La tomografía computada (TAC) permite obtener imágenes transversales del cuerpo mediante múltiples disparos de rayos X alrededor del paciente. Los datos recibidos por los detectores se procesan para asignar un número CT normalizado a cada elemento de la imagen, el cual representa el coeficiente de atenuación del tejido. Las funciones de ventana adecuan la escala dinámica de los números CT para mejorar el contraste en la visualización de tejidos blandos. En las próximas partes se explicará el almacenamiento de datos, algorit

1. Tomografía
Computada
Principios Físicos
Primera Parte
Bioing. Adrián Salvatelli
Cátedra de
Equipamiento para Diagnóstico
por Imágenes Médicas

2. Bienvenidos ..!
Comencemos repasando
conceptos …

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

10. Desventaja
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?

13. https://www.youtube.com/watch?v=WvCiaxft6co
TOMOGRAFO HELICOIDAL

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

26. Resumen de Generaciones

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