Este documento describe conceptos básicos de tomografía computarizada (TC), incluyendo cómo se miden las proyecciones de rayos X a través del paciente, los detectores que cuentan la atenuación, y cómo se reconstruye la imagen utilizando retroproyección filtrada. Explica cómo los valores de píxel en las imágenes de TC representan unidades Hounsfield y cómo ajustar el nivel y ancho de ventana para mejor visualizar los tejidos. También cubre parámetros clave como resolución espacial, de bajo contraste y temporal.

1. CONCEPTOS BASICOS EN
TOMOGRAFIA
Dra. Elena Pulachet C.

2. EN TOMOGRAFIA
• Vamos a medir la transmisión de los rayos X a través
del paciente en un gran número de proyecciones.
• Las proyecciones se obtendrán mediante la acción
combinada del tubo de rayos X y su rotación alrededor
del paciente y de sistemas detectores
• Los 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
rotación

5. ATENUACION
• Los valores de píxel que se asignan en las
imágenes de TC están relacionados con la
atenuación en el tejido correspondiente, o
más concretamente, con el coeficiente de
atenuación lineal
• El coeficiente de atenuación lineal depende de
la composición y de la densidad del material y
de la energía de los fotones

6. LEY DE BEER LAMBERT

7. PRINCIPIO BASICO

8. UNIDADES HOUNSFIELD
• En la Tomografía la matriz de reconstrucción de
los coeficientes de atenuación lineal se
transforma en una matriz de números medidos
en unidades Hounsfield del material o tejido
correspondiente, esta escala esta en relación con
el coeficiente de atenuación lineal del agua .
• El aire será -1000, el agua pura 0 , el tejido graso -
100 a -80 y el aire pulmonar de -950 a -600 entre
otros.

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

11. Nivel de ventana
• El nivel de ventana: (wl) se sitúa 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 ósea, aprox 200 UH.)

12. Ancho de ventana
• La anchura de ventana. (ww) nos aporta la
discriminación entre estructuras, ventana
estrechas permiten mejor discriminación
entre estructuras de valores de UH cercanos.
Se asigna la escala de grises sólo a las UH que
están en esa ventana. (ventanas estrechas se
utilizan en estudios de cerebro y más amplias
en estudios de abdomen o tórax.)

13. UH
• En la práctica clínica se encuentran a veces
diferencias relevantes entre los valores
esperados y los reales de UH, porque estos
van a depender de diferentes parámetros
como el filtro de reconstrucción, el tamaño de
la imagen escaneada (FOV) o la posición del
objeto medido en el FOV, además la aparición
de artefactos en la imagen pueden ser causa
de su inexactitud.

14. El gantry
• Están todos los elementos de transmisión de los
perfiles de información del paciente.
• Como estos perfiles están en diferentes
direcciones , el conjunto de estos dispositivos
estarán montados en un soporte giratorio : el
tubo de rayos X, el sistema de adquisición de
datos , el colimador y los filtros de forma
• El suministro eléctrico, se lleva a cabo a traves de
aros deslizantes (slip ring) asi estos perfiles son
transmitidos a un ordenador por medio de
tecnología inalámbrica.

17. Tubo de rayos X y generador
• El tubo de rayos X con ánodo de Wolframio va a tener
focos de tamaño variable para las diferentes
necesidades de calidad de imagen
• Con la aparición 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 cámara giratoria de vacío o el
desplazamiento del punto focal que han permitido
aumentar la potencia máxima y mejorar la resolución
espacial, pero tienen que soportara la fuerza centrífuga
que esto condiciona. Asi los equipos con tiempos de
rotación del orden de 0.35 s soportan una fuerza de G
a la 22

19. FILTRACION Y COLIMACION
• El haz generado del tubo de rayos X en el
Tomógrafo debe ser colimado, para adaptarlo a
las condiciones deseadas
• El ancho del haz a lo largo del eje longitudinal es
generalmente pequeño por lo que es frecuente
utilizar el término «haz en abanico» además de la
filtración 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
dirección perpendicular al rayo central.

20. Detectores
• Antiguamente los detectores eran de gas ,
actualmente son de estado solido que tienen una
mejor eficiencia de detección . 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 señal eléctrica. Delante del
detector hay una rejilla antidifusora que consta
de laminas de wolframio que es muy absorbente

22. 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 resolución espacial. La introducción de
filas múltiples de detectores ha mejorado la
cobertura longitudinal, por lo que las
exploraciones se efectúan en menos tiempo y
se puede reconstruir en secciones mas
delgadas.

23. 1x5 4x1 16x0.5 64x0.5 320x0.5

24. RECONSTRUCCION Y PROCESADO DE
LA IMAGEN
• Antes de la reconstrucción de la imagen se
toma el logaritmo de la inversa de la
transmisión 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 retroproyección filtrada

25. FILTROS
• Este filtro o kernel de convolución es el denominado
filtro de Lakshminarayanan que produce imágenes
reconstruidas con resolución espacial óptima pero con
niveles de ruido relativamente alto. (filtro sharp) . A
menudo se usan otros filtros como filtro Shepp-Logan
que proporciona imágenes menos ruidosas, y con
mejor resolución de bajo contraste y resolución
espacial un poco peor, este filtro es el Standard. Se
puede reducir aun menos el ruido y mejorar asi la
resolucíon de bajo contraste pero a cambio de obtener
una resolución espacial notablemente peor, este es el
filtro smooth .

