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Fundamentos de Tomografia computada _ 1ra parte
- 1. Tomografía Computada Principios Físicos Primera Parte Bioing. Adrián Salvatelli Cátedra de Equipamiento para Diagnóstico por Imágenes Médicas
- 3. Baja resolución en bajos contrastes Radiografía Convencional
- 4. Radiografía Convencional Transformación de información Volumen (3D) a Plano (2D)
- 5. Consecuencia… Superposición de tejidos blandos Radiografía Convencional
- 6. ¿Cómo podemos obtener información de un tejido en particular en una imagen plana 2D?
- 7. Objetivo Enfocar un plano dentro del volumen del paciente Precursor: Tomografía Lineal
- 8. Se logra Múltiples disparos de RX en distintas posiciones manteniendo distancia tubo - placa Tomografía Lineal
- 9. SOLO El plano objeto queda definido en la placa El resto queda borroneado por superposición Tomografía Lineal
- 11. Desventaja Idéntica a RX convencional Solo permite seleccionar el plano objeto focal longitudinal Tomografía Lineal
- 12. ¿Cómo podremos obtener una imagen de un corte transversal del paciente?
- 14. Godfrey Newbold Hounsfield EMI – 1967 Reporta el Primer TAC Premio Nobel de Fisiología y Medicina, compartido con Cormack en 1979 NACE: Tomografía Axial computada (TAC)
- 15. Basado en la tomografía lineal Objetivo Hacer múltiples disparos colimados (muy finos) alrededor del corte (tomo) transversal TAC Idea de Hounsfield http://dxiparatecnicos.com/site/secciones- tecnologicas/tomografia-computada
- 16. La forma de escanear (disparar) y obtener datos dio lugar a las GENERACIONES de TAC Objetivo de cada una: Dar mayor velocidad de Toma de Datos Prototipo de TAC Hounsfield https://es.wikipedia.org/wiki/Godfrey_Newbold_Hounsfield
- 17. Traslación-Rotación 180° Colimación haz tipo lápiz – Paralelos Un solo Detector Primera Generación https://www.youtube.com/watch?v=fNaCxhhhZTE&lis t=PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR
- 18. Giros de 1º, hasta completar 180º √ Mejor calibración detector. √ Baja Resolución X Scan muy largos, 5 min. aprox. X Bajo aprovechamiento de la radiación. X Primera Generación
- 19. Traslación-Rotación 180° Colimación haz abanico (Fan Beam) 5° aprox. 10 a 30 detectores Segunda Generación https://www.youtube.com/watch?v=Ni4Hsi3GhXo&in dex=2&list=PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR
- 20. Giros de 1º, hasta completar 180º √ Baja Resolución algo mejorada √ Scan muy largos, 5 min. aprox. X Mejor aprovechamiento de la radiación. X Segunda Generación
- 21. Tercera Generación Rotación-Rotación (tecnología de anillos deslizantes) Fan Beam 300 a 600 Detectores distribuidos en forma semicircular Prototipo de TAC Hounsfield https://www.youtube.com/watch?v=bdf0kXn5Eeg&list =PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR&index=3
- 22. Giros de 1º, hasta completar 360º √ Mejor Relación Señal Ruido √ Alto costo detectores X Scan cortos, 2 a 3 seg. aprox. √ Eficiente aprovechamiento de la radiación. √ Tercera Generación
- 23. Rotación-Rotación Tubo dentro del anillo completo de detectores Cuarta Generación https://www.youtube.com/watch?v=AWVz3yke_bY&li st=PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR&index=4
- 24. Muy bajo tiempo de Scan √ Diferencia de lectura entre detectores X Equipo muy pesado X Alto costo, Difícil mantención. X Cuarta Generación
- 25. Rotación – Nutación Tubo fuera del anillo de detectores Muy costoso Mayores desventajas Cuarta Generación
- 27. Bombardeo de electrones Rotación 180° Muy Costoso – Pocos beneficios Quinta Generación https://www.youtube.com/watch?v=wvw2TZBagDc&li st=PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR&index=5
- 28. Vuelve la base de tercera Generación Avance de camilla mientras el tubo gira Tomografía Helicoidal
- 29. Tomografía Helicoidal con múltiples fila de detectores Haz Cone Beam Desde 2 a 720 cortes simultáneos Tomografía Multicortes
- 30. Qué señal llega a los detectores ? Cómo se Codifica esa señal en un color dentro de la imagen ? Entonces..?
