Universidad Nacional de General San Martín

Escuela de Ciencia y Tecnología

TECNICATURA EN DIAGNÓSTICO POR IMÁGENES

PROYECTO FINAL INTEGRADOR

EXPLORACIÓN DE TÓRAX POR TAC DE ALTA RESOLUCIÓN EN PEDIATRÍA

Coordinadora: Lic. AMALIA PEREZ

Alumna: GLADYS BEATRIZ BOTTAZZI e-mail: gladysbottazzi@hotmail.com

Julio de 2002

Contenido 1. Introducción 2. Equipo 2.1 Breve reseña histórica de la tomografía computada 2.2 Principio de funcionamiento 2.3 Principio de reconstrucción 2.4 Generaciones 2.5 Condiciones técnicas 2.6 Protocolos de adquisición. Parámetros 2.7 Ventajas y limitaciones 3. Radioprotección. Límite de dosis 4. Identificación de estructuras pulmonares 4.1 Anatomía normal 5. Patologías 5.1 Atelectasia 5.2 Bronquiectasia 5.3 Masas quísticas 5.4 Fibrosis 5.5 Metástasis 6. Conclusiones 7. Bibliografía 1. Introducción

El técnico en diagnóstico por imágenes, es la persona que tiene contacto directo con el paciente que va a realizarse el estudio, y es quien debe darle confianza y seguridad en todo sentido. En el caso de los pacientes pediátricos, no solo debe contener al paciente sino a sus padres quienes llegan con una carga emocional muy fuerte debido a la situación de tener un niño con su estado de salud alterado y además tener que someterlo a un método de estudio que no les es familiar. En el caso de las enfermedades de la región

torácica, se necesita de inspiración profunda y apnea durante algunos segundos para poder ser explorada por rayos X. Estas dos condiciones se hacen prácticamente imposibles de conseguir en este grupo de pacientes, lo que obliga a que el método utilizado sea el más rápido posible para conseguir una calidad de imagen satisfactoria que le permita al médico hacer un diagnóstico certero con la menor dosis de radiación posible. Esto hace pensar inmediatamente, para evaluar determinadas patologías, en la TAC de alta resolución, aunque la dosis recibida sea mayor que en una Rx convencional, pero como es posible explorar una amplia región en un pocos segundos evita la exposición a un mayor número de placas lo que en definitiva daría una menor dosis en el paciente y además un ahorro en el tiempo tanto del estudio como en el diagnóstico médico para poder implementar el tratamiento adecuado.

2. Equipo

2.1 Breve reseña histórica de la tomografía computada

La especialización que actualmente llamamos diagnóstico por imágenes

comenzó a fines del siglo pasado con las experiencias de Roentgen sobre los rayos X, siendo éste el único método que permitía observar el interior del cuerpo humano. Varias décadas después, ya por el año 1970, Housnfield, produce el primer tomógrafo computado para uso clínico, luego de experimentar sobre una onda de rayos X y lograr que en lugar de impresionar una placa, actuara sobre un detector que emitiera ondas que pudieran ser analizadas electrónicamente, convertidas en información digital para ser procesadas por un computador y vueltas a convertir en información analógica para poder representarlas como imagen de video.

Todo este proceso que hoy parece tan simple, le valió a su creador el premio Nobel de medicina en el año 1979, revolucionando el desarrollo de los métodos de diagnóstico por imágenes, incorporándoles la conversión digital y la computación.

2.2 Principio de funcionamiento

Mientras el tubo de rayos X tiene un movimiento de traslación alrededor del

paciente, el detector ubicado frente a él lo acompaña en dicho movimiento y va rotando. A cada punto que este conjunto se traslada, el tubo emite y el detector capta de forma de obtener proyecciones desde distintos ángulos.

2.3 Principio de reconstrucción

A través de un sistema electrónico, el equipo lee las corrientes captadas por

el sistema detector y por medio de un conversor analógico digital las convierte en números binarios que almacena en una matriz para luego poder procesar y reconstruir la información presentando una imagen.

