introduccion_tomografia_computada

8/4/2019 introduccion_tomografia_computada

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Introduccion TomografiaComputada

TM. Cristian Cabrera G.Hospital Clinico Pontificia Universidad Catolica deChile

General Electric Healthcare2010


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DESARROLLO HISTORICO TC


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Principio Basico TC

La estructura interna de un objeto, puedereconstruirse, a partir de multiples

proyecciones de este objeto.


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Transformada de Radon

g(S)=f x,y,z


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Formacion Matematica Imagen TC


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Tomografia Computada 1971


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CT y sus Componentes

Gantry y Camilla

Sistema Computacional

Consola de Trabajo

Sistema de grabacion yarchivo de imgenes

Estacion de trabajo


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Gantry y Camilla

Tubo de rayos X

Sistema de colimacion y de filtros

Sistema de detectores

DAS

Sistema de anillos giratorios

Sistema de movimiento mecanico yelectricomagnetico.

tubo

detectoresDAS


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TUBO RAYOS X


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TUBOS DE RAYOS X


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Tubos de Rayos X

Potencia 20-100 KW. Capacidad Calorica Tubo de Rayos X.(hasta 9.6

MHU). Tasa Enfriamiento Anodo.(5mhu/min). Sistema Refrigeracion (agua , aceite). Capacidad Generador (alta frecuencia). Tamao Anodo (200-300mm.)

Punto de Foco Flotante ( Multifocal) Tamao Punto Focal (0.5-1.2 mm.) Manufacturados de Metal, Grafito y Ceramicos.


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Tubos de Rayos X


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Sistema Filtros-Colimadores


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COLIMADORES

Filtros


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COLIMADORES

Colimacion PrePaciente:

Depende del tamao punto Focal

Ubicado en la carcaza del tubo.

Crea haces paralelos.

Reduce Dosis Paciente.

Colimacion Pre Detector:

Restringe FOV Detectores.

Reduce radiacion dispersa en detectores.

Su apertura determina Espesor Corte.


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Colimadores

Definicion cortes medidos.

Disminuyen Radiacion Dispersa.

Aumentan Proteccion Radiologica a paciente.

Laminas gruesas colimadores

prepaciente(plomo/aluminio)

Laminas delgadas(100micrometros)de tantalio encolimadores predetectores.


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Colimadores


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Esquema General


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FILTROS

Proporcionar igual distribucion de fotones en el haz deradiacion.

Permitir igual endurecimiento del haz de radiacion.

Disminuir dosis radiacion paciente,al remover haces demenor energia.

De Aluminio o Grafito

Curvos, Planos y en Cua.


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FILTRACION


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Filtracion

Filtracion Inherente; 3mm. Equivalente aluminio.

Filtros Planos ;0,1-0,4 mm. De cobre.

Filtros en cua;elementos de bajo Z(teflon).


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Filtracion


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DETECTORES


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Detectores

EFICIENCIA

TIEMPO RESPUESTA

LINEALIDAD

EFICIENCIA GEOMETRICA


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DETECTORES


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Detectores

Detectores Gaseosos:

- Camaras de Ionizacion que usan gas Xenon o

Kripton.

- Gas ionizado causa que los electrones se unan aplaca Tungsteno creando seal electrica.

- El gas se ioniza proporcional a radiacion incidente.

- 100% utilizacion efectiva energia.


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Detectores

Detectores Estado Solido:

- Usa cristal de centelleo unido a un tubofotomultiplicador.

- Usado en primeras generaciones CT.

- Tiempo respuesta elevado.

- Ioduro de Sodio, Tungstato de Cadmio, IoduroCesio.


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Detectores

Estado Solido Ceramicos:

Oxidosulfuro de Gadolinio; tiempo de respuesta 1millonesima de segundo.

Mayor Resolucion Espacial.

Mejor Eficiencia Intrinseca.

Mayor Eficiencia Geometrica.


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Ultima Tecnologia en Detectores


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Sistema Adquisicion Datos DAS


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DAS/IRS

DAS:

- Decodifica Seal Detectores (Conversion seal a Digital y

Amplificacion).

- Ordena las lecturas de datos binarios en Matriz.

- Recibe y envia hasta 3 gb/seg.

IRS (Sistema Reconstruccion Imagen):

- Asigna logaritmos de reconstruccion.- Interpola datos volumetricos para formar imgenes.

- Reconstruye a una tasa de hasta 24 im/seg.


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DAS


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Sistema Conexin Electro-Mecanico Gantry


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SLIP RINGS


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Sistema Anillos Deslizantes

Sistema de conexion electromagnetico.

Elimina Sistema de cables dentro del Gantry.

Permite el Surgimiento de nueva tecnica de adquisicionde datos en forma continua.


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Consola de Trabajo

Sistema GAIDS ( sistema dedespliegue de imgenes ygraficos alfanumericos).

Procesador, procesa losdatos explorados y los datosde imgenes para crearimgenes axiales.


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Sistema de Grabacion y Archivo

Disco Duro.

Tape Magneticos.

Disco Magnetico opticoMOD.

Disco Compacto.

Peliculas.

DVD.


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Estacion de Trabajo

Post proceso de imgenes.

Archivo.

Visualizacion.


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Adquisicion Datos

Scout View.

Adquisicion Datos Secuencial Helicoidal.