- 31. La absorción de la radiación X depende: Densidad física Composición atómica Espectros de energía de fotones X Recordemos
- 32. Modelo de Señal que recibe cada detector Intensidad emitida Rx 𝑰𝒊𝒏 Intensidad Recibida Rx 𝑰 𝒐𝒖𝒕 1 2 3 4 5 d µ es el coeficiente de atenuación lineal
- 33. Modelo de Señal 1 2 3 4 5 d Condiciones: Segmentos de atenuación µ homogéneos de longitud fija “d” 𝐥𝐧 𝑰𝒊𝒏 𝑰 𝒐𝒖𝒕 = 𝝁 𝟏. 𝒅 + ⋯ + 𝝁 𝒏. 𝒅 = 𝒊=𝟏 𝒏 𝝁𝒊 𝐼𝑖𝑛 𝐼 𝑜𝑢𝑡
- 34. Modelo de Señal 1 2 3 4 5 d La suma de todas las atenuaciones atravesada por el RX es igual al logaritmo de la relación entrada salida del rayo detectado 𝐥𝐧 𝑰𝒊𝒏 𝑰 𝒐𝒖𝒕 = 𝝁 𝟏. 𝒅 + ⋯ + 𝝁 𝒏. 𝒅 = 𝒊=𝟏 𝒏 𝝁𝒊 𝐼𝑖𝑛 𝐼 𝑜𝑢𝑡
- 35. Redundancia de datos Para precisar la atenuación de cada Elemento de Imagen, se deben obtener un gran número de mediciones en varias direcciones Disparo 1 Disparo2 Disparo 3 (Ver 2da. Parte )
- 36. Elemento de Imagen - Pixel Cada Pixel representa un Voxel o volumen de tejido, debido al espesor o ancho del corte tomográfico.
- 37. Elemento de Imagen - Pixel ¿Qué valor numérico de atenuación le damos a ese Voxel y por ende al Pixel? Atención…!!! Debe ser igual para todas las personas (Normalizado)
- 38. Propuesta de Hounsfield El número CT K: Constante de fabricación 𝐶𝑇 = 𝑘. 𝜇 𝑡𝑒𝑗𝑖𝑑𝑜 − 𝜇 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝜇 𝑎𝑔𝑢𝑎
- 39. Propuesta de Hounsfield El número CT Por qué referido al agua ? El 70% de nuestro peso es agua 𝐶𝑇 = 𝑘. 𝜇 𝑡𝑒𝑗𝑖𝑑𝑜 − 𝜇 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝜇 𝑎𝑔𝑢𝑎
- 40. El Número CT Escala de Hounsfield
- 41. Escala de Hounsfield y rango de color Rago dinámico de entrada: 2000 valores (-1000 a 1000) Tejidos Blando: entre 0 y 100 Resolución de grises del ojo: 32 tonos Resolución placa gráfica: 12 bits (4096 tonos) ?
- 42. Solución Función ventana También llamada Filtros de tejido Mapeo de nivel de grises o LUT (Look Up Table) Escala de Hounsfield y rango de color
- 43. Función ventana WW WL 0 4096 4096 Tonos entrada Tonos salida Aumento de contraste en el rango WH para un determinado WC WW Ancho de ventana (Windows Width) WL Centro de ventana (Windows Level)
- 44. Función ventana - Ejemplos Logra alta resolución de imagen en bajos contrastes Distingue muy bien bajas diferencia en tejidos blandos
- 45. Repaso Toma de datos Múltiples disparos de RX alrededor del cuerpo Colimación del haz para cortes finos
- 46. Repaso Toma de datos Cada elemento de imagen Pixel es un coeficiente de atenuación que debo determinar Colimación del haz para cortes finos
- 47. Repaso Adecuación de datos Los Números CT Normalizan la radiación recibida refiriéndolos al agua Rango dinámico (RD) muy grande (2000 valores)
- 48. Repaso Representación de datos Función Ventana para adecuar el RD al ojo Función Ventana para visualizar con buen contraste los tejidos blando
- 49. Que veremos 2da. Parte Almacenamiento de datos Algoritmos de reconstrucción de imágenes
- 50. Que veremos 3ra. Parte Equipamiento - Hardware Salas de tomografía Equipamiento auxiliar