U.T.5.

- OBTENCIÓN DE LA IMAGEN TOMOGRÁFICA Y POSPROCESADO:

1. LA IMAGEN TOMOGRÁFICA:

La imagen tomográfica tiene su origen en la teoría de Radon, que postuló que era posible
reconstruir de forma matemática la estructura interna de un objeto a partir de diferentes
proyecciones del mismo. La aparición de la informática permitió, utilizando esta teoría, el
desarrollo de la TC y con ella la obtención de imágenes tomográficas en 2D y 3D.

Aunque la forma de captar los rayos X atenuados es similar a la radiología digital directa
( mediante detectores de radiación, que captan los rayos X y los transforman a los pocos
segundos en una imagen), la manera de generar la imagen y el resultado obtenido es totalmente
diferente en la TC.

Mientras que con la radiología los rayos X atenuados exponen una película o detectores en
forma rectangular, apareciendo en la imagen en la misma posición con que llegaron ( igual que
sucede en una fotografía).
En el caso de la imagen tomográfica, un haz de rayos X muy colimado obtiene diferentes
proyecciones del mismo objeto, es decir, muchas radiografías colimadas de un objeto, cada una
de ellas desde un ángulo diferente. Sin embargo, estas radiografías no se muestran tal cual se
han obtenido, sino que siguen un proceso de reconstrucción matemático que genera una imagen
de un corte axial de ese objeto.

La imagen obtenida, al igual que en una radiografía convencional, es una imagen en 2D, pero
en este caso, como el haz está muy colimado no existe superposición de estructuras.
En la TC, una vez realizados todos los cortes axiales de una estructura anatómica ( es decir, el
barrido de dicha estructura), existe suficiente información para que el ordenador reconstruya
imágenes en otras proyecciones como la sagital, coronal y oblicua, ademas de en 3D y otros
formatos.

Además, a diferencia de la radiografía digital, con la TC es posible aumentar el contraste entre

diferente tejidos, pudiendo diferenciar estructuras con densidades similares.

2. OBTENCIÓN DE LA IMAGEN TOMOGRÁFICA:

La obtención de la imagen tomagráfica consiste en un complejo proceso que requiere

diferentes programas informáticos y que incluye diferentes pasos:

1º.- Barrido o escaneado del paciente. Durante este, el tubo y los detectores giran a su alrededor
y
se obtiene un gran número de proyecciones radiográficas. En cada proyección los
detectores
registran un espectro de atenuación de los rayos X diferente, obteniendo al final una gran
cantidad de datos analógicos ( señales eléctricas) denominados datos crudos o “ raw data”.

2º.- Construcción informática de la imagen, mediante el procesado de los datos obtenidos

gracias al análisis de los patrones de superposición de cada proyección y la realización de
los cálculos necesarios para construir una imagen digital axial del paciente.

3º.- Una vez construida la imagen axial, es posible manipulaciones de la misma para con ello
obtener planos diferentes, así como reconstrucciones tridimensionales que potencien las
 imágenes de determinadas estructuras anatómicas.

2.1.- CONSTRUCCIÓN INFORMÁTICA DE LA IMAGEN TOMOGRÁFICA:

El proceso de construcción de la imagen consiste en lograr una estimación de la distribución

interna de las diferentes estructuras, a partir de las distintas proyecciones radiográficas obtenidas
alrededor del paciente.

Para ello es necesario el uso de algoritmos y filtros matemáticos especiales que analizan los
espectros de atenuación de las diferentes proyecciones:
1º.- Por un lado, en función de como se atenúan los rayos X se otorga un índice de atenuación a
cada punto de esa proyección ( es un índice numérico al que corresponderá una tonalidad
de gris).
2º.- Por otro lado, se calcula la posición de cada punto dentro de una matriz que, una vez
completada, corresponderá al corte del paciente.

Cada marca de equipos de TC utiliza sus propios métodos de construcción de la imagen,

apareciendo constantemente nuevos métodos que permiten reducir la dosis de la radiación que
recibe el paciente a la vez que aumenta la calidad de la imagen.

