Presentacin de PowerPoint

CONCEPTOS BASICOS EN TOMOGRAFIADra. Elena Pulachet C.

EN TOMOGRAFIA Vamos a medir la transmisin de los rayos X a travs del paciente en un gran nmero de proyecciones. Las proyecciones se obtendrn mediante la accin combinada del tubo de rayos X y su rotacin alrededor del paciente y de sistemas detectoresLos detectores cuentan con cientos de elementos a lo largo del arco detector (generalmente unos 800 - 1000 elementos), con decenas e incluso cientos de filas contiguas de detectores,alineadas a lo largo del eje de rotacin

ATENUACION Los valores de pxel que se asignan en las imgenes de TC estn relacionados con la atenuacin en el tejido correspondiente, o ms concretamente, con el coeficiente de atenuacin linealEl coeficiente de atenuacin lineal depende de la composicin y de la densidad del material y de la energa de los fotones

LEY DE BEER LAMBERT

PRINCIPIO BASICO

UNIDADES HOUNSFIELDEn la Tomografa la matriz de reconstruccin de los coeficientes de atenuacin lineal se transforma en una matriz de nmeros medidos en unidades Hounsfield del material o tejido correspondiente, esta escala esta en relacin con el coeficiente de atenuacin lineal del agua . El aire ser -1000, el agua pura 0 , el tejido graso -100 a -80 y el aire pulmonar de -950 a -600 entre otros.

VISUALIZACION DE IMGENES EN TC Es muy importante definir los valores de gris que corresponden a un determinado tejido, lo que se consigue de modo ptimo ajustando adecuadamente los valores del nivel (WL) y del ancho de la ventana (WW).En general los valores comprendidos entre -1000 UH y 10000 ms UH suelen visualizarse en una escala de gris de 8 bits, pero si necesitamos representar elementos metlicos se puede extender la escala hasta 14 bits.

Nivel de ventana El nivel de ventana: (wl) se sita en el valor medio de UH de la estructura a estudiar:(ejemplo: en el cerebro centro de ventana en 35, ya que la sustancia blanca y gris miden valores cercanos a 30-40 UH. Pero si queremos estudiar el hueso de la calota debemos colocar el centro de ventana en valores de densidad sea, aprox 200 UH.)

Ancho de ventanaLa anchura de ventana. (ww) nos aporta la discriminacin entre estructuras, ventana estrechas permiten mejor discriminacin entre estructuras de valores de UH cercanos. Se asigna la escala de grises slo a las UH que estn en esa ventana. (ventanas estrechas se utilizan en estudios de cerebro y ms amplias en estudios de abdomen o trax.)

UH En la prctica clnica se encuentran a veces diferencias relevantes entre los valores esperados y los reales de UH, porque estos van a depender de diferentes parmetros como el filtro de reconstruccin, el tamao de la imagen escaneada (FOV) o la posicin del objeto medido en el FOV, adems la aparicin de artefactos en la imagen pueden ser causa de su inexactitud.

El gantry Estn todos los elementos de transmisin de los perfiles de informacin del paciente.Como estos perfiles estn en diferentes direcciones , el conjunto de estos dispositivos estarn montados en un soporte giratorio : el tubo de rayos X, el sistema de adquisicin de datos , el colimador y los filtros de forma El suministro elctrico, se lleva a cabo a traves de aros deslizantes (slip ring) asi estos perfiles son transmitidos a un ordenador por medio de tecnologa inalmbrica.

