Tomografía axial computarizada
La tomografía axial computarizada (TAC), o tomografía computarizada (TC), también denominada escáner, es una técnica de imagen médica que utiliza radiación X para obtener cortes o secciones de objetos anatómicos con fines diagnósticos. Sus bases matemáticas fueron planteadas en 1917 por Johann Radon (la Transformada de Radon)
Tomografía viene del griego τομον que significa corte o sección y de γραφίς que significa imagen o gráfico. Por tanto la tomografía es la obtención de imágenes de cortes o secciones de algún objeto. La posibilidad de obtener imágenes de cortes tomográficos reconstruidas en planos no transversales ha hecho que en la actualidad se prefiera denominar a esta técnica tomografía computarizada o TC en lugar de TAC.
En lugar de obtener una imagen de proyección, como la radiografía convencional, la TC obtiene múltiples imágenes al efectuar la fuente de rayos X y los detectores de radiación movimientos de rotación alrededor del cuerpo. La representación final de la imagen tomográfica se obtiene mediante la captura de las señales por los detectores y su posterior proceso mediante algoritmos de reconstrucción.
Historia
En los fundamentos de esta técnica trabajaron de forma independiente el ingeniero electrónico y físico sudafricano nacionalizado norteamericano Allan McLeod Cormack y el ingeniero electrónico inglés Sir Godfrey Newbold Hounsfield, que dirigía la sección médica del Laboratorio Central de Investigación de la compañía EMI. Ambos obtuvieron de forma compartida el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1979.
En 1967 Cormack publica sus trabajos sobre la TC siendo el punto de partida de los trabajos de Hounsfield, que diseña su primera unidad. En 1972 comenzaron los ensayos clínicos cuyos resultados soprendieron a la comunidad médica, si bien la primera imagen craneal se obtuvo un año antes.
Los primeros cinco aparatos se instalaron en Reino Unido y Estados Unidos; la primera TC de un cuerpo entero se consiguió en 1974.
En el discurso de presentación del comité del Premio Nobel se destacó que previo al escáner, “las radiografías de la cabeza mostraban solo los huesos del cráneo, pero el cerebro permanecía como un área gris, cubierto por la neblina. Súbitamente la neblina se ha disipado”.
En recuerdo y como homenaje a Hounsfield, las unidades que definen las distintas atenuaciones de los tejidos estudiadas en TC se denominan unidades Hounsfield o número TC (CT number), donde el agua corresponde a 0HU, tejidos blandos +30 a+60HU, grasa -40 a -120HU, entre otros que permiten hacer caracterización de tejidos.
Principio de funcionamiento
D: detectores de radiación.
T: tubo emisor de rayos X.
X: haz de rayos X.
R: rotación del "gantry".
El aparato de TC emite un haz colimado de rayos X que incide sobre el objeto que se estudia. La radiación que no ha sido absorbida por el objeto es recogida por los detectores. Luego el emisor del haz, que tenía una orientación determinada (por ejemplo, estrictamente vertical a 90º) cambia su orientación (por ejemplo, haz oblicuo a 95º). Este espectro también es recogido por los detectores. El ordenador 'suma' las imágenes, promediándolas. Nuevamente, el emisor cambia su orientación (según el ejemplo, unos 100º de inclinación). Los detectores recogen este nuevo espectro, lo 'suman' a los anteriores y 'promedian' los datos. Esto se repite hasta que el tubo de rayos y los detectores han dado una vuelta completa, momento en el que se dispone de una imagen tomográfica definitiva y fiable.
Para comprender qué hace el ordenador con los datos que recibe lo mejor es examinar el diagrama que se aprecia líneas abajo.
|
|
La figura '1' representa el resultado en imagen de una sola incidencia o proyección (vertical, a 90º). Se trata de una representación esquemática de un miembro, por ejemplo un muslo. El color negro representa una densidad elevada, la del hueso. El color gris representa una densidad media, los tejidos blandos (músculos). |
|
|
En la figura '4' el ordenador dispone de datos de cuatro incidencias: 45º, 90º, 135º y 180º. Los perfiles de la imagen son octogonales, lo que la aproximan mucho más a los contornos circulares del objeto real. |
Una vez que ha sido reconstruido el primer corte, la mesa donde el objeto reposa avanza (o retrocede) una unidad de medida (hasta menos de un milímetro) y el ciclo vuelve a empezar. Así se obtiene un segundo corte (es decir, una segunda imagen tomográfica) que corresponde a un plano situado a una unidad de medida del corte anterior.
A partir de todas esas imágenes transversales (axiales) un computador reconstruye una imagen bidimensional que permite ver secciones de la pierna (o el objeto de estudio) desde cualquier ángulo. Los equipos modernos permiten incluso hacer reconstrucciones tridimensionales. Estas reconstrucciones son muy útiles en determinadas circunstancias, pero no se emplean en todos los estudios, como podría parecer. Esto es así debido a que el manejo de imágenes tridimensionales no deja de tener sus inconvenientes.