Existen muchos métodos para la construcción de una imagen tomográfica, destacando:

➢ El método iterativo es el que se utilizó en los equipos de TC de primera generación y se
basaba en cálculos matemáticos simples que se repetían hasta lograr la solución, es decir, la
construcción de la imagen tomográfica.
Los principales inconvenientes de este método es que los cálculos solo se podían iniciar una vez
finalizado el barrido del paciente y, además, para matrices de gran tamaño, el tiempo de calculo
era muy largo.

Su principal ventaja es que aparecían pocos artefactos y ruidos en la imagen.

➢ El método de retroproyección simple consiste en la traslación de los datos de las
diferentes proyecciones a matrices de reconstrucción, a partir de las cuales se construye la matriz
de imagen en 2D.
La ventaja que tiene es que se inician los cálculos mientras el tubo gira alrededor del paciente,
siendo un método rápido, pero suelen generarse artefactos de estrella y una imagen borrosa con
baja resolución espacial.

➢ El método de retroproyección filtrada (FBP) , el más utilizado actualmente, utiliza

filtros matemáticos denominados filtros de construcción o convolución o kernel, que se aplican
antes o después del barrido del paciente, disminuyendo así la borrosidad de la imagen.
El filtro de construcción es un parámetro que modifica la reconstrucción de la imagen a partir
de los datos crudos. Si estos son borrados, la imagen no podrá ser reconstruida utilizando filtros
diferentes, por lo que hay que conservar los datos hasta que el informe del radiólogo dé por
finalizado el proceso.

Se puede seleccionar el tipo de filtro en función del tipo de tejido que se vaya a estudiar:
- Cuando se requiere una resolución espacial marcada ( por ejemplo, para el estudio del
tejido óseo) se aplicará un filtro para tejido oseo o filtro duro, apareciendo los bordes más
marcados, pero con mayor ruido en la imagen.
- Cuando se requiere una mejor resolución de contraste ( por ejemplo, para el estudio del
abdomen), se aplicará un filtro de tejidos blandos o filtro blando, pero en este caso la
resolución espacial será menor.
➢ Actualmente, gracias al avance de la computación, se están estudiando nuevos métodos de
construcción de la imagen, por ejemplo, combinando la retroproyección filtrada con el método
interactivo, o más comúnmente utilizando avanzados métodos iterativos, que consiguen una
imagen con menos ruido y permiten reducir la dosis de radiación que recibe el paciente.
 Comparación de dos métodos de construcción de la imagen en TC.

2.2.- MATRIZ DE IMAGEN:

Independientemente del método de construcción informático utilizado, para poder obtener

un corte tomográfico, todos plantean la imagen final en una matriz (una tabla rectangular)
que debe ser rellenada con la información de cada punto de imagen.

La matriz es un concepto matemático abstracto ya que no se ve (solo se ve la imagen).

Sirve para crear la imagen y está dividida en celdas o píxeles (se ven de un solo color).
El tamaño de la matriz determina el número de píxeles que contiene, de forma que a mayor
tamaño, mayor número de píxeles y mayor resolución de la imagen.

Al seleccionar un grosor de corte para realizar la TC , el detector registra la información de

un volumen de tejido. Durante la reconstrucción de la imagen, en la matriz habrá que
representar este volumen de tejido ( tridimensional) en la matriz ( que es bidimensional).

Este volumen de tejido esta representando por el vóxel, con unas medidas determinadas
por el tamaño del píxel y una profundidad que dependerá del grosor de corte elegido.
Cuando se construye una imagen tomográfica se selecciona un área de estudio o campo de
visión ( FOV o field of view), que será la que aparecerá en la pantalla del monitor.
– Si el FOV es grande pero la matriz pequeña, el tamaño del píxel se verá mayor
 ( perdiendo resolución la imagen).
– Si el FOV es pequeño y la matriz muy grande, el píxel se verá pequeño y la resolución
de la imagen será mucho mayor.
– Si usamos el mismo FOV para una matriz pequeña y otra grande, el resultado es una
mejor resolución de la imagen con mayor tamaño de matriz.

