TOMOGRAFíA AXIAL COMPUTADA EN EL DIAGNÓSTICO DE PATOLOGíAS PULMONARES
Mariano Guerreiro Martins. 2004
Universidad Nacional de General San Martín.
ÍNDICE: 1)
Título.
2)
Objetivo.
3)
Introducción.
4)
Desarrollo: 4.1) Descripción anatómica del tórax y pulmones. 4.2) Descripción del funcionamiento y propiedades de la Tomografía Axial Computada. 4.3) Tomografía Axial Computada: descripción de la técnica y del método utilizados en el estudio para la visualización del tórax y pulmones. 4.4) Aplicación de la Tomografía Axial Computada en patologías pulmonares.
5)
Conclusiones.
6)
Bibliografía.
OBJETIVO: Considerar el aporte de la Tomografía Axial Computada como modalidad de obtención de imágenes para el estudio y valoración diagnóstica de las patologías pulmonares.
INTRODUCCIÓN: Los estudios del tórax realizados con Tomografía Computada (TC.) proporcionan importantes datos anatómicos de gran utilidad en el diagnóstico y seguimiento de pacientes con enfermedades pulmonares. Si bien este método utilizado para la exploración del tórax es único en su modalidad de aplicación, ante la diversidad de patologías pulmonares la TC ofrece herramientas que son empleadas para optimizar el resultado de la imagen. La TC está indicada en el estudio de tumores primitivos o metastáticos de pulmón, derrames pleurales, en patologías de mediastino (con o sin contraste dependiendo del caso a evaluar). La TCAR (Tomografía Computada de Alta Resolución), que consiste en utilizar cortes mas finos de los usados en una exploración de rutina, está indicada para el diagnóstico del enfisema, las bronquiectasias y las enfermedades pulmonares difusas (fibrosis pulmonar idiopática, neumonitis, etc). Los servicios que cuentan con equipos helicoidales tienen la posibilidad de realizar el estudio en un tiempo mucho menor ya que el barrido del tórax se hace en muy poco tiempo, importante característica para trabajar con pacientes en estado crítico. También se pueden realizar, con TC Helicoidal, estudios vasculares con contraste y reconstrucciones en todos los planos y tridimensionales. Muchas veces el diagnóstico de las patologías pulmonares se define con una biopsia (punción percutánea) que puede ser guiada con TC (Tomografía intervensionista).
DESARROLLO: ℘DESCRIPCIÓN ANATÓMICA DEL TÓRAX Y PULMONES. El tórax es una cavidad ósea, cartilaginosa y muscular en la que están alojadas estructuras tales como los pulmones, el corazón y los grandes vasos, el esófago, la tráquea, cadenas y grupos ganglionares y simpáticos. La acción conjunta de los elementos óseos y partes blandas (músculos, fascias diversas, tejido celular y tegumentos) produce una estructura con la rigidez y elasticidad necesarias como para mantener formada dicha cavidad. El tórax tiene forma cónica de base inferior y vértice superior. Sus paredes están formadas por:
Figura I. Contenido del Tórax.
PAREDES DEL TÓRAX: Estructuras óseas: 1) El esternón y los cartílagos costales por delante. 2) La columna vertebral (dorsal) por detrás. 3) Las costillas a los laterales (doce a cada lado). 4) Los orificios superior (clavículas), e inferior del tórax.
Estructuras Musculares: 1) Pared Anterior: pectoral mayor, pectoral menor, subclavio, serrato mayor, triangular del esternón, intercostal externo, intercostal medio, intercostal interno. 2) Pared posterior: trapecio, dorsal ancho, romboides, angular de la escápula, serratos menores posterosuperior y posteroinferior, iliocostal, dorsal largo común, transverso espinoso, intertransversos, interespinosos 3) Pared inferior: diafragma: principal músculo de la respiración, tabique entre el tórax y el abdomen. DIAFRAGMA: Principal músculo inspiratorio. Al contraerse aumenta las tres dimensiones del tórax permitiendo la entrada del aire.
PULMONES: Son los órganos de la respiración en ellos se realiza el intercambio gaseoso (hematosis). La unidad funcional es el alveolo, que posibilita la captación de oxígeno por los glóbulos rojos y la eliminación de dióxido de carbono. Los pulmones son dos, derecho e izquierdo y se encuentran ubicados dentro de la caja torácica a ambos lados de la línea media siendo el límite externo del mediastino. Tienen forma de cono de base inferior con un vértice superior, un eje mayor vertical, dos caras (externa e interna) y dos bordes (anterior y posterior). SEGMENTACIÓN PULMONAR: Pulmón derecho: presenta dos cisuras que dividen al pulmón en tres lóbulos: Superior, Medio e inferior. Pulmón izquierdo: solo presenta una cisura: la cisura mayor: que lo divide en dos lóbulos: Superior e Inferior.
Figura II. Segmentación Pulmonar.
HILIO: Zona de un órgano por donde entran y/o salen estructuras vasculares, nerviosas y linfáticas. Este conjunto de estructuras se llama pedículo.
VÍAS AÉREAS DE CONDUCCIÓN: La tráquea se bifurca en la carina en los bronquios principales derecho e izquierdo que a su vez se dividen en bronquios lobulares y estos en segmentarios; este proceso sigue hasta la generación de bronquios terminales. A partir de ellos comienza la vía aérea sin cartílago, los bronquiolos, hasta que se convierten en bronquiolos terminales. La porción de pulmón situada más allá de un bronquio terminal, que contiene a los bronquiolos respiratorios, conductos o sacos alveolares y alvéolos se denomina lobulillo secundario o acíno.
Figura III. Esquema de vías aéreas.
SEGMENTACIÓN BRONCOPULMONAR: Son las partes en que queda dividido el pulmón de acuerdo a la división y subdivisión de los bronquios y vasos dentro de este. Estos segmentos se caracterizan por tener individualidad anatómica y funcional. La distribución de los bronquios dentro del parénquima pulmonar es distinta en el pulmón derecho y en el izquierdo.
