Muy importante de la tac

1. Se ideo en un intento de reducir al mínimo el problema de la superposición de la de la
información tridimensional en 2 dimensiones.
Se basa en el movimiento relativo de la fuente de rayos x y del chasis con la película de modo
que las imágenes registradas se difuminen.
Este artículo es la continuación natural del de hace unas semanas en el que hablamos
acerca de la Tomografía por Emisión de Positrones (TEP). Muchos de vosotros
mostrásteis interés en que la cosa no se quedara ahí, sino que hubiera una pequeña
“trilogía” sobre TEP, TAC y RM.
TAC de una cabeza humana. ¡No te pierdas las orejas! Publicado bajo Creative Commons
Sharealike 2.0.
De manera que en el artículo de hoy hablaremos acerca de la Tomografía Axial
Computarizada (TAC) (a veces se oyecomputerizada en vez de computarizada): en qué
fenómenos físicos se fundamenta, cómo funciona, para qué sirve y qué peligros tiene.
Dicho mal y pronto, una TAC es la imagen de un corte o sección (tomos en griego) de un
objeto (como por ejemplo tu cuerpo) construida por un ordenador (computarizada) a partir
de una serie de imágenes de rayos X de esa sección del objeto tomadas por un emisor y
un detector de rayos X que giran alrededor del objeto sobre un eje (axial). El resultado lo
puedes ver en la imagen de arriba de una cabeza humana.
Un aparato de TAC (que seguro que has visto alguna vez en un hospital, en la realidad o
en la TV o el cine) consta básicamente de un anillo (como un donut) en el que se introduce
al paciente, un emisor y un receptor de rayos X tras las paredes del anillo que pueden girar
alrededor de él, y un ordenador que analiza los datos obtenidos por el detector. No hay
que confundirlo con los escáners por Resonancia Magnética, que son los que tienen forma
de largo tubo y a veces causan problemas a los claustrofóbicos. Eso no es un problema en
una TAC:

2. Escáner TAC de 64 capas “Brilliance”, de Philips.
Para emitir los rayos X se utiliza un pequeño acelerador de partículas: se aceleran
electrones y se hacen impactar contra un objetivo de metal. Cuando los electrones chocan
contra el metal y frenan bruscamente, la energía cinética que tenían se emite en forma de
radiación electromagnética (fotones). Puesto que los electrones se movían muy rápido,
esos fotones tienen una energía, y por lo tanto una frecuencia, muy grandes, y una
longitud de onda muy corta (de unos 10-10 metros): son rayos X. Dependiendo de la
velocidad que tuvieran los electrones y el metal utilizado (unos, como el tungsteno, los
frenan más rápido que otros como el molibdeno) se puede regular la frecuencia de la
radiación.
A la salida del cañón de rayos X, que emite un cono de radiación, se coloca una pantalla
de plomo (el plomo es un excelente apantallador de rayos X) con una rendija muy fina. Lo
que la atraviesa es, por tanto, una especie de “rodaja” del cono, con forma de abanico fino.
Evidentemente, cuanto más fina sea la rendija, mayor será la precisión del proceso.
Esa “rojada” de rayos X atraviesa el objeto en cuestión. Dependiendo de dónde esté el
cañón de rayos X, lo hará en una dirección u otra. Supongamos que el cañón está justo
sobre el anillo del TAC y apuntando hacia abajo (por supuesto, si tú estás dentro no lo ves,
porque tú estás dentro del anillo y el cañón justo al otro lado de la pared del anillo).
Entonces, los rayos X viajan de arriba hacia abajo, atravesando tu cabeza y saliendo por
debajo, pasando por una sección fina de tu cráneo.
Naturalmente, no todos los fotones atraviesan tu cuerpo y llegan al otro lado del anillo:
algunos son absorbidos. Los que atraviesan material más denso son absorbidos más