Reconstruccion Datos Imagen.

Reconstrucciones Imagen Post Proceso.


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Scout View

Scout View , tambien llamadoEscanograma,Topograma.

Adquisicion Imagen Referencia con Tubo deRayos X en Azimuth 0-180, o Azimuth 90.

Desplazamiento durante adquisicion solamentede estructura a estudiar.


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Scout View

Determinar puntos de referencia.

Determinar largo a explorar.

Utilizar exploracion en 2 planos.

- Coordenadas

- Herramientas Dosimetria

Plano Frontal, idealmente Azimuth 180.


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Scout View

Determinar puntos de referencia

S D i l j ?


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Scout Dosis cual es mejor?

Organos sensibles sonmayormente anterior(mamas,tiroides, ojos)

Posterior es mejor!


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Adquisicion de Datos

Secuencial : Cine, Convencional ,Multicorte.

Helicoidal : Convencional, Multicorte.


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CT Helicoidal


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CT Convencional v/s Helicoidal Las 4 C :

Continua rotacion del sistema tubo/detector.

Continua radiacion.

Continua adquisicion de datos. Continuo desplazamiento de la camilla.


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INTERPOLACION

Es el procesamiento de un valor desconocido usandovalores conocidos desde ambos lados de la curva.

En 180 la resolucion en el eje z es mejorada respecto a360.

El nivel de ruido es 20 a 25% mayor en 180 respecto aCT axial,y 40% mayor que con interpolacion en 360.

En interpolacion en 180 la Sensibilidad de los Perfilesde corte es mas estrecha.

P fil d t d


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Perfiles de corte en modoSecuencial

P fil d t d


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Perfiles de corte en modoHelicoidal


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Adquisicion Haz en Abanico


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Haz en Abanico

Adquisicion Secuencial Convencional

Adquisicion Helicoidal Convencional

En ambos el espesor de corte esta determinado por la

abertura de los colimadores.


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Adquisicion Cone Beam


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Adquisicion Multicorte

Adquisicion Secuencial Multicorte.

Adquisicion Helicoidal Multicorte.

En este caso el espesor de corte estadeterminado por la configuracion de la matriz dedetectores.


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Matriz de Detectores

RESOLUCION


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RESOLUCION

IMAGEN ISOTROPICA: la resolucion es lamisma en las 3 dimensiones, por lo tanto, lacalidad de la imagen especialmente enmodelos de reconstruccion 3D es optima.


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Velocidad Giro

Giro por induccion de radiofrecuencias.

Genera fuerzas de hasta 20G para giros de 0.33

seg.

Permite variar rapidamente la velocidad de 0.33

a 1.5 seg.


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Limitaciones

Velocidad Giro ;Fundamentalmente detipo mecanica , y de limitacion demateriales utilizados.

Resolucion Espacial; Determinado pormatriz de detectores.

Como Genero Mejor Resolucion


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Como Genero Mejor ResolucionTemporal?

Half Scan

Gatillado

Edicion o Snapshot de Seal de Gatillado

Gantry con Doble Fuente Rayos X


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Doble Fuente de Rayos X


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Matriz de Detectores

320 Canales


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Matriz Detectores


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Energia Dual GSI


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Reconstruccion Datos-Imagen


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Numeros CT y Atenuacion

CT#(UH)= u-uw *1000

uw

Un cambio en el numero CT

de 10 UH representa uncambio en el coeficiente deatenuacion de 1% de uw


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PIXEL y VOXEL


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Imagen en CT

24 13 0 56 56 443 65 77

8 24 16 5 345 234 56 67

90 34 35 234 32 333 54 57

44 34 89 22 34 55 389 145

12 34 99 235 45 456 31 22

44 12 66 77 55 34 224 33316 6 345 234 222 345 279 398

17 56 67 54 33 276 54 444


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La Imagen en CT


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Escala de Grises

Cada numero CT asignado a un pixel en la matriz es convertidoen una gamma de grises en la imagen.


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Escala de Grises

Nivel de ventana: determina el punto central de esterango de numeros CT. Afecta la densidad de la imagen.

Ancho de ventana: al ajustarlo determina el rango denumero CT que sera convertido en gama de grises en laimagen. Afecta el contraste de la imagen.


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Ancho/ Nivel de Ventana

Visualizacion Abdomen:400 ww/50 wl

50 UH

250 UH

200

200

-150 UH

Reconstruccion Datos


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Reconstruccion DatosBrutos/Imagen

Reconstruccion Multiplanar (MPR).

Reconstruccion Datos


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Reconstruccion DatosBrutos/Imagen

Modelos de Reconstruccion Volumetrica:- Sombreado Superficie (SSR).

- Volume Rendering (VR).

- Proyeccion Maxima Intensidad(MIP).

- Proyeccion Minima Intensidad (MinIP).

- Proyeccion Volumen Perspectiva.


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Aplicaciones CT Actual

Estudios Vasculares. Estudios Osteoarticulares. Estudios Pediatricos. Estudios de Navegacion Virtual.

Estudios de Screening Colonicos. Estudios de Screening Pulmonares. Estudios de Perfusion.

Estudios Cardiacos. Estudios Hibridos. Estudios Investigacion.

C


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Desventajas TC

Dosis Radiacion.

Artefactos.

Uso de sustancias invasivas al organismo.

D i


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Dosis

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