VASCULARIZACIÓN DE LOS PULMONES: En los pulmones se encuentran dos tipos de arterias: unas que cumplen función nutricia del parénquima pulmonar: las arterias bronquiales. Las otras están destinadas específicamente al intercambio gaseoso o hematosis: las arterias pulmonares. INERVACIÓN DE PULMÓN: Los pulmones están inervados por el sistema nervioso autónomo y dentro de este por los subsistemas simpático y parasimpático. LINFÁTICOS DEL PULMÓN: El sistema linfático de los pulmones está formado por el drenaje de la linfa de los distintos territorios pulmonares, en los siguientes grupos ganglionares: 1) Grupo mediastínico anterior 2) Grupo mediastínico posterior 3) Grupo peritraqueobronquial PLEURA: La pleura es una estructura membranosa delgada pero resistente constituida por dos hojas: una visceral y otra parietal. Entre ambas se constituye el espacio pleural que contiene líquido seroso. La pleura visceral recubre la superficie externa del pulmón y separa los lóbulos pulmonares entre sí en las cisuras interlobares. La pleura parietal que recubre el diafragma y mediastino se llama pleura diafragmática y mediastinal respectivamente. La superficie interna de la pared torácica está revestida por esta. El tejido subpleural es la capa vascular de la pleura donde se encuentran los vasos linfáticos, venas, arterias y capilares.
℘PRINCIPIO Y FUNDAMENTOS DE LA TOMOGRAFÍA COMPUTADA. En una imagen de radiografía convencional existe el inconveniente de que hay estructuras que se superponen sobre otras. Esto significa que toda la información en profundidad se pierde ya que los diferentes niveles de gris en la imagen dan información sobre la atenuación de los rayos X a lo largo de una trayectoria en el espacio tridimensional. En radiografía convencional el detector más utilizado consiste en la combinación de una pantalla fluorescente acoplada a una película fotográfica. La Tomografía Axial Computada (TAC) se lleva a cabo con un equipo de rayos X. A diferencia de la radiología convencional, la imagen no se obtiene por velado de una película, sino utilizando detectores que reciben la radiación procedente del tubo de rayos X, tras atravesar al paciente. La técnica de TAC consiste en producir un mapa bidimensional de los coeficientes de atenuación lineal de un cuerpo tridimensional, a partir de un número muy grande de medidas de transmisión, llamadas proyecciones. El tubo de rayos X y los detectores están conectados de tal manera que se mueven en forma sincronizada. Cuando el conjunto tubo-detectores realiza un barrido (o traslación) del paciente, las estructuras internas del cuerpo atenúan el haz de rayos X según sus respectivos valores de número atómico y densidad de masa. De esta forma se obtienen los perfiles o proyecciones de atenuación. Si se repite este proceso un número elevado de veces desde diferentes ángulos, se van a generar muchas proyecciones. La información de cada proyección llega como una compleja ecuación matemática a la computadora la cual las procesa y estudia los patrones de superposición para reconstruir una imagen final de las estructuras anatómicas. De esta forma, se consigue evitar la superposición de órganos como sucede en la radiografía convencional, y se aumenta considerablemente la capacidad para distinguir entre estructuras anatómicas de composición similar.
Figura IV. Esquema de TC.
COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE TC. 1) Gantry: es el bloque mecánico en donde se ubica el tubo de rayos X y los detectores. El gantry posee una apertura o ventana circular por donde se introduce al paciente a explorar. 2) Generador de alta tensión. 3) Camilla de soporte del paciente. 4) Computadora: Reconstruye la imagen por medio de ecuaciones matemáticas. 5) Consola de control: Desde donde se dirige el funcionamiento del equipo. 6) Almacenamiento de las imágenes: los escáneres almacenan los datos de las imágenes en discos o en cintas magnéticas (las más antiguas).
Figura V. Equipo de TC.
Desde el surgimiento del primer explorador de tomografía, la inclusión de nuevos avances tecnológicos originó la necesidad de hacer una división que agrupara a los equipos por sus características comunes. Entonces se comenzó a hablar de las generaciones de TC, que se basan en las diferencias del método de recolección y almacenamiento de los datos, en el número de detectores y en el tiempo que se tarda en realizar y presentar un corte. 1) Primera Generación: a) Los equipos poseen un solo detector. b) Produce haces paralelos. c) La radiación es continua. d) Los movimientos del bloque tubo-detector son: traslación y rotación. e) Realiza 180 rotaciones. f) Haz muy colimado. g) Tiempo de adquisición: 5 minutos.
Figura VI. TC. Primera Generación.
2) a) b) c) d) e)
Segunda Generación: Aumenta el número de detectores (de 10 a 40). El haz de rayos X es en abanico ( de 5° a 12°). La radiación es continua. El número de rotaciones necesarias disminuye a 6 por corte. Tiempo de adquisición: de 20 segundos a 2 minutos.
Figura VII. TC. Segunda Generación.
3) Tercera Generación: a) b) c) d)
Aumenta el número de detectores (de 300 a 600). El haz de rayos X es en abanico (ángulo aproximado de 40°). La radiación es continua o pulsada. El movimiento es solo rotación (continua o pulsada). No hay movimientos de traslación. e) El tiempo de adquisición: de 1 a 10 segundos.
Figura VIII. TC. Tercera Generación.
4) Cuarta Generación: a) Los detectores forman una corona estática por dentro de la cual rota el tubo de rayos X. El número de detectores es de 400 a 4000). b) Haz de rayos en abanico (ángulo aproximado de 30°). c) Solo movimientos de rotación (continua o alternada). No hay traslación. d) El tiempo de adquisición: de 1 a 12 segundos.
Figura IX. TC. Cuarta Generación.
5) Quinta Generación: Los equipos de esta generación están caracterizados por poseer los más recientes avances tecnológicos. Uno de los diseños es el escáner de rotación continua o helicoidal.
