TC y RM

Tomografia computarizada y resonancia magnética.

Roberto Padilla, Oihane González y Alba Cedrés.

¡Vamos!

Índice

Resonancia magnética

Tomografía computarizada

Tomografía computarizada.

Introducción

Es importante el estudio tanto de TC como de RM en nuestra futura profesión ya que nos va a permitir visualizar distintas partes del cuerpo según el tipo de estudio que utilicemos. Con la tomografía computarizada podemos visualizar casi todas las partes del cuerpo, normalmente huesos, vasos sanguíneos, órganos densos como el hígado y el pulmón…, con el fin de diagnosticar enfermedades o lesiones, así como para planificar tratamientos médicos o quirúrgicos. Con la resonancia magnética se usa frecuentemente para la detección de enfermedades, el diagnóstico y el monitoreo de tratamientos. Con este equipo observamos tejidos más blandos como el cerebro, la médula espinal, los músculos y órganos internos.

Gantry: Decimos que es un cuerpo vertical con orificio central en forma de rosca donde se mete la camilla y por tanto al paciente, tiene la capacidad de angularse hasta los 30º y sus componentes son: - El tubo de rayos x. - Matriz de detectores. - Generador de alta tensión. - Sistema de adquisición de datos (DAS). - Colimador.

Componentes.

'El método de la tomografia computarizada dispone de un emisor de rayos x y uno o varios detectores. El emisor de rayos x gira en el plano axial del paciente y la radiación, una vez ha atravesado la sección del cuerpo del paciente, es captada por el detector que envía los datos al ordenador.

Sistema de procesado de datos y reconstrucción de la imagen: El ordenador se encarga de la reconstrucción y el procesado de la imagen tras las numerosas mediciones llevadas a cabo por el gantry. El ordenador y el algoritmo puede aplicar filtros para mejorar la resolución y técnicas para la reconstrucción. Si los datos están alterados pueden dar lugar a la aparición de artefactos. Tiene 3 componentes: Unidad central de procesamiento (CPU). Unidad de reconstrucción rápida (A partir de los datos del DAS). Unidad de almacenamiento de datos.

Sistema de visualización y archivo: Consola de control: Permite programar la exploración a realizar, dispone de un monitor en el que se visualizan las imágenes antes de ser almacenadas en el disco duro. La mayoría cuentan con dos consolas, una de operador y otra de trabajo.

- Sala y seguridad de la misma.

Sala de cuidados: Sala la cual sirve para el cuidado y recuperación tras procesos intervencionistas (es decir que en vez de utilizar máquinas, los propios médicos se encargan del diagnósticos o tratamiento, un ejemplo de esto sería en braquiterapia con el uso de los isótopos radiactivos encapsulados que se ponían en la zona a tratar colocando en vías venosas). Poseen camillas y un control de enfermería, se ubican cerca de la sala de procedimientos pero no al lado.

Las salas que tienen que estar para mantener a seguridad y el orden en los procesos radiológicos serian las siguientes:

Sala de espera: Aquí los pacientes que han pedido cita esperaran a su turno. Vestidor y guardarropa: Se utiliza para que los pacientes se cambien de ropa y dejen sus pertenencias, esta sala tendrá una luz la cual se iluminará si se puede pasar ya a la sala de procedimientos (Como conecta con la sala de procedimientos esta estará blindada de plomo para proteger a los pacientes de la radiación). Aseos: Zona para que los pacientes hagan sus necesidades, esta también se encuentra blindada para proteger contra la radiación.

-Sala de procedimientos:

Aquí es donde se encuentra el equipo de TC por lo que la sala será un sitio amplio por el cual pueda alojarse el equipo, además de que el suelo debe poder soportar el peso y tendrá que estar recubierto de vinilo, el cual es un material conductor de la electricidad estática. La sala estará blindada de plomo para que la radiación no salga, las puertas no serán una excepción y tendrán que estar blindadas y ser amplias para asegurar el paso de camillas y camas. La sala al igual que el vestuario tendrá una luz que nos dirá si es permitido el paso o no, por el exterior tendrá la típica señal de que esta es una zona radiactiva. Las instalaciones eléctricas deben de estar compaginadas con los requisitos del equipo, además de que el clima deberá de remitir el calor causado por el equipo. La sala de procedimientos estará en contacto con la sala de control además de que tendrá un circuito cerrado de televisión (Cámara de seguridad) para estar vigilando al paciente en todo momento (aunque hay algunas que tienen una ventanita blindada por la que se puede observar).