3. frecuentemente, mientras que los que pasan por zonas blandas son candidatos más
probables a llegar al otro extremo. Evidentemente, esto significa que estás absorbiendo
radiación ionizante, lo cual tiene sus problemas, pero de esto hablaremos luego.
Al otro lado del cañón (en el ejemplo, justo debajo de tu cabeza) se encuentra un detector
de rayos X: hay muchas sustancias que pueden servir para este propósito, puesto que la
radiación ionizante es bastante fácil de detectar. A lo largo de la historia se han utilizado
placas fotográficas, fósforos fotoestimulables, pantallas de tierras raras… Cualquiera que
sea el sistema concreto empleado, el detector registra una línea de fotones de rayos X,
justo la proyección del corte de tu cuerpo sobre él. Unos puntos de la línea serán más
brillantes que otros, dependiendo de dónde había hueso, cartílago, aire, agua… cuando el
haz atravesó tu cuerpo.
Entrañas del anillo de un TAC. T: tubo de rayos X. D: detector. X: haz de rayos X. R:
sentido de rotación. Crédito:Wikipedia/GPL.
A continuación, el cañón y el detector, que están montados sobre un soporte giratorio,
rotan un pequeño ángulo. Supongamos que en el ejemplo giran 1°, de modo que los rayos
X no llegan a tu cabeza justo desde arriba, pero casi. El detector registra los fotones de
rayos X que le llegan, y el anillo que contiene el cañón y el detector gira de nuevo. Cuando
han completado 360°, se habrán obtenido las proyecciones del corte en todas las posibles
direcciones de esa sección.

4. Todos estos datos son pasados a un ordenador, que no hace más que revertir el proceso
físico (la proyección del corte sobre distintas direcciones del espacio) para reconstruir la
sección completa. El resultado es una imagen bidimensional de esa sección del objeto. A
continuación puede moverse el anillo una pequeña distancia a lo largo del eje del anillo
(por ejemplo, 1 cm hacia tus pies) y volver a realizar toda la vuelta de imágenes para
obtener otro corte de tu cuerpo un poco más abajo.
Esta imagen probablemente te ayude a entenderlo mucho mejor que mi descripción:
El primer aparato de TAC listo para ser usado de forma comercial fue desarrollado por Sir
Godfrey Newbold Hounsfield (que por entonces no era Sir) e independientemente por Allan
McLeod Cormack. Ambos compartieron el Premio Nobel de Medicina en 1979. Eso sí,
aquellos TACs no eran como los de ahora: el prototipo original de Hounsfield de 1971
tomaba 180 imágenes (separadas 1°) para cada sección, y luego repetía el proceso para
realizar otro corte, otro, etc., así hasta 160 veces. El proceso duraba unos cinco minutos.
A continuación se procesaban las imágenes en un ordenador “pata negra” que
tardaba dos horas y media en obtener las secciones correspondientes. Por si te interesa
lo retro, el primer escáner TAC comercial de EMI utilizaba una Data General Nova 4.
Por supuesto, hoy en día las cosas son distintas, tanto en el aspecto físico como en el de
proceso de la información. Por ejemplo, para que el proceso sea más rápido, muchos
escáners de TAC actuales no tienen un anillo emisor-detector, sino varios. En los años 90
empezaron a construirse con dos anillos, luego cuatro, ocho… hasta los de 64 anillos de
ahora mismo (el TAC de Philips de la foto de más arriba, por ejemplo). En 2007, Philips y
Toshiba anunciaron versiones de 256 y más de 300 anillos, aunque no sé si ya están
comercializados o no. Además, la rotación de cada anillo ha ido aumentando de velocidad.
Hoy en día un anillo da la vuelta completa en unos 3 segundos.
Naturalmente, la velocidad de proceso de los ordenadores se ha disparado desde 1971.
Hoy en día se procesan los datos en unos minutos, a pesar de que la cantidad de
información es ingente comparada con la de aquellos años. De hecho, la capacidad de
proceso de hoy en día permite hacer cosas que por aquel entonces eran absolutamente
imposibles.
Por ejemplo, pueden tomarse las imágenes de muchas capas separadas una distancia
muy pequeña y combinarlas para crear una imagen tridimensional del objeto:

