Tomografía Computarizada: Principios, Tecnología e Historia

Tomografía Computarizada

Introducción

Tomografía es un método de imagenología médica que utiliza rayos X para crear imágenes detalladas del interior del cuerpo. Un haz de rayos X colimado atraviesa al paciente y la radiación atenuada se mide por detectores. Una computadora analiza la señal y reconstruye la imagen, que se muestra en un monitor para su análisis.

Funcionamiento

La tomografía convencional, también conocida como tomografía axial, es ideal para visualizar estructuras abdominales como los riñones. Genera imágenes en planos paralelos al eje longitudinal del cuerpo, incluyendo cortes sagitales y coronales.

Generaciones de Equipos de TC

Primera Generación

Utilizaban un haz de rayos X colimado y un solo detector que se desplazaba sobre el paciente y giraba entre barridos sucesivos. Algunos equipos tenían dos detectores y el haz se dividía en dos, obteniendo dos cortes contiguos en cada barrido. El tiempo de examen era de aproximadamente 5 minutos.

Segunda Generación

Estos equipos de tipo traslación-rotación ya no se fabrican. Evolucionaron de un solo detector a un conjunto de detectores que interceptaban un haz en abanico. Aunque eran más rápidos gracias a los múltiples detectores, el haz en abanico aumentaba la radiación dispersa y afectaba la calidad de la imagen.

Tercera Generación

En esta generación, el tubo de rayos X y la matriz de detectores rotan alrededor del paciente. Los equipos de tercera generación utilizan un haz de abanico y una matriz curvilínea de al menos 30 detectores, lo que permite tiempos de examen de solo 1 segundo.

Cuarta Generación

Solo el generador de rayos X gira, mientras que los detectores permanecen fijos en forma de circunferencia. El haz en abanico y los más de 1000 detectores permiten tiempos de examen de 1 segundo. Estos equipos ofrecen colimación pre-paciente automática y permiten la manipulación de la imagen, pero las dosis de radiación al paciente son mayores y su costo es elevado.

Componentes de los Sistemas de TC

Conjunto en Grúa

Incluye el tubo de rayos X, la matriz de detectores, el generador de alta tensión, la camilla del paciente y los elementos mecánicos de soporte. Estos subsistemas se controlan desde la consola y envían datos al ordenador para generar y analizar la imagen.

Tubo de Rayos X

Los tubos de rayos X para TC deben cumplir exigencias especiales de potencia y capacidad calorífica. Los equipos modernos utilizan motores de alta velocidad para disipar el calor generado.

Detectores

Los equipos de TC modernos emplean hasta 2400 detectores, que pueden ser de centelleo o de gas.

Detectores de Centelleo

Los primeros detectores de centelleo utilizaban un conjunto de cristal y tubo fotomultiplicador. Actualmente, se utilizan conjuntos de cristal-fotodiodo, que son más económicos y eficientes.

Detectores de Gas

Consisten en una cámara metálica dividida en pequeñas cámaras por separadores. Cada cámara funciona como un detector de radiación independiente. El conjunto se llena con un gas inerte de número atómico elevado.

Colimación

La colimación en TC mejora el contraste de la imagen al disminuir la radiación dispersa. Se utilizan dos colimadores: uno cerca del tubo para limitar la zona del paciente que intercepta el haz y determinar el grosor del corte, y otro antes de los detectores para reducir la radiación dispersa.

Ordenador

Se requiere un ordenador de alto nivel para procesar y resolver simultáneamente miles de ecuaciones para la reconstrucción de la imagen.

Consola de Control

Muchos equipos de TC tienen dos consolas: una para el tecnólogo que opera el equipo y otra para el médico que observa y manipula la imagen.

Medios de Contraste

Medios de Contraste Iónicos

Estos contrastes hiperosmolares fueron los primeros utilizados, pero se han reemplazado por opciones más seguras debido a sus reacciones adversas. La alta osmolaridad puede producir efectos como aumento del volumen sanguíneo, disminución del hematocrito y cambios morfológicos en los hematíes.

Medios de Contraste No Iónicos

Estos contrastes hidrosolubles aumentan el coeficiente de atenuación de los rayos X, lo que permite realzar los órganos y estructuras anatómicas. Su baja osmolaridad reduce la aparición de reacciones adversas.

Historia de la Tomografía Computarizada

Godfrey Hounsfield

Godfrey Hounsfield, un ingeniero británico, es considerado el padre de la tomografía computarizada. En 1967, desarrolló el primer tomógrafo de rayos X cerebral, y en 1972, presentó el primer tomógrafo corporal. Su trabajo revolucionó el diagnóstico por imágenes y le valió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1979.

Aplicación Clínica de la TC

La TC se ha convertido en una herramienta esencial en el diagnóstico médico, permitiendo la visualización detallada de órganos y tejidos blandos sin necesidad de cirugía. Sus aplicaciones abarcan desde la detección de tumores y enfermedades vasculares hasta la planificación de tratamientos y el seguimiento de pacientes.

Características de la Imagen de TC

Matriz de Imagen

La imagen de TC se almacena como una matriz de intensidades, donde cada celda (píxel) tiene un número de unidades Hounsfield (UH) que representa la atenuación de los rayos X por el tejido. El volumen de tejido representado por cada píxel se denomina vóxel.

Construcción de la Imagen

La imagen se reconstruye a partir de las proyecciones obtenidas por los detectores mediante un proceso matemático llamado filtrado de proyecciones.

Calidad de la Imagen

La calidad de la imagen de TC se evalúa en función de cuatro características principales:

• Resolución espacial: Capacidad de diferenciar estructuras pequeñas y cercanas.
• Resolución de contraste: Capacidad de distinguir materiales con composiciones similares.
• Linealidad: Precisión en la representación de los valores de atenuación.
• Ruido: Desviación de los valores de los píxeles, que se manifiesta como un granulado en la imagen.

Conclusión

La tomografía computarizada es una tecnología de imagenología médica fundamental que ha revolucionado el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades. Su desarrollo continuo y la investigación en nuevas aplicaciones prometen seguir mejorando la atención médica en el futuro.