CARACTERÍSTICAS DE LA IMAGEN: Los cortes que se obtienen en cada barrido, con el ancho estipulado por los colimadores, son divididos en muchos bloques cúbicos, estos son los llamados voxel. A cada uno de estos bloques o volúmenes de tejido se le asigna un número proporcional al grado con que absorbe al haz de rayos x. Para conocer el grado de absorción de cada voxel se utiliza la siguiente fórmula:
I = I0 . e -µd
Donde: I = intensidad recibida. I0 = intensidad emitida. µ = coeficiente de atenuación lineal. d = grosor o ancho del objeto.
Despejando de la fórmula el coeficiente de atenuación lineal, se obtiene:
µ = 1/d - Ln I0/I La representación bidimensional en una matriz de retícula plana de la información obtenida de cada uno de los voxel se denomina píxel (contracción de la expresión inglesa picture element).
Figura X. Esquema de Intensidades y Coeficientes de atenuación (µ).
MATRIZ: La matriz es la representación en imagen de todos los datos obtenidos en la realización del corte, o lo que es igual, una serie de píxel dispuestos en las dos dimensiones de un plano, en filas y en columnas. La información numérica contenida en cada píxel se denomina número de TC o unidad de Hounsfield (HU).
Figura XI. Esquema. Matriz.
DENSIDAD Y ESCALA DE GRISES. NUMERO DE TC: Un píxel se representa en el monitor de video como un nivel de brillo, y en la imagen fotográfica como un nivel de densidad óptica. Estos niveles corresponden a valores que están comprendidos dentro de un rango de números de TC, entre 1000 y +1000 para cada píxel. El número de TC -1000 le corresponde al aire y el +1000 al hueso denso. Al agua se le atribuyó arbitrariamente el valor 0. El número de TC exacto de un píxel dado se relaciona con el coeficiente de atenuación de rayos X del tejido que se encuentra en el voxel correspondiente. El grado de atenuación de los rayos x está determinado por la energía media del haz de rayos X y el número atómico eficaz del absorbente, y se expresa por medio del coeficiente de atenuación. El valor del número de TC se determina de la siguiente manera:
Número de CT = K . µ0 - µagua/ µagua
En la ecuación µ0 es el coeficiente de atenuación del píxel, µagua el coeficiente de atenuación de los rayos X en el agua y K una constante que determina el factor de escala para el intervalo de números de TC. La ecuación demuestra que el numero de tc del agua es siempre 0. para un funcionamiento adecuado del escáner, la respuesta del detector debe ser calibrada en forma continua para asegurar que el valor del agua es siempre 0. Cuando K es 1000, los números de tc son unidades de Hounsfield (UH).
NIVELES DE DENSIDAD DE LOS DIFERENTES TIPOS DE TEJIDOS. El monitor de video puede representar un máximo de 256 tonos de grises, pero el ojo humano sólo es capaz de discriminar entre 25 y 30 tonos de grises. Por este condicionamiento del ojo humano se adoptó el sistema del nivel de ventana o centro de ventana. Este sistema da la posibilidad de seleccionar y de poder representar en el monitor las tonalidades de la escala de grises que se desee. Como las densidades de los tejidos humanos tienen un rango (una ventana) bastante estrecho de lo que es el espectro total, es posible seleccionar una determinada ventana para representar la densidad del tejido que interese. El centro de la ventana debe situarse lo más cerca posible del nivel del densidad del tejido que se desea examinar. Existe la posibilidad de que en algunos casos, como por ejemplo en los estudios de tórax, se pueda adaptar una doble ventana para que en la misma imagen se puedan visualizar las partes blandas y óseas de la caja torácica así como el mediastino y a la vez el parénquima pulmonar.
RECONSTRUCCIÓN DE LA IMAGEN: Las proyecciones tomadas por cada detector durante un barrido son utilizadas para la reconstrucción de la imagen mediante un proceso denominado retroproyección filtrada. La retroproyección implica la reasignación de los datos del barrido a una matriz de imagen bidimensional que va a representar la sección del paciente que se está explorando. Se realiza para cada perfil durante todo el proceso de reconstrucción de la imagen. La matriz que consiste típicamente en una retícula plana, contiene 512 x 512 o 1024 x 1024 elementos de imagen (píxeles). La retroproyección permite asignar una densidad exacta a cada uno de estos píxel, que son representados con una gama de grises mas o menos oscura. A mayor claridad de gris, mayor densidad tendrá el tejido del interior del píxel
COLIMACIÓN: La colimación adecuada reduce la dosis que recibe el paciente. Se obtiene también una mejora en el contraste de la imagen al haber reducción de la radiación dispersa. En TC se suelen utilizar dos colimadores: uno que se ubica en las proximidades del tubo y limita la región del paciente que intercepta el haz de rayos x, determinando de esta forma el grosos del corte y la dosis de radiación recibida. A este colimador se lo llama prepaciente. El colimador postpaciente restringe la cantidad de rayos x que llega al grupo de detectores. Se encarga de reducir la radiación dispersa y, cuando se lo acopla adecuadamente al colimador prepaciente participa en la definición del grosor del corte.
ARTEFACTOS: Son discrepancias sistemáticas entre los números TC de la imagen reconstruida y los coeficientes de atenuación del objeto. A consecuencia de ello aparecen en la imagen elementos que no están presentes en el objeto explorado. Los artefactos se pueden clasificar, a partir de la causa que los ha provocado, en tres clases: 1) Artefactos de origen físico: Por endurecimiento del haz (bean-hardening): Efecto de volumen parcial: se produce cuando en un voxel coinciden dos o más estructuras con una importante diferencia en su coeficiente de atenuación. 2) Artefactos de origen técnico Por falta de linealidad Por falta de estabilidad Por fuera de campo: se trata de un defecto en la medición por no encontrarse todo el objeto dentro del abanico de radiación, es decir parte del paciente no queda dentro del campo de medición de los detectores. 3) Artefactos de origen cinético Por movimientos del paciente Por movimientos del sistema Los objetos metálicos (aros, collares, prótesis dentales) deben ser retirados ya que son factores ocasionantes de artefactos al provocar distorsión en los valores de los números CT.