2.3.- NÚMEROS TC O UNIDADES HOUNSFIELD:

Todos los algoritmos de construcción de imagen tomográfica deben asignar un valor al espectro
de atenuación de los rayos X que llegan a cada uno de los detectores.
Cada detector recoger la suma de la atenuación de todos los tejidos atravesados por los rayos
X,, siendo convertidos por el DAS en una señal eléctrica que corresponde a toda la columna de
tejido estudiada.
Después de analizar los datos obtenidos en el DAS, se otorga un valor numérico a cada píxel
que dependerá del coeficiente de atenuación que han sufrido los rayos X en su vóxel (u ).

El coeficiente de atenuación está relacionado directamente con la densidad radiológica del

tejido, pudiéndose relacionar esta con una tonalidad de grises determinada.

Para conseguir una escala de grises universal que garantice que los resultados obtenidos son
fiables y reproductibles, se determinó el principio de Hounsfield, que relaciona el coeficiente el
coeficiente de atenuación del tejido problema (al que hay que atribuirle un tono de gris) con el
coeficiente de atenuación de un tejido patrón conocido, en este caso el agua.

En la escala de Hounsfield, se atribuye al agua el número TC cero ( o UH), valor que sirve
como referencia para calcular el resto de coeficientes y tono de gris.

En los equipos actuales de TC la escala de Hounsfield ha sido ampliada, abarcando desde

-1.024 UH HASTA + 3.071 UH, es decir 4.096 niveles de grises. Ademas, se puede extender
la escala hacia arriba hasta niveles de 40.000 UH , lo que la hace compatible con materiales de
alta densidad y alto coeficiente de atenuación (metales nobles, contrastes yodados, etc.).
Esta escala permite una mejor visualización de partes del cuerpo con implantes metálicos (stend,
prótesis, implantes dentales, cocleares, etc.).
 2.4.- CONCEPTO DE VENTANA:

Si tenemos en cuenta que en la escala de Hounsfield actual hay 4.096 valores, esto implica que
existen otras tantas tonalidades de gris. Sin embargo, el ojo humano solo distingue entre 20 y 65
tonos de grises, por lo que, si se representaran todos los grises de la escala, no seríamos capaces
de discriminar el color de unidades muy próximas ( por ejemplo, los órganos blandos), ya que
solo podríamos distinguir tejidos con una diferencia de más de 100 UH.

Una de las ventajas de la TC es que permite seleccionar la parte de la escala de Hounsfield que
interesa estudiar, distribuyendo los tonos de grises en ese rango elegido. Así, aparece el concepto
de ventana, que corresponde a la cantidad de unidades UH comprendidas entre un mínimo y un
máximo, que son seleccionadas por el observador.
El rango de densidades de la ventana está determinado por la amplitud de ventana (WW), donde
se marca un valor mínimo y un valor máximo de UH, siendo el valor central el conocido como
nivel de ventana ( WL). Si no seleccionamos ninguna amplitud de ventana, el equipo trabajaría
con una amplitud de ventana de 4.096 UH, mostrándose en el monitor toda la gama de grises, lo
cual requiere un monitor de radiología.
Podemos modificar la amplitud de ventana (WW), desplazándola y ajustando el nivel de ventana
a los valores aproximados de la densidad de los tejidos que vamos a estudiar.
 TC craneal: Ventana de cerebro con WW 87 y WL 47
Con el WL bajo, se potencia la visualización de tejidos menos radiodensos ( partes blandas), apareciendo
más blancas las estructuras densas ( hueso).

TC craneal: Ventana de hueso con WW 2000 y WL 353

Con el WL alto, se potencia la visualización de tejidos radiodensos ( partes hueso), apareciendo más oscuras
las estructuras blandas.
 TC craneal: Ventana de cerebro con WW 600
En la imagen derecha con WL 35, se potencia la visualización de las estructuras radiodensas (hueso),
visualizándose más oscuras las partes blandas.

Cada tipo de tejido tiene unos valores óptimos de ventana que se seleccionan de la siguiente
manera:
– Primero se ajusta el nivel de ventana (WL), que corresponde al valor UH del tejido que se
desee destacar.
– Después se ajusta la amplitud de ventana (WW) teniendo en cuenta la diversidad de tejidos
de la región a explorar y la presencia o no de tejido oseo, ya que en este caso el WW no
puede ser pequeño debido a que el rango de UH del hueso es amplio.

