Tecnología de Tomografía Computarizada: Evolución, Tipos y Principios Fundamentales

Evolución de la Tomografía Computarizada: Las Generaciones

La tecnología de Tomografía Computarizada (TC) ha experimentado una notable evolución a lo largo de varias generaciones, cada una introduciendo mejoras significativas en velocidad, calidad de imagen y capacidades diagnósticas.

• Primera generación: Caracterizada por un tubo de rayos X unido a un único detector. Realizaba movimientos secuenciales de rotación y traslación. El escaneo, que se efectuaba de pies a cabeza y viceversa, tardaba aproximadamente una hora en completarse.
• Segunda generación: Redujo significativamente el tiempo de la prueba a unos cinco minutos. Incorporó múltiples detectores y cambió el haz de rayos X de una forma recta a una de abanico, permitiendo adquirir más datos simultáneamente.
• Tercera generación: Eliminó la necesidad del movimiento de traslación, suponiendo una gran mejora en la eficiencia. Contaba con un arco de hasta 800 detectores, todos situados a la misma distancia del haz de rayos, que rotaban solidariamente con el tubo.
• Cuarta generación: Mantuvo el movimiento de rotación del tubo, pero con un anillo completo de miles de detectores fijos. El detector y el tubo de rayos X dejaron de estar unidos. Esto redujo aún más el tiempo de adquisición, aumentando la rapidez y la cantidad de datos obtenidos. Además, cada detector podía ser calibrado individualmente.

Tipos de Tomografía Computarizada

TC Convencional o Secuencial

Basado principalmente en la tecnología de tercera generación. El proceso es más lento, ya que la mesa avanza por pasos discretos entre cada corte o rotación del gantry. Esto resulta en una resolución temporal deficiente y puede aumentar la exposición total a la radiación del paciente.

TC de Energía Dual

Este equipo está dotado de dos tubos de rayos X y dos sistemas de detectores en el Gantry. Su principal utilidad es conseguir información adicional sobre la composición de los tejidos, lo que en muchos casos permite diferenciar materiales y puede reducir o evitar la necesidad de utilizar medios de contraste.

TC Helicoidal o Espiral

En esta modalidad, la mesa del paciente se desplaza de forma continua mientras el Gantry rota, describiendo una trayectoria helicoidal. Sus ventajas son notables:

• Menor tiempo de adquisición de datos.
• Mayor calidad de imagen y volumen de datos.
• Potencialmente, menor dosis de radiación.
• Reducción de artefactos por movimientos involuntarios del paciente.
• Aumento de la resolución temporal, facilitando estudios dinámicos casi en tiempo real.

Componentes y Parámetros Clave del TC

Gantry

Es la estructura en forma de anillo por donde se introduce la mesa con el paciente. En su interior se encuentran los componentes clave del escáner: el tubo de rayos X, los detectores y los sistemas de adquisición de datos (DAS). El material de los detectores debe tener un número atómico alto para ser eficiente; los más utilizados son los cristales de centelleo, como el yoduro de cesio.

Parámetro Pitch en Equipos Helicoidales

Es un parámetro fundamental que se introduce debido al movimiento continuo de la mesa. Sirve para controlar la dosis de radiación y la calidad de la imagen. Este valor indica la separación entre dos bucles correlativos de la espiral del tubo. Si los bucles son contiguos, el valor es 1; valores inferiores indican que se solapan (mayor dosis, mejor resolución axial), y valores superiores indican que existe separación entre ellos (menor dosis, menor resolución axial).

Colimadores y Filtros

Existen tres tipos principales de colimadores:

• Primarios: Situados a la salida del tubo, sirven para definir el espesor del corte.
• Prepaciente: Ubicados debajo del tubo, determinan cómo de ancho será el haz de rayos X.
• Postpaciente: Colocados al lado de los detectores para limitar el haz de rayos y reducir la radiación dispersa, mejorando así el contraste de la imagen.

Técnicas de Guiado por Imagen y Reconstrucción

TC Secuencial para Intervencionismo

Primero se realiza un escaneo de reconocimiento y, posteriormente, se utiliza el mismo instrumento para guiar el tratamiento de una lesión. La repetición de la secuencia permite situar el instrumental médico en el lugar preciso. Este método es más lento y expone al paciente a una mayor dosis de radiación en comparación con técnicas más modernas.

TC-Fluoroscopia

Permite la visualización en tiempo real, facilitando intervenciones en zonas de acceso complicado. Generalmente, implica una menor dosis de radiación que la técnica secuencial, aunque el tiempo de exposición puede alargarse. Es una tecnología más cara y, a veces, se puede combinar con la TC secuencial.

Reconstrucción de Imagen

• Resolución Algebraica (Iterativa): Estima un número CT (Hounsfield) para cada píxel y corrige los valores progresivamente con cada corte registrado, refinando la imagen en sucesivas iteraciones.
• Retroproyección Filtrada: Es el método más común. Utiliza filtros matemáticos para corregir dos problemas principales: mejorar la penumbra y corregir borrosidades, optimizando la nitidez de la imagen final.

Parámetros de Calidad de Imagen

• Resolución espacial: Es la capacidad de representar como separadas estructuras que realmente están muy juntas.
• Resolución temporal: Es el tiempo que necesita el equipo para captar los datos de una imagen. Es vital cuando se exploran órganos en movimiento, como el corazón.
• Resolución de contraste: Es la sensibilidad que tiene el sistema para representar la densidad de las estructuras, consiguiendo diferenciarlas incluso cuando sus densidades son muy similares.

Artefactos Comunes en la Imagen de TC

• Fenómeno Cupping: Se manifiesta cuando la densidad en la periferia de un objeto homogéneo aparece artificialmente más clara (más densa) que en el centro.
• Fenómenos de Rayas (Streak Artifacts): Se forma un patrón de bandas muy intenso en algunas estructuras, generalmente originado por objetos de alta densidad como implantes metálicos.

Dosimetría y Aplicaciones en Radioterapia

Dosimetría y Control de Calidad

La dosimetría estudia la variación de la dosis de radiación y los miliamperios (mA) en diferentes espesores de fantomas (objetos de prueba). Es crucial realizar comprobaciones diarias de los siguientes elementos:

• Elementos de seguridad de la sala.
• Alineación del haz de rayos.
• Escala geométrica de la imagen.
• Calibración de los números CT de la imagen.

Aplicaciones en Radioterapia

• Teleterapia: La radiación ionizante se aplica a distancia sobre la parte afectada, utilizando habitualmente un tubo de rayos X de alta energía (acelerador lineal).
• Braquiterapia: Es un tipo de radioterapia interna donde se colocan cápsulas o fuentes radiactivas directamente en la zona dañada o muy cerca de ella.