MEDIOS DE CONTRASTE: La TC es un procedimiento que puede ser realizado con o sin el empleo de medios de contraste, pero en el caso de ser empleados generan un realce de las estructuras que se desea evaluar en una imagen. Los medios de contraste se usan en la TC en tres formas: 1) Gastrointestinal: mediante ingesta oral o en enema. El medio de contraste utilizado en estos casos es el Sulfato de Bario, realza las estructuras de vísceras huecas (esófago, estomago, duodeno, asas intestinales, colon y ampolla rectal). El sulfato de bario no es una sustancia hidrosoluble, por lo que no debe emplearse si está programada la realización de una cirugía con apertura de la luz del intestino, o en el caso de existir algún riesgo de daño intestinal (sospecha de fístula o perforación). En estos casos se debe utilizar un medio de contraste hidrosoluble, como el Gastrografin. 2) Intravascular: la sustancia utilizada en este caso es el yoduro de sodio. Se lo utiliza para: a) Distinguir estructuras vasculares normales y anormales, por ejemplo: aneurismas y fístulas arteriovenosas. b) Caracteriza la vascularización de una masa. c) Opacifica el tracto urinario. d) Mejora detalles anatómicos para el estudio de vasos del cuello. e) Incrementa la detección de lesiones en hígado, cerebro y bazo. 3) En Sistema Nervioso Central: sirve para opacificar las cisternas (cisternografía), ventrículos (ventriculografía) y medula espinal (mielografía).
CALIDAD DE IMAGEN: Existen varios métodos para medir la calidad de la imagen en TC. Estos son aplicados a cuatro características y ellas son: 1) La resolución espacial. 2) La resolución de bajo contraste. 3) El ruido. 4) La linealidad. 1) RESOLUCIÓN ESPACIAL: Es la capacidad de todo método de imagen, de discriminar imágenes de objetos pequeños muy cercanos entre sí. Depende de: a) Tamaño del píxel: a menor tamaño mayor resolución espacial. b) Grosor de corte (voxel): cuanto más fino el grosor de corte mayor es la resolución espacial. c) Algoritmos de reconstrucción.
Cuanto mayor es el tamaño del píxel y menor el contraste del objeto, menor será la resolución espacial. El tamaño de los detectores y la colimación prepaciente y pospaciente afectan el nivel de radiación dispersa influyendo también en la resolución espacial por el efecto que producen sobre el contraste del sistema. Para evaluar el rendimiento de un equipo se necesitan fantomas especialmente diseñados. Mediante los fantomas se pueden medir magnitudes importantes que definen la eficacia de funcionamiento del equipo: producción de artefactos, resolución de contraste y resolución espacial. 2) RESOLUCIÓN DE BAJO CONTRASTE: Es la capacidad para distinguir un material con una determinada composición de otro de composición similar, independientemente del tamaño y la forma. La resolución de bajo contraste que tienen los escáner de TC es superior a la de las radiografías convencionales, debido principalmente a la colimación del haz en abanico que disminuye la presencia de radiación dispersa. Sin embargo, la capacidad que tienen estos equipos de representar objetos de bajo contraste está limitada por el tamaño y la uniformidad del objeto y por el ruido del sistema. 3) RUIDO: Cuando se hace un barrido de un medio homogéneo como el agua, el valor de todos los píxeles debería ser cero. Pero eso no ocurre, aparecen valores mayores y menores que cero. Esta variación de los números TC en torno al cero es lo que se llama ruido del sistema. Si todos los píxeles tuvieran el mismo valor, el ruido del sistema sería cero. Pero cuanto más varían los valores, más ruido tiene el sistema. El ruido es la desviación estándar porcentual de los valores de los píxeles obtenidos al realizar un barrido con el equipo de un recipiente con agua. El ruido del sistema depende de: 1- Tensión de pico. 2- Tamaño del píxel. 3- Grosor de la sección. 4- Eficacia de los detectores. 5- Dosis que recibe el paciente. El ruido se observa en la imagen final como un granulado. 4) LINEALIDAD: Para comprobar que el agua siga manteniendo el valor cero y los restantes materiales sus números de TC correspondientes se deben hacer calibraciones diarias utilizando un fantoma de cinco patas. Cada una de estas patas es de un material plástico con características de absorción distintas.
TC ESPIRAL Ó HELICOIDAL:
Figura XII. Esquema. TC Helicoidal.
Con esta técnica es posible obtener mejores imágenes de estructuras anatómicas que están implicadas en los movimientos respiratorios y cardíacos. Por eso la TC helicoidal resulta adecuada en el estudio del tórax. Cuando se comienza un examen, el tubo de rayos X gira en forma continua. Al mismo tiempo en que se produce este giro, la camilla junto con el paciente se desplaza a través del plano de rotación del haz de rayos X. Si el avance de la camilla se coordina con el tiempo requerido por cada rotación de 360°, la adquisición de datos será completa e ininterrumpida. La reconstrucción de la imagen en cualquier punto del eje Z se realiza por interpolación o extrapolación. Si se quiere saber un valor que se encuentra entre dos (valores) conocidos se utiliza la interpolación. Cuando se quiere saber un valor situado fuera del rango de valores conocidos se usa la extrapolación. La interpolación de datos se realiza con programas informáticos específicos llamados algoritmos de interpolación. Los primeros algoritmos utilizaban técnicas de interpolación lineal de 360° y luego surgieron los algoritmos de interpolación entre valores tomados con separaciones de 180°.