3. POSPROCESADO o RECONSTRUCCIÓN DE LA IMAGEN TOMOGRÁFICA:

Las nuevas generaciones de TC multicorte, unido a la mejora de la informática, ha supuesto un

avance tanto en la construcción de la imagen como en el posterior procesado de la misma.
Hoy en día las imágenes no se presentan como cortes axiales, sino que se manipulan para
obtener planos de corte diferentes al axial o recortarlas o ampliarlas o utilizarlas para
reconstrucciones tridimensionales. Para ello es fundamental obtener una cantidad de datos
suficientes del tejido estudiado.
En el procesado de la imagen se utiliza una gran variedad de algoritmos de reconstrucción,
permitiendo la observación de estructuras desde diferentes ángulos, eliminando estructuras que
interfieren en la imagen y, en definitiva, aumentando el valor diagnóstico de la prueba.
 3.1.- RECONSTRUCCIÓN MULTIPLANAR:

La reconstrucción multiplanar (MPR) es el proceso en el que se utilizan los datos de imágenes

axiales para crear imágenes de dos dimensiones en diferentes planos, siendo la técnica más
utilizada.
En la MPR se realiza una reordenación geométrica del volumen de datos, mostrando un
plano que corta ese volumen, dando lugar a imágenes en 2D en los planos coronal, sagital,
oblicuo o curvado. Normalmente se muestran en el monitor dos o tres proyecciones
simultáneamente.

La MPR se calcula con una matriz donde los vóxeles tienen todos los lados iguales (vóxeles
isotrópicos), ya que de lo contrario aparecería un artefacto en escalón debido a la anisotropía.
Para evitar esto se debe seleccionar un grosor de corte menor.
Un método de este tipo de reconstrucción es la MPR curvada que, a partir de cualquier plano de
corte de un volumen anatómico, permite trazar una linea y mostrar en otra proyección la
imagen aplanada correspondiente al desplegado de dicha linea en el interior del volumen de
tejido.
Es algo parecido a lo que se hace en la ortopantomografía, en la que se muestra en una imagen
la estructura curvilínea del maxilar.
Este tipo de MPR se suele usar en trayectos tubulares, como la aorta o el uréter.
Corresponde al TID realizar el trazado de la linea sobre la estructura anatómica a mostrar en la
MPR curvada. Por ello es crucial el conocimiento de la anatomía del paciente.

3.2.- RECONSTRUCCIÓN DE MÁXIMA INTENSIDAD.

En la reconstrucción de máxima intensidad (MIP) son los vòxels más brillantes ( los que
atenúan más los rayos X) los que se muestran en la imagen, realzando aquellas estructuras de
alta densidad.
 3.3.- RECONSTRUCCIÓN DE MÍNIMA INTENSIDAD:

En este caso de reconstrucción de mínima intensidad ( MinIP), se seleccionan los vóxeles

menos intensos que el rayo X ha encontrado en su trayecto hacia el detector, es decir las
estructuras con baja densidad y números TC. La imagen obtenida es como un negativo de la
MIP.
No se usa mucho, pero puede ser útil apara realzar el pulmón, las vías aéreas y en general
cualquier cavidad que contenga aire. Con ella es posible detectar pequeñas lesiones pulmonares
o para planificación quirúrgica pulmonar.

Reconstrucción MinIP .
 3.4.- RECONSTRUCCIÓN DE SUPERFICIE SOMBREADA:

La reconstrucción de superficie sombreada (SSR) es una de las primeras técnicas de

visualización de imágenes tomográficas en 3D. Lo que se hace es fijar un umbral o límite de
UH por debajo del cual no se visualiza imagen, mostrando los números TC situados por encima
de ese nivel.

Con esta técnica se muestra la superficie de los órganos con UH superiores al umbral,
apareciendo como si se iluminar con una luz, lo que genera el efecto de sombreado.

Es una técnica muy útil para visualizar hueso o superficies vasculares muy contrastadas
(con número TC alto), pero no es práctica para tejidos blandos,ya que es difícil fijar el umbral
en un órgano parenquimatoso concreto, mostrándose la imagen con muchos artefactos. Como
solo muestra la superficie del órgano, solo utiliza el 10% de los datos, por lo que se puede
perder mucha información.