Sala de control:

Esta sala se encuentra conectada a la sala de procedimientos por una puerta, aquí es donde los técnicos tendrán su equipo informático y la consola de mando que estará conectada a la máquina de TC, además de otros aparatos para estar en contacto con el paciente y controlar el contraste, deberá tener una señal que indique si el equipo está conectado o no. Como las demás salas deberá de estar blindada.

Seguridad en las exploraciones de TC

-> Para la seguridad de los pacientes, hay que evitar irradiar zonas que no se van a estudiar, también hay que ser conscientes de la dosimetría y controlar mA que irradian al paciente para no pasarse, hay que dejar los mA lo más bajo posible pero sin llegar a afectar la calidad de la imagen, a su vez hay que controlar el tiempo de la exposición, el pitch entre otros… -> Hay que elegir la técnica adecuada para cada paciente, evitar irradiar órganos sensibles. Preguntar siempre a las mujeres si están embarazadas. ->Saber si el paciente es alérgico o posee alguna patología en la que impida absorber un contraste radiopaco. -> Los pacientes no pueden llevar objetos metálicos debido a que puede afectar a la imagen y crear alteraciones en esta.

Aparte de que la mayoría de las salas están blindadas, hay que conocer otras medidas de seguridad. Ya que en radiología convencional también se utilizan Rx, las medidas de seguridad de TC van a ser similares. ->El personal deberá permanecer en la sala de control durante la irradiación. -> En Caso de que se requiera que una persona permanezca en la sala de procedimientos, esta deberá distanciarse lo máximo posible del equipo ( sobre todo del gantry) y además deberá llevar puesto un delantal plomado

TC helicoidal y multicorte.

TC Helicoidal La TC helicoidal (o también conocida en espiral) comparada con la convencional consiguió reducir el tiempo que tarda en realizar la exploración, todo gracias a la incorporación de los ´´slips rings´´, el cual permite realizar tomas continuas ( sin las pausas de la TC convencional) mientras se desplaza la camilla. De esta forma se obtiene una imagen continua (realizada por un corte) en espiral que permite generar más fácilmente modelos 3D. La metodología de la TC helicoidal no es perfecta y tenía problemas de resolución provocados por el desplazamiento de la camilla, algo que a día de hoy ya está solucionado con la metodología utilizada actualmente.

TC covencional o secuencial La TC convencional (También conocida como axial) toma imágenes realizando giros de 360° mientras la camilla permanece quieta, de esta manera va tomando diferentes imágenes en la zona del cuerpo a explorar. Entre imagen e imagen se realizan pausas en las cuales la camilla se mueve para después (cuando acaba la pausa) tomar la imagen. La distancia que recorre la camilla es igual al grosor del corte transversal realizado por el equipo. Con este método las imágenes tienen baja resolución espacial y numerosos artefactos, además de que se tarda más ya que se tiene que volver a colocar el tubo en su posición inicial para realizar una nueva rotación y esto es así ya que va por cables.

TC Helicoidal multicorte

Los problemas de resolución de la TC helicoidal han sido solucionados por la TC multicorte y también acaba las exploraciones antes que su predecesor. El funcionamiento en general es el mismo que el helicoidal normal, la diferencia está en la inclusión de coronas de detectores con forma de matriz, gracias a esto ahora se pueden realizar varios cortes a la vez de forma continua mientras la camilla se desplaza y el tubo de rx gira alrededor de esta. La resolución es mejorada gracias al colimador que se encuentra en la corona de detectores, gracias al colimador podemos ajustar el grosor del corte y mejorar la resolución.

TC Helicoidal

TC Multicorte

Como se construye la imagen.