La relación de paso en el barrido espiral conocido como pitch, es la relación entre el movimiento de la camilla y el grosor de corte. pitch = Movimiento de la camilla en mm x giro (segundo) / Grosor de corte Si el desplazamiento de la camilla es de 10 mm, el giro de 360° se realiza en un segundo y el grosor de corte es de 10 mm el pitch obtenido es igual a 1, es decir, el índice del pitch sería 1:1. El pitch se expresa como un cociente entre dos valores. Es lo que determina la distancia entre dos espirales. Los mejores resultados de calidad se obtienen con un pitch de 1:1 Cuanto mayor es el valor del pitch, más separados están los espirales, mayor es su cobertura, menor la radiación del paciente, pero menor es la calidad de las imágenes obtenidas. También se puede calcular el volumen de tejido del que se pueden obtener imágenes conociendo el grosor de corte, el pitch, el tiempo de barrido y el tiempo de rotación por la siguiente expresión: Tejido de imagen: grosor de corte x pitch x tiempo de barrido Tiempo de rotación. CARACTERÍSTICAS DE LA TC HELICOIDAL: La TC helicoidal es alrededor de 10 veces más rápida que la TC convencional lo cual es de gran utilidad en niños, en paciente de edad avanzada o en estado crítico. DADA SU GRAN VELOCIDAD PERMITE QUE: • El examen se realiza habitualmente en una sola inspiración. • Todo el estudio pueda efectuarse en los momentos en que el medio de contraste yodado alcanza su mayor concentración y con ello consigue una mejor opacificación de los órganos estudiados y consiguiente ahorro en la cantidad de contraste usado. • Las menores cantidades de contraste usadas permiten reducir el costo del procedimiento y las eventuales complicaciones que su uso puede producir en el paciente. • Se puedan efectuar estudios bifásicos es decir, estudiar una región anatómica determinada usando una sola inyección de contraste tanto en la fase arterial como venosa, lo cual eleva considerablemente el rendimiento del examen, especialmente en el estudio de las lesiones vasculares o tumorales.
ESTUDIOS VOLUMÉTRICOS: • En TC convencional algunas lesiones pueden quedar mal caracterizadas por encontrarse ubicadas en el borde de la imagen (o corte). Esto es conocido como artefacto de "volumen parcial". En la TC helicoidal, el estudio puede ser reprocesado a voluntad de manera tal de lograr que la lesión quede al centro de la imagen para conseguir así una mejor caracterización de la misma. • La adquisición volumétrica permite también efectuar reconstrucciones de alta calidad, en forma muy rápida y en distintos planos. Esta cualidad es de gran utilidad en estudios angiográficos, por lo que esta técnica es un método diagnóstico en la evaluación de la embolia pulmonar • La información volumétrica permite obtener reconstrucciones tridimensionales de alta calidad. • Los estudios volumétricos han hecho posible desarrollar las técnicas de endoscopia virtual.
Figura XIII. TC Helicoidal. Reconstrucción 3D.
Figura XIV. TC Helicoidal. Reconstrucción 3D.
DESVENTAJAS: • Dado que la TC helicoidal usa menores dosis de Rayos X que la TC convencional, tiende a producir imágenes algo más granulosas, con el consiguiente deterioro en la calidad de la imagen, lo que es especialmente evidente y limitante en pacientes obesos donde los estudios requieren de una mayor dosis de Rayos X. Esto es mejorado con el uso de tubos generadores de Rayos X de mayor potencia. • El tiempo de procesamiento es mayor debido a la toma de una cantidad superior de datos.
APLICACIONES CLÍNICAS DE LA TC HELICOIDAL EN TORAX: La alta velocidad con que se efectúa el estudio permite reducir drásticamente los artefactos de movimiento producidos por los latidos cardíacos o movimientos diafragmáticos. El carácter volumétrico de la TC helicoidal permite reconstruir imágenes con diferente grado de sobreposición, mejorando así el rendimiento del examen en el diagnóstico del número y del tamaño de los nódulos pulmonares respecto de la TC convencional. Las reconstrucciones solapadas permiten una mejor caracterización de los nódulos pulmonares, ya que se hace más fácil la detección de calcificaciones. La TC helicoidal es el método sugerido para el estudio de la embolia pulmonar y de las disecciones aórticas. La angiografía realizada con esta técnica (angio TC) permite un alto rendimiento en la detección de trombos en las ramas principales, lobares y segmentarias de hasta cuarto orden. TC DE ALTA RESOLUCIÓN: La TC de alta resolución emplea cortes finos y un algoritmo de reconstrucción de alta resolución espacial. Los equipos convencionales de TC tienen la posibilidad de adquirir imágenes con un grosor de corte inferior al estándar de 810 mm. Los parámetros de adquisición de imagen pueden ajustarse en la consola hasta un grosor de 1-2 mm. La TC de alta resolución no es el método de elección para el examen rutinario del tórax ya que la dosis de radiación aumenta mucho al realizar más cortes. Los tiempos más largos de estudio, la sobrecarga del tubo de rayos X y el mayor gasto de placas son también características en contra de la TC de alta resolución. Esta técnica sí es utilizada para realizar punciones guiadas por TC (radiología intervensionista) en caso de patologías pulmonares inaccesibles.
Figura XV. Tomografía Computada de Alta Resolución.
Figura XVI. Tomografía Computada de Alta Resolución.
DESCRIPCIÓN DEL METODO UTILIZADO EN LA EXPLORACIÓN DEL TORAX. PREPARACIÓN Y POSICIONADO: El paciente no necesita una preparación concreta, aunque es preferible que se mantenga en ayunas por si fuera necesario la administración de contrastes intravenosos. En caso de tener que aplicar material de contraste iodado para evaluación del mediastino, la dosis empleada es de 60 ml. Previa a este paso es necesario la administración de Decadron intramuscular (2 horas antes) o cualquier otro antialergico solicitado por el medico alergista. La posición del paciente es en decúbito dorsal sobre la camilla de exploración, con los brazos extendidos por encima de la cabeza. Es importante aclarar al paciente que respire profundo y contenga la respiración (apnea) para evitar en lo posible el movimiento fisiológico que entorpece el resultado de la calidad de la imagen. Además, la inspiración profunda durante el corte despliega adecuadamente el parénquima pulmonar, lo que facilita su análisis. SISTEMÁTICA DE EXPLORACIÓN: Los cortes de tórax se realizan en el plano axial o transversal. Una vez posicionado el paciente, se realiza un topograma o scout view para evaluar la altura del primer corte y también seleccionar y programar las secuencias que se van a usar en la exploración. El punto “ 0 “ donde se efectúa la primera exposición, se encuentra en el manubrio esternal y los planos de evaluación deben llegar desde este sector (manubrio del esternón) hasta el plano en donde se encuentren las glándulas suprarrenales. TÉCNICA DE LA EXPLORACIÓN: La técnica de la exploración difiere entre un servicio y otro ya que las características de los equipos también son diferentes. De acuerdo con los servicios consultados (Hospital Santojanni y Centro de Diagnóstico IMAT-Di Rienzo) la descripción se hará para cada uno por separado. Hospital Santojanni: Equipo utilizado en el servicio: • Marca: Hitachi. • Modelo: w450. Equipo de tercera generación. • Se realizan cortes, desde su inicio hasta llegar a la bifurcación de la tráquea(carina traqueal) con un espesor de 10 mm (milímetros) y con una distancia o espacio de 10 mm. De aquí en más los espacios son 15 mm.
