RECONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES A PARTIR DE LOS COEFICIENTES DE ATENUACIÓN by luis mazas artasona. Marzo 2011.

Al medir los coeficientes de atenuación (UH), Hounsfield había conseguido lo más importante, determinar las diferencias de densidad existentes entre los distintos tejidos del cuerpo humano. Para transformar esos datos en imágenes tomográficas, como era su idea, sólo tenía que adjudicar diferentes tonalidades de grises a cada órgano y sustancia proporcionales a las cifras del coeficiente de atenuación, de cada uno de ellos. El sistema informático de los escáneres actuales utiliza, una escala de grises con un máximo de 256 tonalidades que van, desde el blanco brillante hasta el negro intenso.

(0 UH) Como punto de partida, HOUNSFIELD, tomó como referencia el agua pura que, con unas cifras de 0 UH, se representaría en una tonalidad gris oscura. En consecuencia, aquellos tejidos que tuvieran coeficientes positivos se reproducirían en distintas tonalidades de la escala de grises, pasando gradualmente del gris del agua al blanco intenso de los huesos. Por el contrario, los tejidos y sustancias menos densas que el agua, con coeficientes negativos, se representarían en tonos más oscuros, hasta llegar al negro del aire.

(0 +10 UH) En el cuerpo humano no hay agua pura, por tanto para representar los fluidos contenidos en cavidades, en los que el sistema de adquisición de datos había detectado unas cifras que oscilaban entre (0 y +10 UH) utilizó el mismo gris oscuro del agua. Este color quedó asignado, a las sustancias de baja densidad y, por ese motivo, los globos oculares, el líquido cefalorraquídeo de los ventrículos encefálicos, la bilis de la vesícula o la orina de la vejiga se representan en una tonalidad gris oscura. Cuando son examinadas en una imagen de Tomografía Computarizada, y se quiere describirlas según su color, decimos que son hipodensas. Los quistes aracnoideos, los biliares del hígado o los renales también se representan en gris oscuro y ese aspecto peculiar, además de la medida del coeficiente de atenuación, ayuda mucho cuando el radiólogo tiene que emitir un diagnóstico.

(+30 +50 UH) Los músculos, el encéfalo y las vísceras como el hígado, el bazo o los riñones, que tienen mayor densidad que el agua, producen más atenuación del haz de rayos. Las cifras que se obtienen en ellos son muy variables, pero dentro de un estrecho margen que oscila entre +30 a +50 UH, y por eso se representan con un gris más claro. Por ejemplo la sustancia gris cerebral que contiene menos agua que la blanca se reproduce en esa tonalidad  grisácea. Es a partir de +50 UH, en sentido creciente, cuando los tejidos comienzan a clarear con respecto al gris oscuro del agua.

FIGURA 1) Coeficientes de atenuación en el abdomen.

(+55 +75) El siguiente escalón, en orden de densidades, estaría ocupado por los hematomas recientes (Figuras 2 y 3) cuyos valores de atenuación aumentarían hasta +55 ó +75 UH dependiendo de su tamaño y de la concentración. La sangre extravasada sería, la primera sustancia de la escala de Hounsfield, con valores positivos, que se representa en blanco. Por eso se dice que los hematomas agudos son hiperdensos.

FIGURAS 2 y 3 . Hematoma cerebral agudo, que se presenta como una lesión hiperdensa. Los valores de atenuación varían ligeramente de una zona a otra, 68, 71 y 75 UH, pero sin sobrepasar la barrera de las 80UH.

(+90 +180) A continuación, se colocarían las pequeñas calcificaciones que forman cúmulos en los núcleos grises centroencefálicos. Los valores de atenuación son muy variables y dependen, como es lógico, de la cantidad de sales de calcio que se ha depositado en ellos. Las cifras pueden oscilar entre +90 UH para los cúmulos de microcalcificaciones idiopáticas y +180 UH para algunos tumores benignos calcificados. Aunque ambos aparecen representados en blanco, como las contusiones hemorrágicas, las medidas del coeficiente de atenuación ayudan a diferenciar unas de otras (Figura 4).