Reconstrucción de la imagen:

Obtención de datos:

Para la representación de la imagen, el ordenador toma todos los valores de UT para generar los distintos tonos de gris. En función de la potencia de cada ordenador, este podrá generar hasta 4096 tonos de gris. Sin embargo, los monitores sólo soportan 256. Para ello se pueden utilizar diferentes algoritmos, filtros de imagen o ventanas de visualización. Existen dos parámetros: - Amplitud de ventana(WW): rango de UT que se muestran en la pantalla. Determina el contraste de la imagen. - Nivel de ventana(WL): valor medio del WW o centro. Debe ser lo más cercano posible al UH que queremos analizar en función del tejido.

Los datos para generar la imagen están organizados en una matriz compuesta por una serie de filas y columnas. Los fotones que atraviesan los tejidos del paciente se van atenuando en función del contacto con los mismos, y al llegar al detector se les asigna un valor de atenuación por cada píxel. El equipo debe comparar los valores de atenuación de cada vóxel que obtiene. Cada UT obtenido mediante una ecuación corresponde a una tonalidad de gris, y así permitiendo formar una imagen.

Cuando aparecen elementos en la imagen que no se identifican con ninguna estructura anatómica, hablamos de que han aparecido artefactos. Es importante evitarlos, ya que su presencia altera enormemente la calidad de la imagen y puede dificultar el diagnóstico, por lo que pueden producirse alteraciones clínicas.

Artefacto paciente.

Ocurre por el movimiento del mismo al no seguir las instrucciones indicadas. Si el paciente se mueve cuando se reconstruye la imagen el ordenador considerará que se encuentran diferentes tipos de estructuras cuando en realidad solo hay una, generando imágenes que no se corresponden con la realidad.

Artefactos físicos.

El endurecimiento de haz ocurre cuando al atravesar un tejido que tiene facilidad para absorber fotones, los de baja energía son retenidos provocando que en las estructuras siguientes no lleguen fotones de baja energía, aumentando la energía media que las atraviesa y haciendo que el haz sea más duro en ese sentido.

El volumen parcial aparece cuando en un voxel hay diferentes estructuras, con un promedio de atenuación que no coincide con ninguna de las estructuras reales.

Artefactos técnicos.

Reconstrucción

metal

Aparecen líneas finas radiales desde las estructuras densas. Está causado por un pitch demasiado elevado que impide que se adquiera el volumen de datos suficientes.

Los rayos X se atenuan al pasar por ellos, causando que en la imágenes aparezcan líneas radiales que parten de ellos. Hay que pedir a todos los pacientes que se retiren todos los objetos metálicos.

Estabilidad

Un detector o un grupo de ellos pierden parte de su sensibilidad de detección. Cuando reconstruye la imagen aparecen rayas o anillos y el ruido es elevado.

fuera de campo

aliasing

Parte de la estructura u objeto a estudiar se encuentra fuera del haz en abanico por el emisor, por lo que no se mide en los detectores. Se soluciona posicionando correctamente al paciente. En la imagen aparecen áreas brillantes alrededor.

Un detector o grupo de detectores, tras medir un fotón muy atenuado, reciben un fotón menos atenuado o normal.

wow

Resonancia magnetica

Componentes.

Encargado de generar el campo magnético. Existen diferentes tipos y se encuentra rodeando la parte más externa del equipo..

Imán

Se hallan sobre el imán anterior y son concéntricas al orificio del equipo. Producen gradientes en el campo magnético. Las hay para cada uno de los ejes X, Y, Z.

Antenas o bobinas de gradiente

Se sitúan sobre las bobinas de gradiente y son el componente más cercano al paciente, se encuentran rodeando el túnel central, en caso de que estén dentro del equipo. Producen rotaciones de la magnetización neta en una secuencia de pulsos en los espines mediante otro campo magnético y detectan las radiofrecuencias emitidas por los cambios en los espines.

Antenas o bobinas de emisión/recepción

Controla los pulsos de radiofrecuencia, tanto a nivel de la fuente de los mismos como a nivel del programador de pulsos y el amplificador. También recibe la información obtenida por las antenas, ya digitalizada, para generar la imagen por RM en la pantalla de la consola de control.

Ordenador

Lugar donde se coloca al paciente y esta está controlada por el ordenador con una precisión de 1mm.

