Evolución y Fundamentos de la Tomografía Computarizada (TC): Desde Hounsfield hasta la Tecnología Multidetector

Hitos Históricos y Pioneros de la Tomografía Computarizada (TC)

• El Dr. G. Hounsfield fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina en 1979.
• 1971: Se obtiene el primer TAC craneal (con un tiempo de adquisición de 4 min y 30 s, y una matriz de 80x80).
• 1973: Instalación del primer TC de cuerpo (ACTA scanner) en la Universidad de Minesota.
• 1974-1975: Desarrollo del TC de 2ª generación (Ohio Nuclear) y 3ª generación (GE, Universidad de San Francisco).
• Fines de 1975: Introducción del TC de 4ª generación (AS&E).

Componentes Principales de un Equipo de Tomografía Computarizada

• Gantry: Incluye el Tubo de Rayos X (Rx), el sistema de colimación, el generador y los detectores.
• Mesa (donde se posiciona el paciente).
• Computador (para procesamiento de datos).
• Consola TM – Workstation (estación de trabajo para el técnico).
• Impresora.

Definición y Principios de la Imagen TC

La TC genera una imagen matricial de un corte transversal del cuerpo. Esta imagen se basa en la representación espacial de medidas de densidad calculadas en pequeñas unidades de volumen, denominadas vóxeles (voxel), que componen dicho corte.

Cálculo de la Densidad Radiológica

El computador determina la densidad radiológica de cada punto del corte, dividiendo la zona estudiada en vóxeles. A partir de los datos recopilados por los detectores, deduce, mediante cálculo matricial, la absorción media de Rayos X de cada vóxel.

Representación de la Imagen

La imagen matricial final se obtiene reemplazando las cifras de densidad calculadas por el computador para cada vóxel por las correspondientes tonalidades de grises.

Escala de Densidades (Unidades Hounsfield)

La imagen TC consiste en una representación espacial de medidas de densidad, distribuidas en una escala arbitraria que va desde -1000 hasta +1000 UH (Unidades Hounsfield). Por convención, la densidad del agua se establece en 0 UH.

Orientación de la Imagen

Las imágenes de TC se presentan habitualmente como si el observador estuviera mirando al paciente desde los pies (visión caudal).

Evolución Tecnológica: Generaciones de TC

TC de Segunda Generación

• Utiliza un detector único sobre el cual incide un haz de Rayos X en forma de abanico.
• El proceso de adquisición requiere movimientos combinados de rotación y traslación.
• El Delta Scanner redujo significativamente el tiempo de giro, pasando de 4 minutos a aproximadamente 20-30 segundos.

TC de Tercera Generación

• El haz de Rayos X en abanico incide sobre un arco de detectores múltiples (aproximadamente 900).
• El movimiento es solo rotacional (horario y antihorario).

TC de Cuarta Generación

• El haz de Rayos X en abanico gira dentro de un anillo fijo de detectores que cubre los 360°.
• 1979: Se instala el primer TAC en Chile.
• 1985: El tiempo de corte se reduce drásticamente a 2-3 segundos.

Tomografía Computarizada Helicoidal (Espiral)

Hitos del TC Helicoidal

En 1989, Toshiba y Siemens acoplan el sistema de giro continuo del tubo de Rayos X con el desplazamiento continuo de la mesa del paciente.

• Se genera una trayectoria helicoidal o espiral de emisión de Rayos X sobre el paciente.
• Permite la adquisición volumétrica de datos mediante el disparo continuo de Rayos X mientras la camilla se desplaza.
• Facilita la elección retrospectiva del número de cortes y la reconstrucción 2D y 3D.
• Aporta mayor rapidez y ha evolucionado hacia equipos con múltiples filas de detectores (desde 2 hasta 64 cortes por rotación).

Ventajas del TC Helicoidal

• Mayor rapidez y mayor resolución.
• Obtención de Reconstrucciones Multiplanares (RMP) y 3D de alta calidad.
• Mejor aprovechamiento del medio de contraste.
• Permite detecciones focales especializadas, como la Angio-TAC.

Ventajas del TC Helicoidal Multidetector (TCHMC) o Multifila (Multislice-Multi-Detector-Row)

• Mayor velocidad (con pitch de 6 u 8).
• Mayor resolución (cortes de 1 a 5 mm).
• Elimina el efecto de volumen parcial.
• Permite RMP isotrópica.
• Aumenta el rendimiento general del equipo.

Desventaja

Genera un gran volumen de información (entre 500 y 1000 cortes por estudio).

Desarrollos Posteriores

• 1994: Llega a Chile la tecnología multidetector.
• Mejoras continuas: hélices más largas, reducción del tiempo de adquisición, mayor velocidad de reconstrucción y desarrollo de la Fluoroscopia TC.
• El arco de detectores fue reemplazado por una matriz de detectores múltiples, complementada con computadores de alta velocidad de procesamiento.