La reconstrucción puede realizarse con diferentes métodos de acuerdo al software con el que cuente el equipo.

2.3.1 Método iterativo: consiste en aproximaciones sucesivas partiendo de

una matriz sin corrección a la cual se le van aplicando correcciones hasta llegar

con la mayor aproximación a los valores de los rayos-suma. Según la secuencia en que se hacen las correcciones en cada iteración se conocen tres variantes de este método: simultáneo, rayo por rayo o punto por punto.

2.3.2 Método de la retro proyección: es una técnica simple para obtener una

reconstrucción aproximada a partir de múltiples proyecciones, proyectando todos los rayos-suma desde sus respectivos ángulos. Este método presenta un error conocido como artefacto estrella. Matemáticamente la imagen retro proyectada es la convolución de la distribución real de la absorción de la energía con una función h=1/r.

2.3.3 Métodos analíticos: deconvolucionan la función h de la imagen retro

proyectada para eliminar el artefacto estrella. 2.3.3.1 Retro proyección filtrada: por medio del teorema del slice se llega al

algoritmo que permite aplicar este método, el cual consiste en filtrar las proyecciones una a una calculando la Transformada de Fourier unidimensional de cada proyección, multiplicándola por la función rampa en el dominio de frecuencia, para luego aplicar la antitransformada y finalmente, en el plano espacial, calcular la retro proyección.

2.3.3.2 Transformada bidimensional de Fourier: se calcula la transformada

bidimensional de la imagen retro proyectada, se la multiplica por la función rampa en el dominio de las frecuencias espaciales, luego se calcula la antitransformada para así obtener la imagen real libre del artefacto estrella. Como este método implica trabajar con ecuaciones bidimensionales, el procedimiento es muy engorroso.

2.3.4 Para TC helicoidal se utilizan algoritmos de interpolación de 360° o

180°,que convierten los datos helicoidales en planares para luego aplicar las técnicas convencionales de reconstrucción.

2.4 Generaciones

Primera: constan de un solo detector de haces

paralelos, son de radiación continua, el haz es muy colimado, son necesarias 180 rotaciones, el tiempo de scan es de 5 minutos, el detector tiene un bajo costo pero se aprovecha muy poco la radiación.

Segunda: los

detectores se encuentran en número de 10 a 40 con un haz de rayos en abanico de aproximadamente 12°, siguen siendo de radiación continua, se hacen necesarias menos rotaciones bajando el tiempo de scan a 1 minuto aprovechando mejor la radiación. En estas dos generaciones se mueve en bloque el

conjunto tubo detector.

Tercera: el número de detectores llega de 300 a 600 con el abanico de rayos de 40°, la radiación puede ser continua o pulsada, el tiempo de scan llega a 14 segundos, permite colimar el detector, con un muy buen aprovechamiento de la radiación.

Cuarta: ya los detectores se encuentran

en un anillo fijo y completo variando en un número de 400 a 4000, el abanico de rayos es de 30°, menor que en los de tercera generación, porque en estos tomógrafos no puede colimarse el detector para evitar el scatter. Son radiación continua, el número de proyecciones necesarias es variable, tiene un muy buen aprovechamiento de la radiación.

Q

uinta: es el

Electró

n Bean

Tecnography.

Consta de cuatro ánodos en anillos sobre los que impactan los electrones emitidos por un cañón, el haz de electrones es rotatorio, tiene gran velocidad, permite hacer estudios dinámicos, es de gran tamaño y la calidad de imagen no es tan buena.

2.5 Condiciones técnicas La TC de alta resolución corresponde a una generación de equipos con una

serie de características técnicas que los hacen aptos para la exploración del pulmón.

a) matriz de imagen de 512 x 512 píxeles

b) tiempo de scan de 2 segundos o menor c) alta resolución espacial d) posibilidad de cortes de un espesor de 2mm. o menor e) software de exploración reconstrucción y postprocesamiento con

opciones adecuadas f) medios de registro de las imágenes de alta resolución sin pérdida

de definición.