FIGURA 4. Este paciente había sufrido una caída y presentaba dos pequeñas imágenes hiperdensas, que podían corresponder a focos hemorrágicos postraumáticos. La que se localizaba en la corteza de la circunvolución frontal media izquierda, tenía unas cifras de +43 UH. Correspondía, por tanto, a un foco contusivo hemorrágico. La segunda, situada sobre el núcleo lenticular izquierdo era de aspecto parecido a la anterior pero su densidad (+85UH) era propia de un cúmulo de microcalcificaciones.

(+100 +280) Los vasos sanguíneos y las vísceras incrementan su densidad cuando se inyecta contraste yodado endovenoso y los valores de atenuación, muy variables (+100 hasta +280 HU), dependen de la concentración de contraste que difunde en cada estructura anatómica y del momento (fase arterial o venosa) en el que se realiza la medición. Por ese motivo los vasos sanguíneos y las vísceras muy vascularizadas como el bazo o los riñones, se representan en un blanco intenso. 

También los tumores con gran capacidad angiogénica, como los glioblastomas, meningiomas, hemangiomas hepáticos o los hipernefromas renales captan mucho contraste, presentan unos valores de atenuación muy elevados y decimos de ellos que son hiperdensos porque  también son hipercaptantes  .

FIGURA 4. Las mediciones que se realizan sobre los vasos, cuando se ha administrado contraste endovenoso, son muy diferentes de unos a otros. Por ejemplo, como la inyección se ha realizado en una vena de la flexura del codo, la mayor concentración se obtiene en la vena cava superior que presenta unas cifras de +715 UH. En la arteria pulmonar ya han disminuido hasta +291 UH y cuando el contraste llega a la aorta descendente ,las cifras siguen bajando hasta +171 UH.

(+400 +3500 UH) Los huesos y los metales se encuentran en la cúspide de los elementos más densos, del organismo. Es lógico que cuando los rayos X inciden sobre ellos sean absorbidos por los electrones de la corteza de sus átomos y la atenuación del haz incidente sea casi total. Por ese motivo al no llegar radiación a los detectores, el hueso esponjoso presenta unas cifras de +400 a +700 UH y el compacto cortical, desde +700 hasta +1000 UH.

 Los metales que se utilizan para tratar numerosos procesos patológicos del organismo como: los “stents”, las prótesis articulares o los “coils" de embolización de aneurismas se representarán, también en blanco intenso que, a simple vista, resultará indistinguible del de los huesos. Sólo los coeficientes de atenuación tan distintos que se obtienen al medir un hueso, +700 UH, o un metal, +3500 UH ayudan a diferenciarlos con precisión.

FIGURA 5. Este paciente tenía un aneurisma embolizado con "coils" metálicos de titanio que produjeron un artefacto de aspecto radial. Los valores obtenidos al realizar la medición fueron típicos de los metales, 3185 UH.

(-50 -120 UH) En el lado opuesto de la escala, a las estructuras que contienen grasa se les atribuyen unos valores de atenuación negativos que oscilan entre (-50 hasta –120 UH). La grasa es menos densa que el agua y por eso flota en la superficie de un plato de sopa. Se representa en un color gris muy oscuro. La grasa subcutánea, los lipomas, los quistes epidermoides o los teratomas, que tienen una elevada concentración de lípidos, presentan valores de atenuación negativos. Se dice de ellos que son hipodensos. En el extremo inferior de la escala de Hounsfield encontramos el aire de los senos paranasales, de los pulmones, o del colon. Todas estas estructuras apenas atenúan la intensidad del haz de rayos, se representan en negro intenso y presentan unas cifras negativas de -700 UH, cuando se mide en los pulmones, ó -1000 UH si la medición se realiza en los senos.

FIGURA 6. En una imagen de la base del cráneo, la grasa de las órbitas se representa en el mismo color negro que el aire de los senos paranasales. Es imposible confundir ambas estructuras pero si hubiera alguna duda, las cifras negativas, -71 UH de la grasa, serían inconfundibles con las, -1025 UH, que se obtienen en el seno esfenoidal.

En la siguiente tabla se resumen los valores de atenuación, en Unidades Hounsfield, de algunas sustancias, relacionados con su densidad y el color de la escala de grises con el que se representan en las imágenes de Tomografía Computarizada.

