Proyección de la radiología hacia el futuro

IMAGENOLOGÍA

Resumen

Temas:

• PROYECCIÓN DE LA RADIOLOGÍA HACIA EL FUTURO

• PRINCIPIOS DE LA RADIOLOGÍA EN 3D

• DIAGNÓSTICOS ORTODÓNTICOS EN 3D

• ANATOMÍA RADIOLÓGICA EN 3D

• RENDERIZACIÓN TRIDIMENSIONAL DE LOS MODELOS

• APLICACIONES INTERDISCIPLINARIAS 3D

• PLANIFICACIÓN TRIDIMENSIONAL DE MINIIMPLANTES

• VÍAS AÉREAS

• CIRUGÍA ORTOGNÁTICA

• PATOLOGÍAS ARTICULARES

• PROYECCIÓN DE LA RADIOLOGÍA HACIA EL FUTURO

Desde el descubrimiento de los rayos X en 1895 por Roengten, ha sido constante la investigación sobre un sistema de imagen que proporcione efectividad en el proceso diagnóstico, y que además solucione los problemas que surgen durante los procedimientos clínicos. Para la ortodoncia, una de las limitaciones siempre ha sido la imagen bidimensional que nos proporcionan las radiografías convencionales.

Las tomografías vienen a revolucionar la manera de visualizar el complejo maxilofacial. Fue descrita inicialmente por Hounsfield y Cormack a finales de la década de los 60.

• PRINCIPIOS DE LA RADIOLOGÍA EN 3D

o PRINCIPIO TOMOGRÁFICO/TOMOGRAFÍA CONVENCIONAL

El principio de formación de las imágenes fue explicado por Bocaye. En este principio tomográfico la formación de imágenes se realiza por medio de un modo dinámico, en el que la fuente de rayos X y el dispositivo receptor de imagen (película) se mueven de manera sincrónica y antagónica en un ángulo determinado, denominado punto de fulcro. Todo aquello que se localiza en este punto de fulcro o campo focal se exhibe en la imagen de manera detallada y las estructuras localizadas fuera del campo focal son borrosas. Tal movimiento se puede realizar en el plano horizontal como vertical.

La variación de los ángulos y la complejidad (trayectoria) de los movimientos realizados entre la fuente y el receptor de imágenes hacen que la imagen sea mejor o peor, permitiendo la visualización de las estructuras dentro del campo focal. De esta manera se producen las imágenes tomográficas lineales, espirales o hipocicloidales. Todas estas imágenes se describen como tomografías convencionales (no computarizadas) y se pueden realizar incluso con aparatos de radiografías panorámicas, que producen las imágenes conocidas como tomografías lineales.

 Imágenes de tomografía computarizada

Para formar las imágenes tomográficas computarizadas, el principio dinámico de manera general es el mismo. Sin embargo, en lugar de receptores de imagen convencionales (película), se usa un arreglo de detectores cerámicos/gaseosos (tomografía computarizada espiral/helicoidal) o un detector plano hecho de silicio amorfo impregnado con yoduro de cesio (tomografías computarizadas cone-beam – TCCB), es un proceso muy similar al utilizado en la producción de semiconductores. La trayectoria del movimiento pasa a ser circular alrededor de la estructura a ser evaluada.

En la tomografía computarizada espiral, la fuente gira alrededor del paciente que se encuentra en decúbito dorsal y se emite un haz de rayos X delgado en forma de abanico. Los tejidos de mayor densidad y espesor atenúan el haz de radiación. Después de la interacción de los rayos X con los tejidos, los fotones emergentes son captados por los detectores y estos realizan la conversión analógica-digital (a través de procesos computacionales conocidos como algoritmos) para la formación de la imagen digital final. En el proceso de adquisición de las imágenes, el conjunto fuente/detector gira en forma sincronizada. En el sistema de espiral, da origen a imágenes axiales que posteriormente se unen a través de programas en computador, dando origen a imágenes coronales y sagitales en estos casos varios factores como el espesor de corte, el intervalo de reconstrucción y los algoritmos (métodos) de reconstrucción van a influir en el resultado final de la imagen que se visualizará. Este proceso se denomina adquisición.

o TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA CONE-BEAM (CONE-BEAM COMPUTED TOMOGRAPHY)- ADQUISICIÓN

Paralelamente a las investigaciones de los métodos de adquisición en espiral (tomógrafos single y multislice) en la década de los 90, Feldkamp, Davis y Kress desarrollaron un algoritmo, utilizado inicialmente para ensayos no destructivos y evaluaciones de materiales en Ford Motors, que en vez de utilizar un haz en forma de abanico se basaba en un haz de radiación en forma de cono. Este algoritmo hizo posible actualizar un método denominado TCCB (TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA CONE-BEAM). En este principio de adquisición todo el haz de rayos X producido por la fuente generadora sería utilizado haciendo su uso más racional. Al contrario de los métodos espirales en TCCB se utiliza un detector plano a base de silicio amorfo impregnado con yodato de cesio, un arreglo matricial (línea x columnas) micrométrico, formando paneles sensibles a la radiación. Este tipo de detector plano capta total o parcialmente (colimación variable) el cono de rayos X. Debido a esta característica en la captación del haz de radiación, se necesita menor cantidad de rotación del tubo alrededor del paciente para la formación de imágenes y se utiliza una menor cantidad de radiación, lo que resulta en una disminución en la dosis efectiva de radiación para el paciente.