2.6 Protocolos de adquisición. Parámetros Se debe colocar al paciente en posición supina, con los brazos por sobre la

cabeza; el láser se debe posicionar a nivel del manubrio esternal y en la línea media; el scan debe abarcar desde el manubrio esternal hasta ver las glándulas

suprarrenales; el estudio debe ser realizado con control de apnea y en pacientes no

colaborativos con anestesia general; no se utiliza ningún medio de contraste; el tiempo ideal de corte es de 1 segundo y no mayor a 3 segundos; la secuencia de corte se programará según cada caso con cortes de 2mm o

4 mm. de espesor cada 4 o 5 mm.; la tensión en el tubo será de entre 100 y 130 Kv; la corriente del tubo de 200 mAs; para la reconstrucción un algoritmo de realce de bordes o de muy alta

resolución según el caso; se fotografía con un centro de ventana de –600 y un ancho de 1300 que son

los valores correspondientes a pulmón.

2.7 Ventajas y limitaciones Ventajas 1- Gran capacidad para la discriminación de densidades; 2- Posibilidad de eliminar superposición de estructuras; 3- Capacidad para identificar imágenes inaparentes para la Rx convencional

a nivel del parénquima pulmonar; 4- Facilidad para determinar la extensión de procesos torácicos hacia el

cuello, abdomen, esqueleto y canal raquídeo. Limitaciones 1- En los pacientes menores por el movimiento y la falta de control en la

respiración, la mayoría de las veces se requiere de sedación profunda o anestesia, lo que implica un aumento de las secreciones haciendo difícil la interpretación de imágenes correspondientes a las atelectasias;

2- Por ser una exploración de todo el tórax se requiere de una importante dosis de radiación;

3- En neonatos o lactantes pequeños, la falta de interfases grasas dificulta la diferenciación de estructuras densas.

3. Radioprotección. Límite de dosis

Hace 20 años un examen de tórax duraba varios minutos y hoy con la TC heliciodal se hace en el tiempo que se retiene la respiración, lo que permite aumentar la calidad de imagen por lo tanto es más frecuente su utilización.

Este creciente uso de la tomografía hace que la dosis de radiación que recibe la población esté en constante aumento ya que una tomografía de tórax equivale en dosis efectiva a 10 veces la de una radiografía convencional. Un solo examen por TC implica una dosis en el volumen irradiado de entre 10 y 100 mGy. Para apreciar la magnitud de lo que esto significa cabe recordar que la dosis que recibimos por radiación natural esta en el orden de 1 a 2 mGy. por año y que el límite de dosis establecido para el público en las cercanías de una Central Nuclear Argentina es de 0.3 mGy. Estos límites de dosis tienen el objetivo de mantener los riesgos estocásticos de la radiación, es decir riesgo de contraer algún tipo de cáncer, en valores que se consideren aceptables. A medida que aumentan las dosis, es de suponer que también van a aumentar los riesgos de contraer cáncer en la población. Para minimizar estos riesgos se debe optimizar la práctica a fin de eliminar dosis innecesarias. Esta suficientemente probado que es posible disminuir las dosis a la mitad sin perder calidad de imagen para el diagnostico variando algunos parámetros operativos siendo esto muy importante cuando se trata de pacientes pediátricos.

Un ejemplo de optimización para disminuir la dosis es la siguiente tabla perteneciente a un trabajo presentado por Kalender y un grupo de colaboradores de la División Ingeniería Médica de la Universidad de Erlangen, en Alemania.