ELEMENTOS* UH* DENSIDAD* ESCALA DE GRISES

• Metales (+1500 +3000 UH) Hiperdensos Blancos
• Hueso cortical (+ 1000 UH) Hiperdenso. Blanc
• Hueso Esponjoso (+ 400 +700 UH) Hiperdenso. Blanco
• Contraste yodado (+ 100 +280 UH) Hiperdenso. Blanco
• Hematomas (+ 50 + 80 UH) Hiperdensos. Blanco
• Músculos (+ 40 + 50 UH) Hipodenso. Gris claro
• Encéfalo (+ 30 + 40 UH) Hipodenso. Gris claro
• Líquidos fisiológicos (0 + 10 UH) Hipodensos. Gris oscuro
• Agua pura (0 UH) Hipodensa. Gris oscuro
• Grasa (- 50 - 150 UH) Hipodensa. Negro
• Gas (- 700 -1000 UH) Hipodenso. Negro oscuro

De (Fundamentos, Aplicaciones Clínicas y Protocolos de Tomografía Computarizada)

SOLUCIÓN DE NUEVAS DUDAS CON EL COEFICIENTE DE ATENUACIÓN by luis mazas artasona. Marzo 2011.

A aquellos pacientes que han sufrido algún tipo de cáncer, se les somete a una exploración de Medicina Nuclear que se denomina gammagrafía o, popularmente "rastreo óseo". Con esta modalidad de diagnóstico es posible saber si existen siembras metastásicas en los huesos del esqueleto. Como las metástasis suelen estar muy vascularizadas, captan mucho contraste y esa característica permite detectarlas con precisión en las gammagrafías. Cuando hay muchas, el diagnóstico es preciso, pero si sólo se observa una, las dudas atenazan a nuestros colegas porque hay otro tipo de lesiones benignas, también muy vascularizadas, que pueden inducir a confusión.

ACLARAR DUDAS DIAGNÓSTICAS CON EL COEFICIENTE DE ATENUCIÓN by luis mazas artasona. Marzo 2011.

En el ejemplo precedente hemos podido apreciar cómo las medidas del coeficiente de atenuación, combinadas con el uso de contraste yodado, habían resultado determinantes para diagnosticar un aneurisma gigante que había sangrado.

En el caso que presentamos ahora se trataba de una persona joven que sufría mareos intermitentes en las últimas semanas y, además, refería una pérdida progresiva de fuerza en la extremidad superior izquierda. Se realizó una tomografía computarizada (TC) de inmediato y los hallazgos que aparecieron en la serie sin contraste fueron alarmantes. La primera impresión era la de una masa, con edema vasogénico circundante que desplazaba las estructuras anatómicas de la línea media en sentido contralateral (Figura 1). ¿Diagnóstico? Incierto.

FIGURA 1

A la vista de las imágenes que habían aparecido en la pantalla del monitor, no era descabellado pensar en un proceso tumoral, por el efecto de masa que producía la lesión y por el edema, que indicaba que la barrera hematoencefálica estaba alterada. Había también, una pequeña calcificación, junto a una zona de tejido un poco más densa, con unos valores de atenuación de 40 UH. 

Por ello no se podían descartar otras opciones. Procedimos a inyectar 100 cc de contraste yodado endovenoso y se repitió la adquisición. En las imágenes postcontraste se advirtió una llamativa hipercaptación en toda la zona sospechosa. El realce era de aspecto irregular, para tratarse de un tumor, pero tampoco era un hallazgo infrecuente. (Figura 2).

FIGURA 2

Sin embargo, al medir en la zona que más contraste había captado (hiperdensa) se obtuvieron unas cifras de +188 UH. Estos valores tan elevados nunca se alcanzan en los tumores intraparenquimatos encefálicos, que no suelen superar +90 UH, pero son característicos de las estructuras vasculares que acumulan mucho contraste en su luz (Figura 3).

FIGURA 3

Sin embargo la imagen no correspondía a un aneurisma aislado, porque su contorno era irregular y de aspecto radial. A continuación modificamos el nivel (WL) y la amplitud de ventana (WW) para atenuar el excesivo brillo producido por el contraste y se pudo apreciar una serie de estructuras vasculares que confluían en otra de mayor tamaño (Figura 4). El diagnóstico estaba cerca: Malformación Arterio Venosa (MAV).