• El voltaje empleado es de 120 Kv en las exploraciones. • La intensidad utilizada es de 90 mAs pudiendo variar según las características del paciente. • El tiempo de scan es de 2.8 segundos. • El gantry no posee angulación (se encuentra en posición cero). Centro de Diagnóstico IMAT-Di Rienzo: Equipo utilizado en el servicio: • Marca: General Electric. • Modelo: CTMAX 640. Equipo de tercera generación. • En una exploración rutinaria de tórax los cortes se pueden realizar con un ancho de 5 mm o de 10 mm y una distancia o espacio entre corte y corte de 10 mm o 15 mm (según lo solicitado). • El tiempo de adquisición es entre 4.8 y 3 segundos. • Para el seguimiento de las patologías que se tratan mas adelante (enfermedades del intersticio pulmonar, bronquiectasias, enfisema, nódulos pequeños.), la técnica utilizada es la Tomografía Computada de Alta Resolución. Se hacen cortes de más finos, de 1 o 2 mm con aumento del tiempo de adquisición de datos. La distancia entre corte y corte depende del volumen que se quiere analizar. • El voltaje y la intensidad son calculados y aplicados automáticamente por el equipo. • El gantry no posee angulación (se encuentra en posición cero). VENTANAS UTILIZADAS: 1) Para mediastino y partes blandas: a) centro de ventana de 50 UH. b) ancho de ventana de 350/400 UH. 2) Para parénquima pulmonar: a) centro de ventana de –200 UH. b) ancho de ventana de 1500/2000 UH. Como ya fue mencionado, en los estudios de tórax, se puede usar una doble ventana para poder visualizar partes blandas y óseas, mediastino y parénquima pulmonar también. Este método presenta una desventaja que está en la posibilidad de pasar por alto lesiones y/o estructuras con valores de densidad intermedios a los de ambas ventanas.
IMPORTANCIA DE LA UTILIZACIÓN DE MEDIOS DE CONTRASTE. El medio de contraste se puede administrar por vía oral o endovenosa.
El primero de los casos es infrecuente y se utiliza específicamente en los tumores esofágicos con estenosis considerable del mismo. Se realizan exposiciones en el instante de la deglución del material. Cuando el contraste a utilizar se aplica por vía endovenosa, lo ideal es suministrarlo el 50% en bolo y el 50% restante por goteo (50% en 100 cc de solución fisiológica). La dosis del contraste endovenoso estimado es de 1cc por kilogramo de peso. El empleo de inyecciones intravenosas con medios de contraste va a variar según la patología estudiada. En los tumores de mediastino la aplicación de contraste permite apreciar bien las relaciones del tumor con el contenido broncovascular. El estudio de los hilios necesita, en forma casi constante, el empleo de contraste, que se puede combinar con una toma rápida de los cortes (angioescáner (TC helicoidal)), lo que permite identificar mejor las arterias y las venas. Cuando se sospecha la invasión del mediastino por un cáncer de pulmón, es muy útil la aplicación de contraste. También se pueden evaluar con material de contraste patologías pleurales. La investigación de metástasis pulmonares no precisa del uso de medios de contraste.
℘PATOLOGÍAS PULMONARES EVALUADAS CON TC. Si bien siempre está precedida por la Rx Simple, la TC es el método que brinda mayor información sobre el conjunto del tórax, evaluando simultáneamente los pulmones, la pleura, el mediastino y las paredes torácicas. Los cortes tomográficos evitan las superposiciones de las RX. La TC de alta resolución está indicada en el diagnóstico del enfisema, las bronquiectasias y las enfermedades difusas pulmonares (fibrosis pulmonar, neumonitis, etc). Teniendo en cuenta el concepto de “predominancia”, las enfermadades que se exponen son: Enfermedades intersticiales. Bronquiectasias. Enfisema. Nódulos y Masas.
ENFERMEDADES INTERSTICIALES: Las patologías intersticiales son las de más alta incidencia en la práctica diaria y en la consulta. Las enfermedades pulmonares intersticiales (EPI) incluyen un gran número de enfermedades que afectan al parénquima. Las EPI son difíciles de clasificar, ya que se conocen más de 200 enfermedades individuales que se caracterizan por una afectación difusa del parénquima pulmonar, como enfermedad primaria o como parte importante de un proceso multiorgánico (ej: enfermedades del tejido conectivo). Para su clasificación se las divide según la causa en: • •
Enfermedades con causa conocida: el mayor grupo es el de las exposiciones laborales y ambientales. Enfermedades con causa desconocida: las más frecuentes son: sarcoidosis, fibrosis idiopática pulmonar y fibrosis pulmonar asociada a enfermedades del tejido conectivo.
Fibrosis Pulmonar Difusa: La fibrosis pulmonar puede ser primaria (idiopática) o secundaria (infecciones pulmonares, neumoconiosis, enfermedades autoinmunes, etc.). La fibrosis pulmonar idiopática es la más frecuente. Tiene dos fases: a) aguda o inicial. b) crónica.