Un ejemplo de imagen tridimensional es la imagen 'real'. Como casi todos los cuerpos son opacos, la interposición de casi cualquier cuerpo entre el observador y el objeto que se desea examinar hace que la visión de éste se vea obstaculizada. La representación de las imágenes tridimensionales sería inútil si no fuera posible lograr que cualquier tipo de densidad que se elija no se vea representada, con lo que determinados tejidos se comportan como transparentes. Aun así, para ver completamente un órgano determinado es necesario mirarlo desde diversos ángulos o hacer girar la imagen. Pero incluso entonces veríamos su superficie, no su interior. Para ver su interior debemos hacerlo a través de una imagen de corte asociada al volumen y aun así parte del interior no siempre sería visible. Por esa razón, en general, es más útil estudiar una a una todas las imágenes consecutivas de una secuencia de cortes que recurrir a reconstrucciones en bloque de volúmenes, aunque a primera vista sean más espectaculares.
Fundamento técnico
La TC se basa en el trabajo desarrollado por Johann Radon en 1917 quien demostró que era posible reconstruir una imagen a partir de múltiples proyecciones de estas a diferentes ángulos, esta operación matemática usada en la TC es conocida como Transformada de Radon.
El tubo de rayos X que gira alrededor del objeto a escanear captura diferentes tomas en su rotación, y del número de estas depende en gran parte la calidad la resolución del escaneo (plano XY), el otro factor de hardware que afecta este item es el número de detectores (pixeles) . Al tiempo que el tubo y el detector giran respecto al paciente, se mueven longitudinalmente para cubrir la superficie a estudiar y las imágenes puden ser más "gruesas" (>5mm) o "delgadas"(<5mm) (más resolución) según el número de líneas de detectores, que en los equipos más modernos pueden ser superiores a 128.
Las múltiples proyecciones obtenidas son almacenadas en una única matriz llamada sinograma, a la cuál se le aplica un algoritmo de reconstrucción llamado retroproyección filtrada que igualmente está basado en la transformada de Radón.
Para aplicarlo a la medicina hubo que esperar al desarrollo de la computación y del equipo adecuado que mezclase la capacidad de obtener múltiples imágenes axiales separadas por pequeñas distancias, almacenar electrónicamente los resultados y tratarlos. Todo esto lo hizo posible el británico G. H. Hounsfield en los años 70.
Usos de la TC
La TC, es una exploración o prueba radiológica muy útil para el diaje o estudio de extensión de los cánceres en especial en la zona craneana, como el cáncer de mama, cáncer de pulmón y cáncer de próstata o la detección de cualquier cáncer en la zona nasal los cuales en su etapa inicial pueden estar ocasionando alergia o rinitis crónica. Otro uso es la simulación virtual y planificación de un tratamiento del cáncer con radioterapia es imprescindible el uso de imágenes en tres dimensiones que se obtienen de la TC.
Las primeras TC fueron instaladas en España a finales de los años 70 del siglo XX. Los primeros TC servían solamente para estudiar el cráneo, fue con posteriores generaciones de equipos cuando pudo estudiarse el cuerpo completo. Al principio era una exploración cara y con pocas indicaciones de uso. Actualmente es una exploración de rutina de cualquier hospital, habiéndose abaratado mucho los costos. Ahora con la TC helicoidal, los cortes presentan mayor precisión distinguiéndose mejor las estructuras anatómicas. Las nuevas TC multicoronal o multicorte incorporan varios anillos de detectores (entre 2 y 320), lo que aumenta aún más la rapidez, obteniéndose imágenes volumétricas en tiempo real.
Esquema de una TC de cuarta generación. El tubo gira dentro del gantry que contiene múltiples detectores en toda su circunferencia. La mesa con el paciente avanza progresivamente mientras se realiza el disparo.
Entre las ventajas de la TC se encuentra que es una prueba rápida de realizar, que ofrece nitidez de imágenes que todavía no se han superado con la resonancia magnética nuclear como es la visualización de ganglios, hueso, etc. y entre sus inconvenientes se cita que la mayoría de veces es necesario el uso de contraste intravenoso y que al utilizar rayos X, se reciben dosis de radiación ionizante, que a veces no son despreciables. Por ejemplo en una TC abdominal, se puede recibir la radiación de más de 500 radiografías de tórax, el equivalente de radiación natural de más de cinco años.
Beneficios
Por medio de la visualización a través de la exploración por TC un radiólogo experto puede diagnosticar numerosas causas de dolor abdominal con una alta precisión, lo cual permite aplicar un tratamiento rápido y con frecuencia elimina la necesidad de procedimientos de diagnóstico adicionales y más invasivos. Cuando el dolor se produce a causa de una infección e inflamación, la velocidad, facilidad y precisión de un examen por TC puede reducir el riesgo de complicaciones graves causadas por la perforación del apéndice o la rotura del divertículo y la consecuente propagación de la infección. Las imágenes por TC son exactas, no son invasivas y no provocan dolor.