FIGURA 4)

Este tipo de malformaciones arterio-venosas, son congénitas, están formadas por una madeja irregular de vasos, arterias y venas, que presentan dilataciones anómalas, como las varices de las venas de las piernas, y trayectos tortuosos e irregulares. (Figura 5). La maraña de arterias suele drenar en una vena superficial muy dilatada que conduce la sangre hacia los senos venosos profundos. Pueden sangrar, de manera súbita, o permanecer asintomáticas durante muchos años. Son tratadas por los radiólogos intervencionistas, que las embolizan, con muy buenos resultados. También se tratan con radiocirugía, cuando son pequeñas.

FIGURA 5
En rojo se representan las arterias de la malformación y, en azul, la vena de drenaje.


FIGURA 6
Mediante Angiorresonancia Magnética (ARM TOF) se observa la asimetría, en el número y en el tamaño, de los vasos del lado derecho con respecto al izquierdo.

Servicio de Radiodiagnóstico (Neurorradiología) Hospital Universitario Miguel Servet. (HUMS) Zaragoza.Spaiñ

UTILIDAD DEL COEFICIENTE DE ATENUACIÓN by luis mazas artasona. Marzo 2011.

Hasta ahora hemos comprobado en distintas exploraciones de Tomografía Computarizada los coeficientes de atenuación (UH) de muchos tejidos y órganos del cuerpo humano. A partir de este momento vamos a demostrar la utilidad práctica de dichas mediciones. Por ejemplo en este caso clínico real, la serie de imágenes que presentamos corresponde a un paciente de 65 años que sufrió una pérdida brusca de consciencia y fue llevado a Urgencias donde ingresó en coma. En estos casos, la TC, es la exploración más adecuada porque es rápida y muy sensible.

Se realizó una adquisición en 3D, (es preferible frente a la secuencial porque se evitan los artefactos de movimiento, aunque el paciente no permanezca inmóvil, y es muy rápida, 30 segundos ) con un escáner multicorte, Aquilion 64 (Toshiba) .

En las imágenes que aparecían en la pantalla del monitor se apreció un hematoma agudo (hiperdenso) rodeado de un halo hipodenso, oscuro, que correspondía a edema vasogénico y al suero de la sangre. El efecto de masa sobre las estructuras de la línea media era importante, porque desplazaba a la hoz del cerebro en sentido contralateral (Figura 1).

FIGURA 1. La primera pregunta que se planteó era obvia ¿El hematoma era debido a una rotura arterial o secundario a una lesión subyacente? Había una imagen redondeada, isodensa con el parénquima cerebral, que no sabíamos identificar con precisión ¿un tumor? ¿una malformación vascular? A continuación, inyectamos 100 cc de contraste yodado y se repitió la adquisición de datos, en fase arterial. En esta segunda serie de imágenes, con contraste, la mencionada imagen se iluminó como una bombilla. También lo hicieron los principales vasos del encéfalo. (Figura 2) ¿Qué era? Aún no lo sabíamos con certeza.

FIGURA 2. El paso siguiente fue realizar la medida del coeficiente de atenuación. Se obtuvieron unas cifras de +145 UH. (Figura 3). Valores tan elevados nunca se detectan en un tumor intraparenquimatoso, pero sí en la luz de los vasos rellenos de contraste. El diagnóstico estaba más cerca. Se trataba de un aneurisma gigante, de la arteria cerebral media derecha, que se había roto.

FIGURA 3 Un aneurisma es una dilatación anormal de las paredes de una arteria que se produce en un tramo muy pequeño de la misma y deforma su morfología. Según el aspecto que tienen, los más comunes son los fusiformes y los saculares, como el presente. Algunos cursan asintomáticos y pueden llegar a alcanzar un tamaño considerable de 2 cc de diámetro, o más, aunque la mayoría se detectan antes, en una exploracion de TC o TRM, realizada por otro motivo.

En los casos de aneurismas muy voluminosos, que no están trombosados, la sangre fluye por su interior con toda normalidad y por eso, se rellena con el contraste que ha sido inyectado en una vena y brilla tan intensamente. Estos aneurismas están rodeados por un envoltura anular muy gruesa pero frágil, formada por la propia pared arterial, capas de fibrina y ateromas calcificados (Figura 4).