26. Adquisición de imágenes
• Radiografía plana de planificación: se efectúa con
el tubo de rayos X estático (sin rotación) con el
haz colimado longitudinalmente y la camilla en
movimiento. Se fija el tubo para obtener una
proyección frontal o lateral del paciente. Se usa
120 kv y de intensidad de 20 a 100mA . Esta
radiografía sirve para fijar las posiciones de inicio
y finalización de la adquisición de TC.
•

28. Modulación de la corriente del tubo en
el eje Z
• Los sistemas automáticos de control de la
exposición estimarán la corriente optima del tubo
en función de la posición longitudinal del tubo de
rayos X relativa al paciente, esos valores de
corriente serán los aplicados durante la
adquisición de las imágenes.
• Asi durante la adquisición helicoidal la carga del
tubo es mayor en zonas con alta atenuación y
disminuye en las zonas de menor atenuación

30. Parámetros de calidad de imagen
• La tc nos ofrece una resolución 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 exposición del
paciente, mediante un aumento de la corriente
del tubo (mA) o bien incrementando el grosor de
corte reconstruido, a costa de la resolución
espacial. Además , la resolución de bajo contraste
depende de la corriente del tubo, de la filtración
del haz y del algoritmo de reconstrucción

31. PARÁMETROS DE CALIDAD DE IMAGEN

32. Resolución de bajo contraste
• La principal característica de la Tomografía es su
excelente resolución de bajo contraste, que es la
capacidad de detectar estructuras que ofrecen solo una
pequeña diferencia de atenuación con su entorno
• El ruido va ha ser la principal limitación de la resolución
del bajo contraste.
• El ruido se puede disminuir con incremento de la
corriente, o aumentando el grosor del corte
reconstruido, a costa de la resolución espacial
• Además, la resolución de bajo contraste no solo va ha
depender de la tensión del tubo (KV) de la filtración del
haz y del algoritmo de reconstrucción

33. HIGADO CON
CONTRASTE
LA 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

34. Resolución espacial
• La resolución espacial, o resolución de alto contraste, es la
capacidad de observar los contornos de objetos pequeños
en el volumen explorado.
• Los pequeños objetos solo se pueden resolver bien en la
imagen cuando hay una diferencia suficientemente grande
entre la señal o nivel de atenuación y su entorno directo
• El tamaño del vóxel se utiliza a menudo como indicador de
la resolución espacial, sin embargo, hay que considerar que
la resolución espacial estará limitada por la geometría de
adquisición del escáner, el algoritmo de reconstrucción y el
grosor del corte reconstruido

35. Resolución temporal
• ES LA CAPACIDAD DE RESOLVER OBJETOS EN
MOVIMIENTO RÁPIDO EN LA IMAGEN DE TC.
• UNA BUENA RESOLUCIÓN TEMPORAL EVITA LOS
ARTEFACTOS Y LA BORROCIDAD DE LA IMAGEN
INDUCIDOS POR EL MOVIMIENTO
• PARA TENER BUENA RESOLUCIÓN TEMPORAL
HAY QUE EFECTUAR UNA ADQUISICIÓN RÁPIDA
DE DATOS (ROTACIÓN RÁPIDA DEL TUBO )
• ESTA RESOLUCIÓN SE PUEDE MEJORAR CON
METODOLOGIAS DE RECONSTRUCCIÓN O
UTILIZANDO SCANER DE TC DE DOBLE FUENTE

36. Parámetros de adquisición y
reconstrucción
• Los principales parámetros de adquisición son: la tensión
del tubo (Kv) la intensidad de corriente (miliamperaje) y la
velocidad de rotación .
• Se utilizan valores de Kv de 120 a 140 para lograr una buena
transmisión de rayos X a través de una estrecha colimación
hacia los detectores, ésta tensión podrá bajarse en caso de
utilizar contraste o en pacientes pediátricos .
• La corriente de tubo esta limitada por causas técnicas ,
como la larga duración de adquisiciones y la capacidad
calorífica del tubo de rayos X
• Se evitaran los artefactos por movimientos del paciente,
con tiempos mas cortos de rotación

37. Parámetros de
reconstrucción y de
visualización
 El espesor de la
reconstrucción , las
ventanas de
visualización y el
filtro de
reconstrucción y las
imágenes
multiplanares que
se puedan utilizar
junto con las
imágenes axiales,
tienen un impacto
sobre la calidad de
imagen y el
desempeño del
observador

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

39. ARTEFACTOS PO MOVIMIENTO DEL
PACIENTE

40. • Artefactos por
endurecimiento del haz
(al atravesar huesos
compactos u objetos
metálicos )

41. Efecto de volumen parcial

42. ARTEFACTOS EN ANILLO
Los
relacionados
con la
adquisición
ocurren por el
mal
funcionamiento
de uno o mas
elementos
detectores

43. GRACIAS