56) al quadrat x 5 = 12’16 mm elevat al cub i b) (0’7) al quadrat x 5 = 2’45.

Explica què són els números de TC (és una escala d’atenuació en la qual es representen totes les tonalitats de gris, partint de base que l’aigua és 0) i les UH (quan acotes els valors de l’escala entre +1000 i -1000, és a dir, blanc i negre). EXÀMEN: Determina el valor d’atenuació relativa dels pulmons respecte de l’aigua a partir de la taula de la diapositiva 23 i la fórmula dels números de TC. UH = 1000 (SEMPRE ÉS AQUEST VALOR = K) (n teixit – n aigua dividit entre n aigua). A continuació, raona si l’atenuació dels pulmons és major o menor que l’aigua i indica quina tonalitat de gris s’haurà d’observar (més blancs o més negres). L’atenuació de l’aigua no la sabem, però si fiquem un valor a l’atzar de 35 i ho apliquem. N aigua dividit entre N aigua i si fiquem un valor qualsevol, per exemple 35, és igual a 35 dividit entre 35 = 1. UH del pulmó = -500; aplicant la fórmula = -500 = 1000(n pulmó dividit entre n aigua -1 à -0’5 + 1 = 0’5; per tant, l’atenuació del pulmó serà la meitat de la de l’aigua i els tons seran de grisos foscos.

Resumeix els paràmetres de TC de qualitat. Com podem actuar sobre aquests factors, en aquest paràmetre per millorar la qualitat de la imatge? Resolució espacial: és la capacitat de veure objectes separats. Quan el píxel és més petit o quan més talls hi ha estrets, hi haurà més resolució espacial. Resolució de baix contrast: és la capacitat de diferenciar estructures amb diferents atenuacions (densitat de grisos). En TC podem trobar sensibilitats de 0’5% de resolució de baix contrast; per tant, hi haurà una diferència de grisos cada 5 UH i el soroll de fons no sempre és estable i la grandària de píxel petita disminueix la resolució de baix contrast. Resolució temporal: és la rapidesa en adquirir les dades expressades en mil·lisegons (ms). Soroll: són variacions de les UH no atribuïbles a canvis de teixit. Uniformitat: una mateixa densitat (atenuació) s’ha d’observar que té unes UH constants independent del píxel visualitzat. Linealitat: és l’assignació correcta dels valors UH a cada teixit. Per millorar la resolució espacial: fer més petits els píxels; per fer això, col·limar la part que ens interessa, així no obtindrem dades innecessàries de zones que no ens interessen i, per tant, la mateixa quantitat de dades per una zona més petita. També, fer el gruix de tall més petit. Per millorar el RBC: disminuir el soroll de fons, donar més substància de contrast i col·limació ajustada.

Descriu els passos per formar la imatge de TC i el tipus de filtració retroprojecció. En cada tall s'obtenen els perfils de diversos angles. Amb el que s'obté, funcions de càlcul que integren tots els valors dels perfils relacionant els punts de coordenades cartesianes amb les variables distància/angle dels perfils f(x,y)0g, aquest procés matemàtic s'anomena transformada de Radon. Llavors es crea un sinograma, que és la representació gràfica de les anteriors funcions (transformada de Radon). La reconstrucció de la imatge és la inversió de la transformació de Radon, i pot ser: reconstrucció directa de Fourier o operador retroprojecció: integra (suma) per cada punt del pla de la imatge els valors de totes les rectes que el contenen. Intuitivament és com anar superposant els diferents perfils de forma que es vagi definint l'objecte o el teixit. Caldrà afegir, posteriorment, un filtrat per eliminar la borrositat (blurred). La filtració pot ser d'alta freqüència que afegeix un resultat amb bona resolució espacial, però una mala resolució en la densitat. Si fem una filtració de baixa freqüència (smooth), tindrem mala resolució espacial però bona resolució de contrast de grisos.