Presentacin de PowerPoint

Tomografa ComputadaPrincipios Fsicos

Primera Parte

Bioing. Adrin SalvatelliCtedra de Equipamiento para Diagnstico por Imgenes Mdicas

Bienvenidos ..!Comencemos repasando conceptos

Baja resolucin

en bajos contrastesRadiografa Convencional

Radiografa Convencional

Transformacin de informacin

Volumen (3D)aPlano (2D)

Consecuencia

Superposicin

de tejidos blandos Radiografa Convencional

Cmo podemos obtener informacin de un tejido en particular en una imagen plana 2D?

Objetivo

Enfocar un plano dentro del volumen del paciente

Precursor: Tomografa Lineal

Se logra

Mltiples disparos de RX en distintas posiciones

manteniendo

distancia tubo - placa

Tomografa Lineal

SOLO

El plano objeto queda definido en la placa

El resto queda borroneado por superposicin

Tomografa Lineal

Desventaja

Tomografa Lineal

Desventaja

Idntica a RX convencional

Solo permite seleccionar el plano objeto focal longitudinal

Tomografa Lineal

Cmo podremos obtener una imagen de un corte transversal del paciente?

https://www.youtube.com/watch?v=WvCiaxft6coTOMOGRAFO HELICOIDAL

Godfrey Newbold HounsfieldEMI 1967 Reporta el Primer TAC

Premio Nobel de Fisiologa y Medicina, compartido con Cormack en 1979NACE: Tomografa Axial computada (TAC)

Basado en la tomografa lineal

ObjetivoHacer mltiples disparos colimados (muy finos) alrededor del corte (tomo) transversal

TAC Idea de Hounsfield

http://dxiparatecnicos.com/site/secciones-tecnologicas/tomografia-computada

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

Traslacin-Rotacin 180

Colimacin haz tipo lpiz Paralelos

Un solo Detector

Primera Generacin

https://www.youtube.com/watch?v=fNaCxhhhZTE&list=PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR

Giros de 1, hasta completar 180 Mejor calibracin detector. Baja Resolucin X Scan muy largos, 5 min. aprox. X Bajo aprovechamiento de la radiacin. X

Primera Generacin

Traslacin-Rotacin 180

Colimacin haz abanico (Fan Beam) 5 aprox.

10 a 30 detectores Segunda Generacinhttps://www.youtube.com/watch?v=Ni4Hsi3GhXo&index=2&list=PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR

Giros de 1, hasta completar 180 Baja Resolucin algo mejorada Scan muy largos, 5 min. aprox. X Mejor aprovechamiento de la radiacin. X

Segunda Generacin

Tercera Generacin

Rotacin-Rotacin(tecnologa 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

Giros de 1, hasta completar 360 Mejor Relacin Seal Ruido Alto costo detectores X Scan cortos, 2 a 3 seg. aprox. Eficiente aprovechamiento de la radiacin.

Tercera Generacin

Rotacin-Rotacin

Tubo dentro del anillo completo de detectores

Cuarta Generacin

https://www.youtube.com/watch?v=AWVz3yke_bY&list=PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR&index=4

Muy bajo tiempo de Scan Diferencia de lectura entre detectores X Equipo muy pesado X Alto costo, Difcil mantencin. X

Cuarta Generacin

Rotacin Nutacin

Tubo fuera del anillo de detectores

Muy costoso

Mayores desventajasCuarta Generacin

Resumen de Generaciones

Bombardeo de electrones

Rotacin 180

Muy Costoso Pocos beneficios Quinta Generacin

https://www.youtube.com/watch?v=wvw2TZBagDc&list=PLf13HXeCb7OYmjfjojg03N3dzs1fy2uaR&index=5

Vuelve la base de tercera Generacin

Avance de camilla mientras el tubo giraTomografa Helicoidal

Tomografa Helicoidal con mltiples fila de detectores

Haz Cone Beam

Desde 2 a 720 cortes simultneos

Tomografa Multicortes

Qu seal llega a los detectores ?

Cmo se Codifica esa seal en un color dentro de la imagen ?

Entonces..?

La absorcin de la radiacin X depende:

Densidad fsica

Composicin atmica

Espectros de energa de fotones X

Recordemos

Modelo de Seal que recibe cada detector

12345d

es el coeficiente de atenuacin lineal

Modelo de Seal

12345d

Condiciones:

Segmentos de atenuacin homogneos de longitud fija d

Modelo de Seal

12345d

La suma de todas las atenuaciones atravesada por el RX es igual al logaritmo de la relacin entrada salida del rayo detectado

Redundancia de datos

Para precisar la atenuacin de cada Elemento de Imagen, se deben obtener un gran nmero de mediciones en varias direcciones

Disparo 1Disparo 2Disparo 3(Ver 2da. Parte )

Elemento de Imagen - Pixel

Cada Pixel representa un Voxel o volumen de tejido, debido al espesor o ancho del corte tomogrfico.

Elemento de Imagen - Pixel

Qu valor numrico de atenuacin le damos a ese Voxel y por ende al Pixel?

Atencin!!!

Debe ser igual para todas las personas (Normalizado)

Propuesta de HounsfieldEl nmero CT

K: Constante de fabricacin

Propuesta de HounsfieldEl nmero CT

Por qu referido al agua ?

El 70% de nuestro peso es agua

El Nmero CTEscala de Hounsfield

Escala de Hounsfield y rango de color

Rago dinmico de entrada: 2000 valores (-1000 a 1000)

Tejidos Blando: entre 0 y 100

Resolucin de grises del ojo: 32 tonos

Resolucin placa grfica: 12 bits (4096 tonos)

?

Solucin

Funcin ventanaTambin llamada Filtros de tejido

Mapeo de nivel de grises o LUT (Look Up Table)

Escala de Hounsfield y rango de color

Funcin ventana

WWWL040964096TonosentradaTonos salida

Aumento de contraste en el rango WH para un determinado WCWW Ancho de ventana(Windows Width)

WLCentro de ventana(Windows Level)

Funcin ventana - Ejemplos

Logra alta resolucin de imagen en bajos contrastesDistingue muy bien bajas diferencia en tejidos blandos

Repaso

Toma de datosMltiples disparos de RX alrededor del cuerpo

Colimacin del haz para cortes finos

Repaso

Toma de datosCada elemento de imagen Pixel es un coeficiente de atenuacin que debo determinar

Colimacin del haz para cortes finos

Repaso

Adecuacin de datosLos Nmeros CT Normalizan la radiacin recibida refirindolos al agua

Rango dinmico (RD) muy grande (2000 valores)

Repaso

Representacin de datosFuncin Ventana para adecuar el RD al ojo

Funcin Ventana para visualizar con buen contraste los tejidos blando

Que veremos

2da. ParteAlmacenamiento de datosAlgoritmos de reconstruccin de imgenes

Que veremos

3ra. ParteEquipamiento - HardwareSalas de tomografaEquipamiento auxiliar

Gracias..!