FIGURA 4. Cuando el diagnóstico es evidente, los radiólogos intervencionistas pueden aplicar un tratamiento eficaz que consiste en acceder hasta el aneurisma introduciendo un fino catéter de plástico por una arteria de la ingle. Desde ese punto de entrada, van empujando con sumo cuidado conduciéndolo la punta al interior del saco dilatado. Una vez dentro, introducen una serie de pequeños alambres de platino que están enrollados en espiral (se conocen con el término inglés de coils).

Estos "coils" son empujados por el radiólogo intervencionista que introduce una fina guía metálica dentro del catéter de plástico, en el punto donde ha penetrado en la arteria. Con ella recorre todo el trayecto del catéter hasta que deposita el "coil" en la luz del aneurisma. Dependiendo de su tamaño es necesario introducir hasta diez o doce coils que lo obstruyen por completo (embolización terapéutica). Posteriormente, en los días sucesivos, se formarán coágulos alrededor de los "coils" que ayudarán a formar un tapón firme y duradero (Figura 5). Con ello, evitan una intervención quirúrgica más agresiva, consiguen taponarlo y cortan la hemorragia .

FIGURA 5. Radiografía lateral de cráneo de otra persona. Material hiperdenso de un aneurisma embolizado. Final feliz para el paciente.

COEFICIENTES DE ATENUACIÓN DE LOS CONTRASTES YODADOS by luis mazas artasona. Marzo 2011.

Habitualmente, en los libros de Tomografía Computarizada, los valores densitómetricos que se atribuían a las diversas estructuras anatómicas, cuando las mediciones se hacían después de administrar contraste yodado endovenoso, en inyección rápida, oscilaban entre (+100 y +250 UH), como máximo. Sin embargo, en la práctica cotidiana real, estas cifras sufren unas oscilaciones muy importantes dependiendo del lugar donde se han realizado las medidas y del momento posterior a la inyección. Éste puede coincidir con las diversas fases de distribución de los contrastes por los tejidos del organismo: arterial, venosa y parenquimatosa, con lo cual las cifras variarán de una fase a otra.

El uso de contrastes de elevada concentración, en las exploraciones de Tomografía Computarizada y la utilización de inyectores automáticos también ha contribuido a aumentar las diferencias de concentración entre unas estructuras y otras.

Figura 1) Como la inyección se realiza, habitualmente, en una vena de la flexura del codo, las cifras que se detectan antes de que el contraste llegue a la cava superior suelen ser muy elevadas (+1575 UH), porque la concentración de quelatos de yodo es muy alta, en los primeros segundos postinyección.

Figura 2) Cuando la embolada de contraste ha llegado a las cavidades derechas del corazón y comienza a distribuirse por la arteria pulmonar y la aorta, las cifras comienzan a disminuir de manera gradual decreciente desde la cava inferior (+715 UH) hasta la aorta descendente (+175 UH), pasando por valores intermedios (+291 UH) en la arteria pulmonar y (+224 UH) en la aorta ascendente.

COEFICIENTES DE ATENUACIÓN EN EL TÓRAX by luis mazas artasona. Marzo 2011.

Los valores de atenuación correspondientes al parénquima pulmonar, suelen oscilar entre ( -600 y -700 UH) aunque puede haber variaciones notables dependiendo del estado del pulmón; más negativos si hay zonas con obstrucción crónica al flujo aéreo (enfisema) o menos en las neumopatías intersticiales, en las que la densidad aumenta.

La grasa mediastínica o subcutánea, por su poca densidad, también tiene valores negativos que no suelen ser inferiores a (-130 UH).

Los músculos presentan unas cifras similares a las del aprénquima encefálico.

En el hueso esponjoso de las vértebras se suelen medir valores más bajos que las que se suponen para los huesos. (+178 UH).

COEFICIENTES DE ATENUACIÓN EN EL CRÁNEO (CT: attenuation coefficients (HU) in the bones) by luis mazas artasona. Marzo 2011.