5. TAC en 3D. Crédito: Wikipedia/GPL.
Muchas veces quiere observarse algo muy concreto dentro del cuerpo (como los vasos
sanguíneos de una zona determinada). Entonces se suele administrar, vía intravenosa,
un agente de contraste, es decir, una sustancia que absorbe muy bien los rayos X, de
modo que es muy opaca a esta radiación.
Los usos de una TAC son, como puedes imaginar, muy variados: permite ver con una
precisión bastante buena el interior del cuerpo en dos y tres dimensiones, de modo que se
usa en el diagnóstico de muchas dolencias, entre ellas (aunque hay muchas más):
 Las TAC de la cabeza se utilizan, por ejemplo, para identificar hemorragias
cerebrales y tumores (aunque para esto se utiliza más, como veremos al finalizar la
“trilogía”, la RM).
 En los pulmones, se emplean para identificar enfisemas, fibrosis y tumores.
 En el abdomen, sirve para identificar cálculos renales, apendicitis, pancreatitis, etc.
 En los miembros se utiliza para obtener imágenes detalladas de fracturas
complejas, sobre todo en articulaciones.
Sin embargo, a pesar de todo esto no se suelen realizar TACs alegremente, debido a una
razón en la que probablemente has pensado ya mientras leías: los rayos X son, como
hemos dicho, radiación ionizante, lo cual hace más probable el desarrollo de tumores.
Cuando hablamos sobre la TEP dijimos que una típica te somete a unos
7 milisieverts(mSv), el equivalente a dos o tres años de radiación natural de fondo, y algo
parecido pasa en este caso. Una TAC es el equivalente de hacerte muchas radiografías,
de modo que la dosis recibida puede llegar a ser bastante alta: desde unos 1,5 mSv para
un TAC craneal hasta 13 mSv para un TAC del corazón con gran resolución.
Esto no quiere decir que si te haces una TAC vayas a desarrollar un cáncer, pero sí que es
conveniente hacerse los menos posibles a lo largo de la vida, sobre todo de niño
(los TACs pediátricos son los menos frecuentes). Y ahí está la clave de la cuestión: todo
esto son probabilidades. Cuanta menos radiación, mejor, pero hay veces en las que el
riesgo de no hacerse una TAC es mayor que el riesgo de hacérsela, porque ayuda a
diagnosticar algo muy grave. En general, si tu médico te manda a hacerte una, es porque
es realmente necesario.
Por cierto, las cosas claras y el chocolate espeso: artículos como éste tienen como
objetivo saciar la curiosidad sobre los fundamentos físicos de estos aparatos, no
reemplazar a tu médico como fuente de información. Si vas a hacerte una TAC, buscar
información en internet para tranquilizarte o ponerte nervioso no es una buena idea. Tu
médico es quien mejor puede informarte de la conveniencia y los posibles peligros de
hacerlo, y buscar sustitutos en la red me parece una equivocación. Si alguno de vosotros
es médico, estoy seguro de que estará de acuerdo conmigo en esto: si estás preocupado o
nervioso, pregunta a tu médico. No está mal que hayas leído este artículo para hacerte
una idea, pero no te quedes ahí.

6. En el último artículo de esta mini-serie de tres, dentro de un par de semanas, hablaremos
acerca de la Resonancia Magnética (RM).
Puedes descargar un librito electrónico gratuito sobre este asunto (además de otras
tomografías) de nuestra librería.
The ¿En qué consiste una Tomografía Axial Computarizada (TAC)? by Pedro Gómez-Esteban, unless
otherwise expressly stated, is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No
Derivative Works 2.5 Spain License.
Entradas relacionadas:
E “Tomografías” en PDF
“ Ahora que lo pienso…
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Publicado por Pedro el Tuesday, January 22, 2008, a las 05:42, y clasificado en Ahora que lo
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Comentarios
{ 51 }
1. tall-cute | 22/01/2008 at 06:33 | Permalink
Un artículo cojonudo (también hablando mal y pronto ) Estuve hace poco
en una charla donde nos mostraron como esta mejorando la tomografía al
incorporarle nuevas tecnologías pudiendo aumentar tanto la resolución como
los datos que queremos obtener. De tal forma que es posible estudiar
expresión de proteínas en embriones Además estamos de enhorabuena
porque uno de los co-desarrolladores (Sharpe J.) trabaja ahora en Barcelona.
(os dejo el enlace a uno de estos artículos por si os
interesa:http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/296/5567/541 )
2. Belerofot | 22/01/2008 at 11:01 | Permalink
HE visto mil veces el TAC en funcionamiento, y tenia una idea de como
funcionaba, pero ahora lo comprendo mejor. Gracias pedro.
3. mantrax3_14 | 23/01/2008 at 05:35 | Permalink