Condiciones Operativas Sin optimizar Optimizado

Voltaje (kV) 140 140 Intensidad de corriente (mA) 165 110 Rango de escaneo (cm) 31 31 Espesor del corte (mm) 5 5 Avance de la mesa c/360° (mm) 5 10 Paso del espiral 1 2 Dosis en el pulmón (mGy) 24.3 8.15 Dosis efectiva (mSv) 7.1 2.4 Las dosis son proporcionales a los siguientes tres parámetros: -intensidad de corriente del tubo (mA) -tiempo total de irradiación (seg.) -área de colimación (espesor de corte)(cm) La disminución en cualquiera de ellos implica una disminución equivalente

en la dosis que recibe el paciente. El espesor de corte es un factor que obviamente no se puede modificar ya

que a mayor espesor mayor atenuación y mayor energía que interacciona. También implica una mayor masa en la que se absorbe la energía por lo que la dosis puede aumentar dependiendo de la energía de la radiación incidente, pero como está relacionado con el paso de avance de la mesa por corte (pitch), el cual es inversamente proporcional a la dosis, si se duplica el pitch la dosis baja a la mitad siendo este posible de acuerdo a la dimensión de la formación que se quiere estudiar.

La tensión del tubo tiene un efecto variable en la dosis que recibe el paciente. A mayor tensión mayor energía y mayor dosis pero menor probabilidad de interacción en el tejido. Como la emisión de rayos X es un espectro continuo, los rayos de baja energía de entre 5 y 20 keV. se absorben en la piel, mientras que los de alta energía de entre 100 y 200 keV. tienen alta chance de no provocar dosis por no interaccionar, por esto es de suma importancia utilizar filtros de espesor y material adecuado que mejoren el espectro de rayos X, dejando pasar las energías útiles para la imagen, eliminando las bajas que solo aumentan la dosis sin mejorar la imagen.

La dosis también puede disminuirse limitando el volumen irradiado solamente al área de interés sin extenderse a otras áreas; disminuyendo el solapamiento en las imágenes continuas; evitando excesivas repeticiones; protegiendo órganos con alto riesgo como ojos, tiroides o gónadas utilizando blindajes de protección.

Pero lo más importante es bajar la intensidad de corriente del tubo a un nivel compatible con la calidad de imagen, lo que surgirá de la experiencia práctica del técnico, de las recomendaciones del fabricante y de los resultados de los ensayos con fantomas.

En TC pediátrica es muy importante ajustar los parámetros de acuerdo a la anatomía real. Cuanto menor es el espesor de tejido, menor es la atenuación y por lo tanto menor debe ser la intensidad de corriente del tubo. En la medida que este concepto se mantenga en todas las situaciones mayor será el ahorro de dosis.

4. Identificación de estructuras pulmonares

4.1 Anatomía normal

Desde el punto de vista topográfico, en la descripción de las imágenes se

utilizan los mismos reparos que en la radiología convencional: segmentos, lóbulos, cisuras, hilios.

Para poder categorizar los hallazgos patológicos, hay que relacionarlos con determinados patrones estructurales del pulmón normal, entre los cuales se diferencian:

a) el patrón de atenuación del manto pulmonar, que define la densidad que produce el lecho capilar normal lleno de sangre en circulación. Esto suele alterarse sensiblemente en todos los procesos que disminuyen la perfusión pulmonar traduciéndose por una mayor trasparencia del manto alveolar, que equivale a una disminución de la atenuación normal.

b) el del intersticio o espacio pulmonar extra alveolar (hilios y núcleo) c) el de la vascularización o distribución vascular d) el de los espacios alveolares e) el del árbol bronquial

5. Patologías

5. 1 Atelectasia

Ausencia de aire en algún sector alveolar, debido a una obstrucción

bronquial. a) Niño recién nacido prematuro, estudiado a las 10 semanas de vida,

desarrollo enfermedad pulmonar crónica, enfisema intersticial y lesión quística en el lóbulo inferior derecho. Cortes de 3mm. de espesor, muestran difuso

espesamiento intersticial de los lóbulos superiores, como consecuencia de la enfermedad pulmonar crónica con atelectasia dependiente.

b) Niño de dos años y medio de edad con diagnóstico clínico de asma. En el

corte de 1,5 mm de espesor, puede verse el veteado atelectásico a nivel del lóbulo medio derecho y un incremento de la pared bronquial asociado a la deficiente oxigenación pulmonar.

c) Niño de 4 meses con diagnóstico de bronquiolitis obliterante con

neumonía. Cortes finos de tomografía muestran áreas locales de decaimiento de la densidad pulmonar en ambos lóbulos superiores y en la língula. También pueden verse focos atelectásicos y opacidades nodulares lingulares con aspecto de vidrio esmerilado.