Camilla

Permite controlar todo el equipo y la visualización de las imágenes obtenidas por este. Se encuentra en la sala de control.

Consola de mandos

Fundamentos fisicos de RM

Antes de meterme en los procesos físicos que ocurren cuando nos hacemos una resonancia magnética, voy a hablar de lo que es el magnetismo en general. La resonancia magnética es un método de adquisición de imágenes el cual se basa en el uso de ondas de radiofrecuencia aplicadas a un campo magnético potente, generado por un imán. (No usa radiaciones ionizantes)

La materia está formada por átomos que poseen: -Un núcleo: Protones y neutrones -Electrones que orbitan alrededor del núcleo Los protones giran sobre su propio eje gracias a una propiedad llamada espín Los giros o spin de un protón van a generar un campo magnético, es debido a que está cargado eléctricamente (Y posee también un campo eléctrico). Toda carga eléctrica en movimiento es un pequeño campo magnético ( imán)

El vector representa el momento magnético

Ahora voy a explicar los sucesos físicos a través de los procedimientos que tenemos que realizar en una exploración de RM.

1° SE COLOCA AL PACIENTE DENTRO DEL IMÁN

En este primer paso ocurrirán dos procesos: -Polarización magnetizada y Precisión incoherente Polarización magnetizada: Cuando colocamos al paciente en el resonador (imán), los spines de hidrógeno del paciente se van a alinear con el campo magnético del imán ( También lo llamaremos campo magnético externo). Esta alineación en función de la energía puede ser: -Paralela ( menor nivel de energía) -Antiparalela (mayor nivel de energía) La alineación predominante será la que menor energía consuma, es decir en sentido paralelo.

En esta imagen podemos ver como normalmente los vectores del átomo de hidrógeno están desperdigados sin tener ninguna orientación fija por parte de los vectores. Pero cuando se encuentran ante un campo magnético externo con mayor energía estos cambiarán su orientación para apuntar sus vectores en la dirección del imán ( no se ve en la imagen pero siempre están rotando).

Precesión incoherente

El movimiento de presión es una rotación o vibración producida por un campo magnético externo. Se le conoce como ´´movimiento cónico´´. Los núcleos precesión a una determinada frecuencia, la cual está determinada por la intensidad del campo magnético externo. El movimiento es aleatorio (de hay en el nombre incoherente) Lo hacen en distinta fase El movimiento sería como el de este péndulo.

2º Se envian ondas radiomagneticas

-Rotación de la magnetización o magnetización longitudinal

Los protones precisan al mismo tiempo (a la vez) (en la misma fase) Para que puedan suceder estos procesos, las ondas de radiofrecuencia deben tener una frecuencia similar a la de los átomos de hidrógeno . Al tener frecuencias similares es que se puede intercambiar energía, este intercambio se le conoce como resonancia magnética nuclear.

Los protones rotan entre 90/180° (Esto dependerá de cómo aplicamos la radiofrecuencia) en el mismo sentido.

3ºSe interrumpe la onda de la radiofrecuencia

Cuando paramos las ondas de radiografía, la magnetización (energizada) regresa a su estado original.

La energía liberada es recolectada por un ordenador el cual la va a descodificar para formar la imagen.

Los átomos de hidrógeno vuelven a alinear su spin con el campo magnético externo liberando energía. Esto se llama relajación longitudinal (T1)

-> Sala o zona de espera: Sala en donde el paciente que tiene cita espera su turno -> Cabina o vestuario: Al contrario que en TC, esta sala no conecta con la sala de procedimientos, sino que está cerca (Pero no al lado). Sirve para que los pacientes dejen sus pertenencias (Sobretodo los objetos metálicos) y para que se cambien. No requiere ninguna equipación especial, salvo que si llegan a estar cerca estas dos salas se deberá llevar un blindaje magnético o un sistema de compensación magnética ( si el blindaje no es suficiente). -> Aseos: Sala para los pacientes, no tiene acceso directo hacia la sala de procedimientos. Si están al lado si hará falta el blindaje magnético. ( Este blindaje debe estar adaptado para todo el mundo).