La TCAR permite detectar los cambios agudos: imágenes en “vidrio esmerilado”. En las lesiones crónicas se ve engrosamiento de los septos interlobulillares: “panalización”.
Figura XVII. Fibrosis Pulmonar Ideopática.
Figura XVIII. Sarcoidosis.
Figura XIX. Silicosis.
Figura XX. Silicosis.
BRONQUIECTASIAS: Son dilataciones anormales y permanentes de los bronquios. Pueden ser focales, cuando afectan a bronquios que airean una región limitada del parénquima pulmonar, o difusas, cuando afectan a bronquios en una distribución más amplia. Los componentes estructurales normales de la pared, tales como el cartílago, el músculo y el tejido elástico, se destruyen y pueden reemplazarse por tejido fibroso. Como consecuencia de la inflamación aumenta la vascularización de la pared bronquial. Las vías respiratorias dilatadas con frecuencia contienen cúmulos de material purulento espeso, mientras que las vías respiratorias más periféricas suelen estar ocluidas por secreciones u obliteradas y sustituidas por tejido fibroso. Se definen tres patrones diferentes de bronquiectasias: 1) Cilíndricas: los bronquios aparecen como tubos uniformemente dilatados que terminan bruscamente en el punto en que las vías respiratorias más pequeñas están obstruidas por secreciones. 2) Varicosas: los bronquios afectados muestran un patrón de dilatación irregular o en rosario. 3) Saculares (quísticas): los bronquios tienen un aspecto de globo en la periferia, y terminan en fondos de saco ciegos sin estructuras bronquiales identificables distalmente a los sacos. En las RX simples, las bronquiectasias no se detectan a menos que sean de cierto volumen. Aparecen como imágenes tubulares de paredes engrosadas (“en vías de ferrocarril”) o como cavidades (a veces con un nivel hidroaéreo en su interior). Cuando son numerosas y se asocian a fibrosis pulmonar difusa pueden darle al pulmón un aspecto en “panal de abeja”, que indica una enfermedad pulmonar severa y crónica.
En cortes tomográficos las bronquiectasias cilíndricas se identifican por su aspecto en “doble vía” (corte longitudinal) o en “anillo de sello” (corte transversal a su eje). A diferencia de los bronquios normales que se van ramificando y afilando hacia la periferia, las bronquiectasias cilíndricas mantienen su calibre y son más grandes si se las compara con los bronquios vecinos. Las bronquiectasias varicosas tienen un aspecto arrosariado. Las saculares o quísticas deben ser diferenciadas de otras causas de cavidades pulmonares.
Figura XXI. Bronquiectasia.
Figura XXII. Bronquiectasia Varicosa. (Broncografía)
Figura XXIII. Bronquiectasia Sacular. (Broncografía)
ENFISEMA: El enfisema se define por la rotura de las paredes alveolares. Existen diversos tipos: 1) Panlobulillar o panacinar: predomina en lóbulos inferiores y está asociado a bronquitis crónica. 2) Centrolobulillar o centroacinar: predomina en lóbulos superiores y está asociado a bronquitis crónica. 3) Paraseptal o peracinar: predominan e los sectores subpleurales y está asociado a bullas y neumotórax espontáneo en pacientes jóvenes. 4) Paracicatrizal: vecino a cicatrices y está asociado a TBC, sillicosis y otras neumoconiosis. Al comienzo de la enfermedad, los exámenes radiológicos suelen ser negativos. En esta etapa, el diagnóstico solo es posible mediante la TC de alta resolución, que permite estudiar los lobulillos pulmonares. Con el progreso de la enfermedad las RX muestran mayor transparencia, reducción del número de los vasos sanguíneos y bullas (cavidades redondeadas, de paredes finas y contenido aéreo).
Figura XXIV. Enfisema.
Figura XXV. Enfisema (RX, tórax frente).
Figura XXVI. Enfisema (RX, tórax perfil).
Figura XXVII. Pulmón con enfisema. La reconstrucción 3D permite relacionar el porcentaje del enfisema con el volumen pulmonar total.
NÓDULOS Y MASAS: Nódulo: Lesión pulmonar o pleural de forma aproximadamente circular, aislada, de menos de 3 cm de diámetro. Masa: Lesión pulmonar o pleural aislada de más de 3 cm de diámetro.
Nódulo o Masa único: Aunque la mayoría responde a causas benignas, pueden representar un cáncer de pulmón estadío I. La presencia de grasa o calcificación intranodular orienta a un diagnóstico de benignidad. Que sea grande (masa) o pequeño (nódulo) no indica naturaleza maligna o benigna. Los contornos (regulares o irregulares) no son un signo confiable. La TC es el metodo más sensible para determinar la presencia de calcio o grasa. Si los datos indican lesión maligna, el nódulo debe ser biopsiado, mediante punción percutanea bajo TC.
Nódulo o Masa único. Causas: Nódulo inflamatorio (tuberculoso o inespecífico). Carcinoma broncopulmonar. Hamartoma. Tumor carcinoide. Metástasis única. Hematoma e Infarto. Absceso y quiste (congénito, parasitario, etc.)
Carcinoma broncogénico: Es el tumor maligno más frecuente y es el que causa mayor mortalidad. Por lo general son nódulos de bordes irregulares o espiculados que se extienden al pulmón vecino o a la pleura.
La TC permite: a) Conocer la extensión del tumor y su estadificación, de gran importancia para elegir el tratamiento adecuado. b) Visualizar metástasis hiliares o mediastínicas, invasión del mediastino y pared torácica, metástasis en el propio pulmón, en el contralateral y lesiones secundarias en otros órganos.
Manifestaciones radiológicas: a) Con frecuencia los tumores sólidos se necrosan y se transforman en cavidades. b) Los que se originan en los bronquios principales generan procesos obstructivos o aumento del tamaño del hilio pulmonar. c) Tumor de Pancoast en el vértice pulmonar.
d) Ensanchamiento del mediastino e) Derrame pleural.