Desde siempre hemos leido que el hueso tiene unos coeficientes de atenuación de 1000 UH pero cuando nos ponemos a tomar medidas, con detalle, nos damos cuenta que las cifras son muy variables dependiendo del sitio donde colocamos el recuadro de la ROI.

Esto es debido a que la estructura histológica de los huesos no es homogénea. La cortical sí que es muy densa, porque es más compacta, y por ese motivo en la tabla externa del cráneo podemos medir unas cifras que oscilan entre (+1700 y +1800 UH) (Figura 1), más de las 1000 unidades que había establecido Hounsfiel para el hueso. En cambio, en el díploe, la parte del hueso que se sitúa entre la tabla interna y la externa, formado por hueso esponjoso con trabéculas, médula roja y abundante grasa las cifras son menores, (+505 UH) (Figura 1), menos de las 1000 unidades que se consideraban características del hueso.

FIGURA 1) En la eminencia occipital interna, donde el hueso es más compacto, las medidas son algo mayores (+961 UH) (Figura 2). 

FIGURA 2) Como podemos comprobar las cifras oscilan mucho, dependiendo del área en la que se realizan las mediciones. ¿Para qué sirven entonces?. Para evaluar procesos patológicos muy concretos que afectan exclusivamente al cráneo, como las metástasis osteolíticas, los hemangiomas, los granulomas eosinófilos o los quistes epidermoides.

 Todos ellos pueden tener un aspecto parecido en una imagen de Tomografía Computarizada, pero los coeficicientes de atenuación varían. Por ejemplo un hemangioma óseo del díploe y un quiste epidermoide se presentan ambos como pequeñas lesiones cistoideas muy similares. Cuando medimos los coeficientes de atenuación, en el primero se obtienen valores positivos, pero bajos, en cambio, en el segundo las cifras son negativas por la composición lipídica de los epidermoides. El diagnóstico es más sencillo.

COEFICIENTES DE ATENUACIÓN EN EL CEREBRO by luis mazas artasona. Marzo 2011.

Las medidas del coeficiente de atenuación en los tejidos del cerebro, realizadas en distintas zonas, no coinciden nunca exactamente, pero es verdad que tampoco hay diferencias llamativas entre ellas, salvo que haya una lesión, en cuyo caso sí que habrá cambios notables .

Por ejemplo la SUSTANCIA GRIS, ya sea de la corteza cerebral o de los núcleos grises centroencefálicos, presenta unos valores muy parecidos, como se puede comprobar en la imagen (+29UH, +30UH y +34UH).

En cambio en la SUSTANCIA BLANCA las medidas son más bajas como consecuencia de que en ella se acumula más agua y lipoproteinas y en consecuencia la densidad es menor (+23 UH) que la correspondiente a la sustancia gris donde están los cuerpos de las neuronas y las células gliales de sostén.

Es verdad que todas estas mediciones tienen escasa utilidad práctica y sólo en ocasiones muy contadas, aportan datos de interés como por ejemplo, en un infarto reciente, ante el hallazgo de una masa tumoral o cuando se detectan pequeños focos de sangrado que se confunden, a simple vista, con microcalcificaciones.

COEFICIENTES DE ATENUACIÓN EN EL ABDOMEN by luis mazas artasona. Marzo 2011.

Los coeficientes de atenuación que se calculan en los órganos y estructuras anatómicas del abdomen, también varían notablemente, cuando la exploración se ha realizado con contraste yodado endovenoso.

En la fase arterial, inmediatamente después de la inyección, las cifras mas altas se obtienen en la aorta, (+427 UH) donde la concentración de contraste es más elevada.

En la corteza renal, muy vascularizada, las cifras son también altas (+219 UH), cuando se miden en la fase arterial, aunque lógicamente menores que en la aorta.

En el páncreas y en el bazo, que también están muy vascularizados, las cifras que se obtienen, pueden oscilar entre +117 y +102 UH, respectivamente.

En cambio en el hígado, con una composición distinta, las cifras siempre serán menores ( +60 UH).

Hay que tener en cuenta que si estas mediciones se realizan pasados dos o tres minutos desde la inyección de contraste, éste habrá difundido por todos los capilares arteriales y venosos (fase venosa) y las cifras que se obtendrán serán mucho más bajas, aunque se mantendrán las mismas diferencias entre unas vísceras y otras.