Sala y seguridad de la misma RM

Para poder realizar una exploración de RM (resonancia magnética), son necesarias las siguientes salas:

-> Sala de cuidados: Sala la cual sirve para el cuidado y recuperación de los pacientes tras procesos intervencionistas. Posee camillas y un control de enfermería, se ubica cerca de la sala pero no al lado. ( En caso de que si lo este es necesario el uso de blindaje magnético).

-> Sala de procedimientos: Es el lugar en donde se encuentra el equipo de RM y donde se realizan las exploraciones. Solo posee una puerta de entrada y de salida, ya que la sala está contenida en una jaula de faraday, la cual aísla la sala de cualquier radiofrecuencia externa y no deja salir la radiofrecuencia utilizada. El techo, suelo y paredes tienen láminas de cobre, aluminio y acero, los cuales son materiales conductores eléctricos, haciendo a la jaula además de ser aislante de radiofrecuencias aislante eléctrico. La sala además en caso de intervencionismo deberá tener: una mesa de anestesia, monitores, una mesa auxiliar y un inyector. Todos estos equipos no deben estar hechos de materiales ferromagnéticos. La sala debe ser capaz de soportar el peso del equipo y tiene que tener un sistema de climatización el cual mantenga una temperatura y humedad óptimas para la utilización del equipo ( ya que es sensible al cambio de estos parámetros). El imán puede llegar a calentarse, por lo que debe de disipar ese calor.

La sala posee cámaras para ver al paciente, también posee botones de emergencia para parar el equipo y un tubo de Quench (el cual sirve para disminuir el campo magnético) en caso de ser necesario. También se encuentra un sistema de extracción de emergencia de helio, utilizado en la refrigeración de los equipos, para casos de Quench espontáneo ( El helio al entrar en una superficie muy caliente se evapora y se convierte en gas que luego escapa ).

-> Sala de control: Sala de control: Sala en la que los profesionales de RM trabajan mientras el campo magnético está activado. Solo está permitido el paso a los profesionales y se puede entrar a través de un pasillo interno interno o desde la misma sala de procedimientos. Permite la visión total del paciente a través de una ventana. La sala debe estar equipada con blindaje magnético y debe proteger a los profesionales del ruido. Todo el material deberá no ser ferromagnético y se pueden incluir sistemas de comunicación con el paciente y paradas de emergencia del equipo.

->Sala de técnica: En esta sala se encuentran los sistemas de disipación del calor, refrigeración, control del imán, compresores de helio etc. Se encuentra junto a la sala de procedimientos pero sin acceso directo. Aquí se tiene que regular la temperatura y humedad, si no es así sonará una alarma de emergencia.

Tipos de resonancia magnetica.

RM abierta.

• Resonancia magnetica cerrada.
• Resonancia magnetica abierta.

En el aparato de RM abierta el paciente no está totalmente rodeado por la máquina, el espacio pasa de 70 a 180 cm, puede estar sentado y es más silencioso respecto la RM cerrada. La calidad de imagen es inferior a la RM cerrada.

RM cerrada.

Máquina de resonancia magnética clásica, el cual se trata de un aparato en el que se pone al paciente en una especie de tubo o donut. En este tipo de resonancia magnética, del 7% al 15% de pacientes presentan síntomas de ansiedad y claustrofobia al sentirse atrapados por la forma del tubo, pues mide 70 cm de diámetro. Es muy importante para una buena realización de la prueba estar quieto. Es ruidosa, por lo que se hará uso de cascos para disminuir el ruido.

Conclusión.

Ambas técnicas tienen sus ventajas y limitaciones: la TC es más rápida y eficaz para detectar hemorragias y fracturas, pero mucho menos económica, mientras que la RM es preferible para diagnosticar patologías sin la exposición a la radiación. La elección entre estas modalidades depende del contexto clínico y de las características específicas del paciente. En conjunto, la tomografía computarizada y la resonancia magnética representan herramientas complementarias que enriquecen el diagnóstico y la evaluación médica, permitiendo un abordaje integral en la atención sanitaria.

- Componentes. - Sala y seguridad de la misma. - TC helicoidal y multicorte. - Cómo se construye la imagen. - Artefactos.

- Componentes. - Fundamentos físicos. - Sala y seguridad de la misma. - Tipos de RM.