Figura XXVIII. Carcinoma Broncogénico.
Figura XXIX. Carcinoma Broncogénico.
Nódulos o Masas múltiples. Causas:
• Metástasis. • Tuberculosis y Micosis. • Carcinoma bronquioloalveolar. • Émbolos sépticos y Abscesos. • Hematomas e Infartos. • Quistes hidatídicos. • Neumoconiosis (silicosis, asbestosis, etc.) • Granulomatosis de Wegener y Nódulos reumatoideos. • Otras.
Metástasis: El pulmón es uno de los órganos que recibe con mayor frecuencia metástasis originadas en neoplasias de todo el organismo. • • • • • • • • • •
En adultos provienen de tumores de: Mama. Pulmón. Riñón. Testículo. Ovario. Tubo digestivo. Tiroides. En niños y jóvenes provienen de tumores de: Wilms (riñón) Neuroblastomas. Osteosarcomas.
Manifestaciones radiológicas: En la mayoría de los casos dan imágenes: • Nodulares densas. • Sólidas. • Frecuentemente múltiples y a veces única. • Si hay necrosis del nódulo (por crecimiento tumoral rápido o quimioterápia) puede cavitarse o tener bordes borrosos. • Las metástasis no se ven en RX convencional hasta que no superan los 5 o 6
mm. de diámetro. • La TC puede detectarlas con 1 o 2 mm de diámetro por medio de cortes finos de alta resolución (TCAR). El diagnóstico de metástasis pulmonar se confirma mediante la biopsia.
Figura XXX. Metástasis Múltiples. (Topograma).
Figura XXXII. Metástasis con ventana de mediastino.
Figura XXXI. Metástasis Múltiples.
Figura XXXIII. Metástasis con ventana de parénquima pulmonar.
CONCLUSIONES: La tomografía computarizada ofrece diversas ventajas sobre la radiografía convencional: 1) La TC es 10-20 veces más sensible que la radiografía convencional. 2) Las imágenes de TC evitan el problema de la superposición de estructuras y densidades que se producen en RX convencional. 3) La TC define mucho mejor la densidad de los tejidos y puede separar pequeñas diferencias de densidades entre estructuras cercanas. 4) Permite evaluar el tamaño exacto de las patologías.
La importancia diagnóstica de la TC en la evaluación pulmonar se aprecia por su gran utilidad en el estudio de: 1) Enfermedades hiliares y posibles invasiones mediastínicas. 2) La identificación y delimitación de enfermedades cercanas a la pared torácica o columna vertebral. 3) La percepción de zonas con densidad grasa o de calcificación dentro de un nódulo. 4) La afectación tumoral de los ganglios linfáticos mediastínicos analizados en la estadificación del cáncer de pulmón. 5) La distinción entre ganglios linfáticos y masas con respecto a los vasos sanguíneos mediante la aplicación de material de contraste.
La TC de Alta Resolución (TCAR) por medio de sus cortes finos y algoritmos de alta resolución proporciona detalles que facilitan el reconocimiento de anomalías pequeñas del parénquima y la vía respiratoria del tipo de bronquiectasias, enfisemas y enfermedades intersticiales. Con el surgimiento de la TC helicoidal se comenzaron a realizar estudios que permiten recoger datos continuos de un volumen de pulmón mayor y en menor tiempo que la TC convencional. Por medio de tomas rápidas de imágenes tras la aplicación de material de contraste intravenoso con TC helicoidal (angiotomografía) se comenzaron a analizar patologías como aneurismas y embolias en las arterias pulmonares. Las características anteriormente mencionadas son las que hacen de la TC, como modalidad de obtención de imágenes, una herramienta muy importante en la exploración, estudio y seguimiento de patologías, no solo pulmonares, sino del tórax en general. Tanto el conocimiento del técnico en imágenes acerca de las patologías (sobre todo las más frecuentes) y la utilización por parte de éste del procedimiento más conveniente van a generar como resultado el máximo provecho del valor
diagnóstico del estudio realizado. Cuanto más precoz y certero sea el diagnóstico, mejor será el tratamiento a ejecutar por el profesional médico.
BIBLIOGRAFÍA: 1) D. Doyon, M Laval-Janet, Ph Halini, E. A. Cabonis, J Frija. Manual de Tomografía Axial Computarizada. Editorial Masson. Barcelona. España. 1989. 2) J. Gonzalez Rico, J. A. Vara del Campo, J. C. Vázquez Luna. Tomografía Computarizada. Editorial Paraninfo. Madrid. España. 3) E. Seeram, David K. B. Li, Lois Tanner. Computed Tomography. Physical Principles. Clinical Applications & Quality Control. British Columbia Institute of Technology. Copyright. Canadá. 1994. 4) Matthias Hofer. Manual Práctico de TC. Introducción a la TC. Tercera Edición. Editorial Médica Panamericana. 2001. 5) Dra. S. Angiola. Apuntes sobre Radiología Torácica. Hospital Ramos Mejía. 2000. 6) Prof. Dr. F. A. Eleta, Dr. O. Velán, Dr. A. Rasumoff, Dra. P Farías, Dr. O. B. Blejman, Dr. J. L. San Román, Dr. R. García Mónaco. Diagnóstico por Imágenes para Alumnos y Médicos Residentes. Copyright. Argentina. 1999. 7) Fraser, Paré, Genereux. Diagnóstico de las Enfermedades del Tórax (Volumen I). Tercera Edición. Editorial Médica Panamericana. Argentina. 1992. 8) Harrison, Braunwald, Fauci, Kasper, Hauser, Longo, Jameson. Principios de Medicína Interna. Decimoquinta Edición. McGraw-Hill. 2002. 9) L. Testut y A. Latarjet. Tratado de Anatomía Humana. Tomo III. Novena Edición. Salvat Editores S.A. Barcelona. España. 1961. 10) A. M. R. Agur. Atlas de Anatomía. Novena Edición. Editorial Médica Panamericana. 1994.
