Generaciones de Tomografía axial computarizada
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Generaciones de Tomografía axial computarizada. Desde la primera hasta la cuarta generación se trata de equipos de TAC convencionales, también llamados secuenciales, debido a que los cortes se obtienen uno a uno.
Sumario
Principio de funcionamiento
Su principio de funcionamiento es el siguiente: el tubo de rayos X rota alrededor del paciente, emitiendo radiación X, mientras los detectores captan la información correspondiente al corte. En cada adquisición del corte el tubo deja de irradiar, mientras el paciente es movido hasta la posición del próximo corte, que se escanea de la misma forma. Este proceso continúa hasta que todos los cortes hayan sido escaneados, uno a uno y el estudio haya concluido. Por esta razón se le denomina también tomografía incremental.
Es importante destacar que todos los sistemas han evolucionado, pero el que ha marcado verdaderamente las diferencias es el sistema de tubo de rayos X-detectores, pues su continuo perfeccionamiento ha logrado disminuir el tiempo de barrido y mejorar la calidad de la imagen de forma ostensible.
1ra. generación
Es la primera descrita y su funcionamiento se basa en una geometría del haz de rayos X paralelo y movimientos de traslación-rotación en un tubo de rayos X y un solo detector; de manera que para obtener un corte tomográfico son necesarias muchas mediciones y por tanto, muchas rotaciones del sistema tubo-detector. Esto hace que nos encontremos con tiempos de barrido muy amplios (entre 4 y 5 min por corte).
- La geometría de haces paralelos la define un conjunto de rayos paralelos unos a otros, que generan el perfil de una proyección.
- El procedimiento para la adquisición de datos utilizaba un haz de ra yos X único y altamente colimado y 1 o 2 detectores.
- El haz de rayos X era trasladado linealmente a través del paciente para obtener el perfil de la proyección. Posteriormente, la fuente de rayos X y el detector rotaban aproximadamente un grado alrededor del isocentro para obtener el perfil de otra proyección.
- Este movimiento de traslación-rotación se repetía hasta que la fuente de rayos X y los detectores hubieran rotado 180°.
- Tiempo de exploración entre 4,5 y 5,5 min por corte (Fig. 1.1).
2da. generación
En esta generación se montan 30 detectores, con lo que se reduce considerablemente el número de rotaciones (de 180 a 6) y por tanto, el tiempo de barrido, que pasa a ser del orden de entre 20 y 60 s, basado igualmente en una geometría del haz de rayos X en forma de abanico y movimientos de traslación-rotación. Se diferencia de la primera generación por el aumento del número de detectores (alrededor de 30) y un tubo de rayos X que genera múltiples haces, cada uno de los cuales incide en un único detector del arreglo. La geometría resultante describe un pequeño abanico cuyo vértice se origina en el tubo de rayos X. El procedimiento de adquisición sigue siendo el mismo. Después de cada traslación, el tubo de rayos X y el arreglo de detectores rotan, repitiéndose nuevamente el proceso de traslación (Fig. 1.2).
Debido a que la geometría del haz de rayos X cambió de un haz paralelo a un haz en forma de abanico, se requirió un cambio significativo en el algoritmo de reconstrucción de la imagen. Los tiempos de exploración se redujeron entre 20 s y 3,5 min por corte.
3ra. generación
A diferencia de las dos generaciones anteriores, en ésta aparece un conjunto de detectores que forman un arco móvil que, junto con el tubo de rayos X, describen a1 unísono un giro de 360° alrededor del paciente, eliminando el movimiento de traslación de las dos primeras generaciones. Este se basa en una geometría del haz de rayos X en forma de abanico y rotación completa del tubo de rayos X y de los detectores (Fig. 1.3).
A medida que estos rotan, son obtenidos los perfiles de cada proyección. Por cada punto fijo del conjunto tubo-detectores se obtiene una vista.
Se le adiciona una rejilla de tungsteno entre cada detector, enfocada hacia la fuente de rayos X, que rechaza las radiaciones secundarias. Este sistema reduce el tiempo de barrido de forma considerable de 3 a 10 s, dependiendo de la firma, llegando en algunos equipos, incluso, hasta 1 segundo.
4ta. generación
Esta generación presenta un anillo de detectores fijos y es el tubo de rayos X el que gira en tomo al paciente, mejorando de forma notoria el ajuste de los detectores. Se basa en una geometría del haz de rayos X en forma de abanico, con rotación completa del tubo de rayos X dentro de un arreglo de detectores estacionarios de 360°, compuesto por entre 600 y 4 800 detectores independientes (dependiendo del fabricante) (Fig. 1.4).
El tubo de rayos X, que genera un haz en forma de abanico, rota alrededor del centro mientras que los detectores se mantienen estacionarios, alcanzando los mismos tiempos de exploración que los equipos de la tercera generación.
Desde el punto de vista clínico y comercial, tuvieron tanto éxito como los de tercera generación, pero esta no satisfizo las expectativas por varias razones: debido a que los detectores no tienen una posición fija con respecto a la fuente de rayos X, entonces no se podía utilizar una rejilla enfocada para rechazar las radiaciones secundarias, además, los tiempos de corte no superaron a la generación anterior y tenía el inconveniente de que los detectores debían ser calibrados dos veces por cada rotación de la fuente de rayos X, mientras que los sistemas de tercera generación sólo se calibran una vez cada varias horas. En la actualidad se ha retomado nuevamente la arquitectura correspondiente a los equipos de la tercera generación en la producción de sistemas helicoidales.
Fuente
- Pedro García Cartaya. Principios técnicos de la tomografía axial computarizada /Pedro García Cartaya, Carlos M. Breijo García, Pedro A. García Jordá. La Habana: Editorial Ciencias Médicas, 2008.