Tubo de rayos X y generador El tubo de rayos X con nodo de Wolframio va a tener focos de tamao variable para las diferentes necesidades de calidad de imagen Con la aparicin de los equipos multidetectores, se ha logrado un uso mas eficiente de la potencia del conjunto generador-tubo , se ha introducido en los tubos de rayos X la cmara giratoria de vaco o el desplazamiento del punto focal que han permitido aumentar la potencia mxima y mejorar la resolucin espacial, pero tienen que soportara la fuerza centrfuga que esto condiciona. Asi los equipos con tiempos de rotacin del orden de 0.35 s soportan una fuerza de G a la 22

FILTRACION Y COLIMACIONEl haz generado del tubo de rayos X en el Tomgrafo debe ser colimado, para adaptarlo a las condiciones deseadas El ancho del haz a lo largo del eje longitudinal es generalmente pequeo por lo que es frecuente utilizar el trmino haz en abanico adems de la filtracin que todos los tubos utilizan el Scaner utiliza filtros de forma para crear un gradiente de intensidad del haz de rayos en el plano axial en la direccin perpendicular al rayo central.

Detectores Antiguamente los detectores eran de gas , actualmente son de estado solido que tienen una mejor eficiencia de deteccin . En estos detectores casi todos los fotones que llegan son absorbidos. Estos detectores son de centelleo con fotodiodos adosados en la parte posterior del detector para convertir la luz en una seal elctrica. Delante del detector hay una rejilla antidifusora que consta de laminas de wolframio que es muy absorbente

Detectores Con filas de 800 a 1000 elementos detectores a lo largo del arco detector se obtiene cobertura suficiente del FOV axial con una buena resolucin espacial. La introduccin de filas mltiples de detectores ha mejorado la cobertura longitudinal, por lo que las exploraciones se efectan en menos tiempo y se puede reconstruir en secciones mas delgadas.

1x5 4x1 16x0.5 64x0.5 320x0.5

RECONSTRUCCION Y PROCESADO DE LA IMAGENAntes de la reconstruccin de la imagen se toma el logaritmo de la inversa de la transmisin normalizada para cada medida, que equivale a una suma de los productos de los elementos del objeto atravesado por el haz, pero se obtiene una imagen muy borrosa y es por esto que se debe utilizar un filtro , esto es llamado retroproyeccin filtrada

FILTROSEste filtro o kernel de convolucin es el denominado filtro de Lakshminarayanan que produce imgenes reconstruidas con resolucin espacial ptima pero con niveles de ruido relativamente alto. (filtro sharp) . A menudo se usan otros filtros como filtro Shepp-Logan que proporciona imgenes menos ruidosas, y con mejor resolucin de bajo contraste y resolucin espacial un poco peor, este filtro es el Standard. Se puede reducir aun menos el ruido y mejorar asi la resolucon de bajo contraste pero a cambio de obtener una resolucin espacial notablemente peor, este es el filtro smooth .

Adquisicin de imgenesRadiografa plana de planificacin: se efecta con el tubo de rayos X esttico (sin rotacin) con el haz colimado longitudinalmente y la camilla en movimiento. Se fija el tubo para obtener una proyeccin frontal o lateral del paciente. Se usa 120 kv y de intensidad de 20 a 100mA . Esta radiografa sirve para fijar las posiciones de inicio y finalizacin de la adquisicin de TC.

Modulacin de la corriente del tubo en el eje ZLos sistemas automticos de control de la exposicin estimarn la corriente optima del tubo en funcin de la posicin longitudinal del tubo de rayos X relativa al paciente, esos valores de corriente sern los aplicados durante la adquisicin de las imgenes.Asi durante la adquisicin helicoidal la carga del tubo es mayor en zonas con alta atenuacin y disminuye en las zonas de menor atenuacin

Parmetros de calidad de imagenLa tc nos ofrece una resolucin de bajo contraste excelente pero con mucho ruido , pero este ruido se puede disminuir y de paso mejorar la calidad de la imagen , a costa de la exposicin del paciente, mediante un aumento de la corriente del tubo (mA) o bien incrementando el grosor de corte reconstruido, a costa de la resolucin espacial. Adems , la resolucin de bajo contraste depende de la corriente del tubo, de la filtracin del haz y del algoritmo de reconstruccin

