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 Radón (la Transformada de Radón)
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
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.
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.
FUNCIONAMIENTO
TECNICO
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 ítem 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.
USO
DEL TC
La TC, es una exploración o prueba
radiológica muy útil para el diaje o estudio de extensión de 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.
los
los
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.
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