Una ventaja importante de la TC es su capacidad de obtener imágenes de huesos, tejidos blandos y vasos sanguíneos al mismo tiempo. A diferencia de los rayos X convencionales, la exploración por TC brinda imágenes detalladas de numerosos tipos de tejido así como también de los pulmones, huesos y vasos sanguíneos. Los exámenes por TC son rápidos y sencillos; en casos de emergencia, pueden revelar lesiones y hemorragias internas lo suficientemente rápido como para ayudar a salvar vidas.
La TC es menos sensible al movimiento de pacientes que la RMN, por lo que en los equipos más modernos es posible hacer tomografía cardíaca de alta calidad aún con el movimiento del corazón.
La TC se puede realizar si usted tiene implante de dispositivo médico de cualquier tipo, a diferencia de la RMN. El diagnóstico por imágenes por TC proporciona imágenes en tiempo real, haciendo de éste una buena herramienta para guiar procedimientos mínimamente invasivos, tales como biopsias por aspiración y aspiraciones por aguja de numerosas áreas del cuerpo, particularmente los pulmones, el abdomen, la pelvis y los huesos. Un diagnóstico determinado por medio de una exploración por TC puede eliminar la necesidad de una cirugía exploratoria y una biopsia quirúrgica. Luego del examen por TC no quedan restos de radiación en su cuerpo. En general, los rayos X utilizados en las exploraciones por TC no tienen efectos secundarios.
Riesgos
La dosis efectiva de radiación y la dosis de radiación absorbida a partir de este procedimiento es diferente según la máquina, y la parte del cuerpo escaneada, y varió en algunas máquinas probadas de aproximadamente 1 a 10 mSv, y desde aproximadamente 10 a 140 mGy para un solo análisis. A veces, más de una exploración se realiza a la vez, una con y otra sin agente de contraste, que el doble de la dosis. La dosis efectiva es de aproximadamente la misma proporción que una persona promedio recibe de radiación de fondo en tres años, pero la dosis absorbida puede ser aproximadamente la misma proporción que la parte del cuerpo que recibe de radiación de fondo en 60 años. Las mujeres siempre deben informar a su médico y al tecnólogo de rayos X o TC si existe la posibilidad de que estén embarazadas. En general, el diagnóstico por imágenes por TC no se recomienda para las mujeres embarazadas, salvo que sea médicamente necesario, debido al riesgo potencial para el bebé. Las madres en período de lactancia deben esperar 24 horas después de que hayan recibido la inyección intravenosa del material de contraste antes de poder volver a amamantar. Antes de realizar un estudio con contraste el paciente debe de llenar un cuestionario en donde se le realizan preguntas acerca de su historial de salud como: alergias, síntomas y razón por la que se le realiza el estudio. El riesgo de una reacción alérgica grave al material de contraste, que contiene yodo, muy rara vez ocurre, y los departamentos de radiología deben de poseer las herramientas necesarias en caso de que ocurra un evento como este . Por eso siempre se debe de llevar a cabo un proceso de documentación en unos libros de procedimientos en donde se identifica al paciente , estudio que se le realizó y el contraste que se le administró. De esta forma se logra llevar un control en cuanto a las reacciones alérgicas que han ocurrido y se mantiene un historial en el expediente. Debido a que los niños son más sensibles a la radiación, se les debe someter a un estudio por TC únicamente si es fundamental para realizar un diagnóstico, y no se les debe realizar estudios por TC en forma repetida a menos que sea absolutamente necesario.
El estudio BMJ: Cancer risk in 680.000 people exposed to computed tomography scans in childhood or adolescence: data linkage study of 11 million Australians[1] publicado en el BMJ el 22 de mayo de 2013, realizado a 700.000 niños de 0 a 19 años -sometidos anteriormente exploraciones de Tomografía Computarizada (TC) confirmarían un incremento de un 24% en la incidencia de cáncer (cáncer encefálico y leucemias), en relación con población de similar edad no sometida a TAC. El riesgo aumentaría cuanto mayor es el número de exploraciones realizadas y cuanto menor es la edad del niño.[2]
Véase también
Referencias
- ↑ [http://www.bmj.com/content/346/bmj.f2360 Cancer risk in 680 000 people exposed to computed tomography scans in childhood or adolescence: data linkage study of 11 million Australians ]
- ↑ La sobreutilización tecnológica, un riesgo para la salud, Luisa Lores, Nueva Tribuna, 28/5/2013
- Radiological Society of North America, Inc. (RSNA) TAC – Abdomen y pelvis.