Elementos básicos que componen una unidad de tomografía. (Principios físicos y técnicos de la TC)

1. Un equipo de TC es en esencia un tubo de rayos x y un detector que giran alrededor del paciente obteniendo múltiples proyecciones radiográficas que son procesadas por un ordenador y presentadas como imagen en un monitor.

2. Evolución Histórica de los equipos de TC

3. TC primera generación: Esta generación utilizaba un único haz de rayos x de morfología lineal que era recogido por un único detector. Como técnicamente no era posible que el tubo y el detector giraran alrededor del paciente en un movimiento de rotación continuo, el equipo realizaba primero un movimiento de traslación horizontal del tubo y el detector obteniendo varias proyecciones en un único eje para luego realizar un movimiento de rotación de todo el sistema que volvía a obtener varias proyecciones en un eje diferente. El incremento de rotación de cada giro era de 1°

4. TC segunda generación: Las Tc de segunda generación continúan siendo equipos con movimientos separados de traslación y rotación. El principal avance en comparación con sus antecesores es que usan varios haces lineales de rayos X, cada uno de los cuales es recogido por un detector independiente. Cada rayo presenta una angulación con respecto al adyacente de tal manera que en una única traslación se obtiene varias proyecciones, por ejemplo, un equipo con tres haces con una inclinación de 1° de Angulo entre cada uno de ellos, en un movimiento de traslación obtendrá las proyecciones correspondientes a 0°, 1° y 2°. En la siguiente rotación se obtendrán las proyecciones de 3,4 y 5°. De esta manera se reduce el numero de rotaciones que tiene que realizar el equipo y el tiempo de adquisición del estudio disminuye tantas veces como haces y detectores use el equipo.

5. TC tercera generación: el mayor avance de esta generación fue el desarrollo de un movimiento de rotación continuo sincrónico del tubo y los detectores sin movimientos de traslación. Este hito se consiguió ensanchando el haz de rayos hasta transformarlo en un haz con morfología en abanico que abarca a todo el paciente y es recogido por una hilera de detectores con forma de arco de circunferencias. El numero de detectores ha ido aumentando desde los 250 utilizados inicialmente hasta los aproximadamente 750 de un equipo moderno. El desarrollo inicial de esta generación fue realizado en 1975 y podía adquirir cortes en 5 segundos, los equipos actuales continúan utilizando esta geometría o configuración tecnológica con mejores y pueden adquirir imágenes en un tercio de segundo.

6. TC cuarta generacion: se desarrollo una cuarta generacion (1976) de equipos en los que se colocaron una circunferencia completa de detectores fija alrededor del gantry y solo se desplazaba el tubo, girando alrededor del paciente. Esta tecnologia no aporta ninguna ventaja sustancial con respecto a los de tercera generacion y coexistio con ellos, hasta que se abandono con el desarrollo de los equipo multidetectores por el elevado coste que tendira la colocacion de multiples anillos de detectores de 360° en los nuevos equipos multidetector.

7. TC multidetector: es una mejora en el sistema de detectores. En los equipos clásicos hay un tubo y una hilera de detectores que recogen la información de un haz en forma de abanico. El siguiente paso en la configuración de los detectores es ir añadiendo sucesivas hileras de detectores en el eje Z (es decir de la cabeza a los pies del paciente) en lo que permite, con un único giro del tubo, obtener varios cortes de forma simultánea (tantos como hileras de detectores). A estos equipos se les conoce como TC multidetector y pueden ser de 4, 16, 32, 64, etc, en función del numero de hileras de detectores que dispongan.

8. Formación de la imagen con un equipo de TC

9. Generación de la imagen. Un tubo emite un haz de rayos X que atraviesa a un paciente y es recogido por un sensor (un chasis o un detector digital). En función de las estructuras que atraviese el rayp, habrá fotones que se absorban o que se dispersen y llegara al sensor un numero menor de los que emitio el tubo, produciendo una impresión sobre la placa o el detector diferente, en función de la cantidad. Esto es de forma esquemática el funcionamiento de cualquier equipo de rayos x. lo que varía de unas modalidades a otras es el sistema que emite y el que recoge la radiación.

10. La imagen en una TC se obtiene de la siguiente manera: un tubo de rayos x y un detector giran alrededor del paciente obteniendo múltiples proyecciones de una misma sección. Después de un proceso en un ordenador, se presenta una imagen que representa un corte axial del paciente.

11. HISTORIA: En 1917, J. Radón formulo matemáticamente la hipótesis de que un objeto puede ser reconstruido a partir de los datos obtenidos de múltiples proyecciones

12. el trabajo para desarrollar la primera TC comienza en 1917 en los laboratorios centrales de discografía EMI en Inglaterra ´la de the bleates´ a uno de los ingenieros que trabajaba para la EMI, Godfrey N. Hounfield, se le ocurrió que podría conocer el el contenido de una caja utilizando varias proyecciones de ratos x.

13. En 1963 Allan M. Cormack publico los primeros resultados obtenidos con su investigación y modelos matemáticos para conocer los coeficientes de atenuación de los rayos x en el interior del cuerpo humano y fabrico el que probablemente sea el primer prototipo de TC

14. los primeros prototipos se prubaron con objetos inertes y posteriormente con animales como cerdos, el departamento de salud britanico se encargo de la financioacion de los primeros prototipos, que se instalaron en Atkinson Morley´s hospital en 1971.

15. En 1973 se instalaron los primeros equipos fuera del reino unido, en la clínica mayo y el hospital general de massachusetts. desde entonces no ha parado de crecer el numero de Tc en el mundo. Cormak y hounsfield recibieron en 1979 el premio nobel de medicina y fisiología por sus investigaciones y desarrollo de la TC.

16. Presentación de la imagen.

17. Una vez que el equipo tiene todos los datos, es necesario que forme una imagen interpretable. Además, se requiere que exista una forma común de presentación de la imagen para que los diferentes estudios sean comparables. Por convención, desde el inicio del desarrollo de la TC se decidió representar los valores de atenuación de cada pixel con un numero que se conoce como numero de TC. Las unidades que representan este valor se denominaron unidades Hounsfield (UH) en honor al inventor de la TC.