Este sistema se utiliza para la aplicación de mamografías, angiografías, angiología y radiología. La imagen se forma a partir de proyecciones secuenciadas que se obtienen con la rotación de la ampolla alrededor de la cabeza del paciente. Todas estas imágenes son procesadas por la computadora del tomógrafo y constituyen el volumen tomográfico adquirido. Dependiendo del tipo de aparato utilizado pueden ser imágenes de rotación de 180° y 360°. Cuanto más imágenes, mayor cantidad de información para la construcción del volumen y mejores resultados. El tiempo del periodo de adquisición va de 10 a 40 segundos, con un menor tiempo para niños y pacientes con disturbios de movimiento, fobias o algún otro problema que impida al paciente permanecer inmóvil durante este periodo. El tiempo total del examen es comparable a una radiografía panorámica.

Este principio de adquisición utiliza la radiación de forma pulsada, es decir, menor cantidad de radiación que las técnicas de espiral.

 Formación de la imagen digital

Sabemos que la menor unidad de imagen se llama pixel. Este se forma a partir de una disposición cartesiana bidimensional intercalada por líneas y columnas en la cuadrícula formada por los ejes “X” y “Y”, en cuyas intersecciones se forman “cuadrados” que componen la imagen.

Las tomografías al ser volumétricas, son tridimensionales, las unidades que forman estas imágenes son cubos en vez de cuadrados y se denominan voxeles.

Durante la formación de las imágenes, la radiación se atenúa de acuerdo con la densidad y espesor del tejido que la atraviesa, lo que da origen en la radiología convencional a imágenes radiopacas y radiolúcidas. Cuando se trata de imágenes tomográficas, la existencia de la escala de Hounsfield, que correlaciona el coeficiente de atenuación radiográfica con cada tejido hace que las imágenes se denominen:

- Hiperdensas: imágenes de tejido con alto coeficiente de atenuación.

- Isodensas: imagen con atenuación próxima o correspondiente al agua.

- Hipodensas: bajo coeficiente de atenuación – próxima o correspondiente al aire.

Esta nomenclatura se debe utilizar estrictamente en la redacción de informes al profesional.

La adquisición en voxel posibilita un proceso llamado formateo, que nos ofrece imágenes en diversos planos anatómicos como sagital y coronal. Esas imágenes se pueden denominar RMP (reconstrucción multiplanar).

Luego de la adquisición se inicia el proceso de reconstrucción, en el cual la computadora analiza las informaciones obtenidas por el detector y por medio de complicados procesos matemáticos, logra determinar específicamente cuales de las estructuras están involucradas en la imagen y sus respectivas localizaciones en el espacio, lo que elimina la limitación de las radiografías convencionales y brinda la capacidad de visualización en tercera dimensión por unión de las imágenes axiales originadas. Este tiempo de reconstrucción es variable y depende de factores como tamaño de FOV, tamaño de voxel empleado, hardware y programas de reconstrucción, que varían de 2, 5 a 8 minutos en total. Los factores como el tamaño del voxel, el tamaño de FOV y el tiempo de adquisición tienen gran influencia en la aplicación clínica de la imagen tomográfica. Adicionalmente, las imágenes digitales poseen tonos de gris que tienen intensidad variable en relación directa con la escala de bits utilizada: 8 bits (256 tonos de gris), 16 bits (65636 tonos de gris).

o INTERPRETACIÓN TOMOGRÁFICA

Como cualquier modalidad de diagnóstico por imagen, es importante la comprensión de las imágenes para interpretarlas de manera correcta. El profesional debe ser entrenado de forma específica. Los aspectos anatómicos difieren radicalmente en una tomografía y en imágenes convencionales.

Debemos establecer una secuencia de visualización específica y ordenada. Antes de obtener la visualización en tercera dimensión se deben analizar todas las imágenes axiales, coronarias y sagitales, para lo que se debe conocer la anatomía de la región de manera completa. Luego de hacer una visualización crítica y obligatoria de todos los volúmenes adquiridos se debe seguir la obtención de imágenes parasagitales u oblicuas y sólo entonces, en tercera

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