miércoles, 30 de marzo de 2011

RECONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES A PARTIR DE LOS COEFICIENTES DE ATENUACIÓN

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)

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