5.2 Bronquiectasia

Dilatación de los bronquios. a) Paciente de 11 años que debe ser evaluado para un trasplante pulmonar

por tener una severa fibrosis quística. Cortes de 1,5 mm. de espesor muestran un engrosamiento de la septa interlobular y de la pared bronquial, con un patrón intersticial de poca calidad y bronquiectasias.

b) Niño de 8 años con diagnóstico de bronquiolitis obliterante con neumonía. Dos cortes de 10mm. y 1,5mm de espesor revelan lóbulos superiores normales y bronquiectasia bilateral en los lóbulos inferiores con una leve prominencia intersticial.

5.3 Masas quísticas

a) Recién nacido con diagnóstico prenatal de presumible malformación

adenomatosa quística. Un solo corte de 5 mm. de espesor el primer día de vida revela un lóbulo inferior izquierdo heterogéneo con una masa quística polilobulada parcialmente llena de fluido.

b) Paciente de 12 años con respiración ruidosa por la noche y dificultad

respiratoria en posición supina. Dos cortes tomográficos muestran múltiples quistes y lesiones sólidas pulmonares.

5.4 Fibrosis

a) Niño de 14 años con diagnóstico de bronquiolitis obliterante. En el

exámen por tomografía con cortes de 3 mm. de espesor se observa una prominente fibrosis intersticial.

b) Paciente de 16 años con progresiva dificultad respiratoria y diagnostico de esclerosis tuberal. Por tomografía se ven áreas de infiltrado intersticial prominente en las bases y fibrosis además de un neumotórax localizado en el lado izquierdo.

5.5 Metástasis

Niño de 12 años con Sarcoma de Edwin paraespinal y lesión metastásica

única en el lóbulo inferior derecho. Tiene diagnóstico de metástasis recurrentes. En una tomografía de control se detectan nuevas lesiones pulmonares diagnosticándosele además infección oportunista y embolia séptica. Los tres primeros cortes muestran 4 nuevas lesiones localizadas 2 en la base del pulmón derecho y una en la del izquierdo y la cuarta en el hilio izquierdo. En los cuatro cortes siguientes se pueden ver 3 nuevas lesiones en el pulmón izquierdo y una de las halladas anteriormente con su tamaño agrandado.

6. Conclusiones

Por lo expuesto se puede decir que la exploración de tórax por TAC de alta

resolución en pediatría es muy útil en los casos en los cuales se quiere definir con certeza las lesiones atelectásicas, ver el patrón intersticial en las bronquiectasias y determinar su extensión, como así también evaluar masas quísticas, fibrosis y hacer un seguimiento de las enfermedades oncológicas ya sean tumores primarios de la zona o metástasis para así poder planificar la terapia a implementar. Se debe recordar que este tipo de estudio no debe realizarse con la enfermedad crónica en sus periodos de actividad debido a la imposibilidad de interpretar las imágenes por la magnitud de la densidad que producen.

7. Bibliografía

❖ Anatomía Humana, Latarjet – Ruiz Liard, Ed. Panamericana ❖ Colección de pósters de radiología pediátrica, F.J. Unchalo – J.J.

Bertolotti ❖ Cómo disminuir riesgos radiológicos innecesarios en TAC, Dr. Touzet,

SAR ❖ Children’s virtual hospital – Children’s hospital of IOWA

(www.vh.org/Providers/TeachingFiles/TAP/Thoracopedia) ❖ Tecnología de las imágenes II, Ing. G. Chumillo (apuntes de clase) ❖ www.sabe.org.ar/imágenes.html