PARMETROS DE CALIDAD DE IMAGEN

Resolucin de bajo contrasteLa principal caracterstica de la Tomografa es su excelente resolucin de bajo contraste, que es la capacidad de detectar estructuras que ofrecen solo una pequea diferencia de atenuacin con su entorno El ruido va ha ser la principal limitacin de la resolucin del bajo contraste.El ruido se puede disminuir con incremento de la corriente, o aumentando el grosor del corte reconstruido, a costa de la resolucin espacial Adems, la resolucin de bajo contraste no solo va ha depender de la tensin del tubo (KV) de la filtracin del haz y del algoritmo de reconstruccin

HIGADO CON CONTRASTELA PRIMERA IMAGEN ES OBTENIDA CON UN 100% DE LA CORRIENTE ADECUADA, LA SEGUNDA CON UN 75% , LA TERCERA CON UN 50% Y LA CUARTA CON UN 25% , EN DONDE VEMOS QUE SE INCREMENTA EL RUIDO CONFORME SE VA BAJANDO LA CORRIENTE

Resolucin espacial La resolucin espacial, o resolucin de alto contraste, es la capacidad de observar los contornos de objetos pequeos en el volumen explorado.Los pequeos objetos solo se pueden resolver bien en la imagen cuando hay una diferencia suficientemente grande entre la seal o nivel de atenuacin y su entorno directo El tamao del vxel se utiliza a menudo como indicador de la resolucin espacial, sin embargo, hay que considerar que la resolucin espacial estar limitada por la geometra de adquisicin del escner, el algoritmo de reconstruccin y el grosor del corte reconstruido

Resolucin temporal ES LA CAPACIDAD DE RESOLVER OBJETOS EN MOVIMIENTO RPIDO EN LA IMAGEN DE TC.UNA BUENA RESOLUCIN TEMPORAL EVITA LOS ARTEFACTOS Y LA BORROCIDAD DE LA IMAGEN INDUCIDOS POR EL MOVIMIENTO PARA TENER BUENA RESOLUCIN TEMPORAL HAY QUE EFECTUAR UNA ADQUISICIN RPIDA DE DATOS (ROTACIN RPIDA DEL TUBO )ESTA RESOLUCIN SE PUEDE MEJORAR CON METODOLOGIAS DE RECONSTRUCCIN O UTILIZANDO SCANER DE TC DE DOBLE FUENTE

Parmetros de adquisicin y reconstruccinLos principales parmetros de adquisicin son: la tensin del tubo (Kv) la intensidad de corriente (miliamperaje) y la velocidad de rotacin . Se utilizan valores de Kv de 120 a 140 para lograr una buena transmisin de rayos X a travs de una estrecha colimacin hacia los detectores, sta tensin podr bajarse en caso de utilizar contraste o en pacientes peditricos .La corriente de tubo esta limitada por causas tcnicas , como la larga duracin de adquisiciones y la capacidad calorfica del tubo de rayos XSe evitaran los artefactos por movimientos del paciente, con tiempos mas cortos de rotacin

Parmetros de reconstruccin y de visualizacin

El espesor de la reconstruccin , las ventanas de visualizacin y el filtro de reconstruccin y las imgenes multiplanares que se puedan utilizar junto con las imgenes axiales, tienen un impacto sobre la calidad de imagen y el desempeo del observador

Artefactos Los artefactos pueden estar relacionados con la adquisicin, la reconstruccin o con el paciente. En caso de mal funcionamiento del tubo de rayos x durante la adquisicin (arcos en el tubo de rayos X) La luminiscencia residual (afterglow) del detector puede producir borrosidad de la imagen

ARTEFACTOS PO MOVIMIENTO DEL PACIENTE

Artefactos por endurecimiento del haz (al atravesar huesos compactos u objetos metlicos )

Efecto de volumen parcial

ARTEFACTOS EN ANILLO

Los relacionados con la adquisicin ocurren por el mal funcionamiento de uno o mas elementos detectores

GRACIAS