7. Hoy me practicaron mi primer tomografia y me consigo con esto… ya me temía
yo que era como multiples radiografias…
Muy buen articulo.
4. Rodrigo | 23/01/2008 at 12:29 | Permalink
Muy didáctico. Por un derrame cerebral que sufrí, me hicieron varias RM y
TACs y aunque tenía una idea general de lo que eran, con tu artículo he
saciado toda mi curiosidad. Un texto muy ameno, realmente didáctico y fácil de
seguir. Las imágenes que lo acompañan ayudan mucho. Felicidades y gracias
por tu trabajo. Genial. Espero con ansias el próximo sobre la resonancia
magnética.
5. cruzki | 23/01/2008 at 01:16 | Permalink
Por cierto, en el ICM2006 en Madrid (congreso de matemáticos) se impartió
una charla de un tío que había desarrollado un método para la reconstrucción
de imágenes tridimiensionales a partir de cortes… vamos algo parecido a lo
que hace un TAC. El asunto es que el método requería como un 30% menos
de información (radiografías) y obtenía una precisión superior.
Algunas refencias del estos trabajos:
http://www.l1-magic.org/ http://www.acm.caltech.edu/~emmanuel/
Las mates de como se hacen distan bastante de ser triviales (creaban una
función de error sobre los datos de la imagen, no me acuerdo muy bien como y
luego la minimizaban usando técnicas clásicas de optimización. La solución
era te daba la imagen reconstruida… así a grandes razgos)
6. DrSentís | 23/01/2008 at 10:52 | Permalink
Soy médico y suscriptor de este blog, que me parece extremadamente
interesante. Además, la opción de estar suscrito a los posts mediante email me
resulta muy cómodo. Las explicaciones acerca de la física del TAC me han
servido para reverdecer conceptos teóricos que me explicaron durante la
carrera hace bastantes años. Las aplicaciones clínicas del TAC han variado
muchísimo. Cuando yo empecé mi práctica clínica, hace unos veinte años, era
una exploración que se solicitaba de uvas a peras, tardaban un verano en
hacerla, tenías que justificar en extremo la solicitud, pedirla en un impreso
especial … vamos, que se hiciera un TAC era todo un acontecimiento. Hoy en
día se hacen TACs como quien ausculta un pulmón. Hace años, solicitar un
TAC ante un cólico de riñón podía ser considerado una exhibición de
heterodoxia clínica. Hoy en día se realizan TACs helicoidales con esta
indicación sin problemas. En cuanto a la apendicitis, el TAC no es el medio
diagnóstico ideal. El diagnóstico es clínico. Las pruebas radiológicas que se
solicitan ante un caso de sospecha de apendicitis son una placa simple de
abdomen y una ecografía, no siendo esta última imprescindible. Por último, lo
de que no se hacen TACs alegremente porque son caros no es cierto. Desde

8. el punto de vista económico, una vez hecha la inversión para comprar el
chisme, no vas a gastar demasiado si haces muchos TACs. Los gastos son
fijos: has de pagar al radiólogo que lo informa y al técnico que maneja la
bestia. Los gastos variables básicos son los contrastes radiológicos y la
energía eléctrica. En el contexto de la sanidad pública, el concepto de “caro”
no existe porque se dispara con pólvora del rey. Y en el contexto de la sanidad
privada, cuantos más TACs se hagan, más facturará la clínica a las
mutualidades médicas y más contento estará el gerente. Aparte de las
consideraciones anteriores, economicistas, yo he de reconocer que cada vez
pido más TACs. En parte como “medicina defensiva” y en parte por quedarme
tranquilo ante cuadros clínicos abdominales inespecíficos. Un saludo a todos.