El ángulo desde el que se visualiza la imagen, así como la hipotética fuente de luz ( a partir de
la cual el ordenador calcula el sombreado), son cruciales para obtener reconstrucciones óptimas.
Su principal utilidad es la planificación de cirugías y en traumatología.
 Reconstrucción de superficie sombreada.

3.5.- RECONSTRUCCIÓN VOLUMÉTRICA O VOLUME RENDERING.

Se trata de una técnica de reconstrucción 3D más avanzada que las anteriores, ya que utiliza
todo el volumen de datos, contribuyendo todos los vóxeles a la formación de la imagen.
Permite seleccionar varios tejidos, dándole a cada uno ( o a cada rango de números TC) un
color diferente, mostrando simultáneamente la superficie iluminada de estos.
En general, este tipo de reconstrucción se realiza en varias fases:
1º.- Una vez adquiridos los datos, se deben visualizar las imágenes en 2D, es decir, los
diferentes cortes axiales o MPR.
2º.- Después, se debe seleccionar qué estructuras se quieren mostrar, utilizando
herramientas de edición, clasificando lo tejidos a estudiar en función de su número TC.
Para ello se pueden utilizar tablas de opacidad y mapas de color ( que asignan un color
determinado en función del número TC). Esto permite visualizar selectivamente los
diferentes tejidos con diferente opacidad y color.
Además, con este tipo de técnica es posible utilizar filtros adicionales que permiten destacar
unos tejidos y suprimir otros.
La reconstrucción volumétrica avanza continuamente gracias al desarrollo de nuevos algoritmos
para visualizar mejor y de diferente forma la anatomía interna.
Un ejemplo es la endoscopia virtual, que permite visualizar el interior de una víscera hueca
como si hiciéramos un videoendoscopio, siendo de uso frecuente para observar el intestino, las
vías aéreas o los vasos sanguíneos.
Reconstrucción volumétrica

Colonoscopia virtual por TC.

 4.-PRESENTACIÓN DEL ESTUDIO. IMPRESIÓN Y ARCHIVADO.

Tras la reconstrucción de las imágenes de un estudio, es necesario presentarlas para que el

radiólogo pueda emitir el informe radiológico. Para ello, en la imagen deben aparecer una serie
de datos que serán necesarios para una correcta interpretación de esta:
– Datos del centro hospitalario y del radiólogo responsable.
– Datos del paciente.
– Datos del equipo y tipo de adquisición ( marca, modelo, modo de trabajo secuencial o
helicoidal, etc.)
– Datos referentes a los parámetros de estudio ( grosor de corte, Kv, mA, FOV, protocolo
usado, posición del paciente, información sobre la ventana, pitch, etc.).
– Otros datos, como técnica de reconstrucción, etc.

Las imágenes de TC pueden ser almacenadas en formato digital o impresas en películas

radiográficas.
 Imágenes impresas en película radiográfica.

Independientemente de que las imágenes de TC se impriman o no, todas son archivadas en el

formato DICOM, que es el formato estándar mundial para el intercambio,manejo,
almacenamiento, visualización e impresión de imágenes medicas.
Este sistema incluye un formato especial de fichero para las imágenes y la información que las
acompaña, así como un protocolo de comunicación informática.
Cuando se graba un estudio en formato DICOM en un CD-ROMO o USB, se suele incluir un
visor para este formato, que permite visualizar las imágenes desde cualquier ordenador.

Pero el sistema de almacenamiento de archivos digitales de todo tipo de imágenes medicas

utilizado en los centros hospitalarios es el PACS ( sistema de archivado y transmisión de
imágenes). Consiste en un servidor u ordenador central donde se almacenan los estudios en
formato DICOM. Desde este servidor, a través de una red interna o un servidor web, los
diferentes estudios pueden ser visualizados por el radiólogo o por el facultativo, sus puestos de
trabajo respectivos.

Normalmente, tras realizar las adquisiciones y la reconstrucción de las imágenes, el TID las
transfiere al PACS y desde allí a la estación de trabajo del radiólogo, el cual realiza la lectura,
seleccionando las imágenes que estime convenientes y modificando aquellos parámetros que
garanticen un correcto diagnóstico, para a continuación emitir el informe radiológico.