Tomografía computarizada

Tomografía computarizada
Tomografía computarizada moderna (2021), TC de conteo de fotones (Siemens NAEOTOM Alpha)
Otros nombres	Tomografía computarizada con rayos X (TC de rayos X), tomografía axial computarizada (TAC), [1] tomografía asistida por computadora, tomografía computarizada
CIE-10-PCS	B?2
CIE-9-CM	88.38
Malla	D014057
Código OPS-301	3–20...3–26
MedlinePlus	003330
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Una tomografía computarizada ( tomografía computarizada ; anteriormente llamada tomografía axial computarizada o TAC ) es una técnica de imágenes médicas que se utiliza para obtener imágenes internas detalladas del cuerpo. ^[2] El personal que realiza las tomografías computarizadas se denomina radiólogos o tecnólogos en radiología. ^{[3] [4]}

Los escáneres de TC utilizan un tubo de rayos X giratorio y una fila de detectores colocados en un pórtico para medir las atenuaciones de los rayos X en diferentes tejidos dentro del cuerpo. Las múltiples mediciones de rayos X tomadas desde diferentes ángulos se procesan luego en una computadora utilizando algoritmos de reconstrucción tomográfica para producir imágenes tomográficas (transversales) ("cortes" virtuales) de un cuerpo. Las tomografías computarizadas se pueden utilizar en pacientes con implantes metálicos o marcapasos, para quienes la resonancia magnética (MRI) está contraindicada .

Desde su desarrollo en la década de 1970, la tomografía computarizada ha demostrado ser una técnica de obtención de imágenes versátil. Si bien la tomografía computarizada se utiliza principalmente en el diagnóstico médico , también se puede utilizar para formar imágenes de objetos inanimados. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1979 fue otorgado conjuntamente al físico sudafricano-estadounidense Allan MacLeod Cormack y al ingeniero eléctrico británico Godfrey Hounsfield "por el desarrollo de la tomografía asistida por computadora". ^{[5] [6]}

En función de la adquisición de imágenes y los procedimientos, existen varios tipos de escáneres disponibles en el mercado.

La TC secuencial, también conocida como TC de paso y disparo, es un tipo de método de exploración en el que la mesa de TC se mueve paso a paso. La mesa se incrementa hasta una ubicación determinada y luego se detiene, a lo que le sigue la rotación del tubo de rayos X y la adquisición de un corte. Luego, la mesa se incrementa nuevamente y se toma otro corte. El movimiento de la mesa se detiene mientras se toman los cortes. Esto da como resultado un aumento del tiempo de exploración. ^[7]

El tubo giratorio, comúnmente llamado TC espiral o TC helicoidal, es una técnica de obtención de imágenes en la que se hace girar un tubo de rayos X completo alrededor del eje central del área que se está escaneando. Estos son el tipo de escáneres dominante en el mercado porque se han fabricado durante más tiempo y ofrecen un menor costo de producción y compra. La principal limitación de este tipo de TC es el volumen y la inercia del equipo (conjunto de tubo de rayos X y matriz de detectores en el lado opuesto del círculo) que limita la velocidad a la que puede girar el equipo. Algunos diseños utilizan dos fuentes de rayos X y matrices de detectores desplazadas por un ángulo, como una técnica para mejorar la resolución temporal. ^{[8] [9]}

La tomografía por haz de electrones (EBT) es una forma específica de TC en la que se construye un tubo de rayos X lo suficientemente grande como para que solo el camino de los electrones , que viaja entre el cátodo y el ánodo del tubo de rayos X, se haga girar utilizando bobinas de deflexión . ^[10] Este tipo tenía una gran ventaja ya que las velocidades de barrido pueden ser mucho más rápidas, lo que permite obtener imágenes menos borrosas de estructuras en movimiento, como el corazón y las arterias. ^[11] Se han producido menos escáneres de este diseño en comparación con los tipos de tubo giratorio, principalmente debido al mayor costo asociado con la construcción de un tubo de rayos X y una matriz de detectores mucho más grandes y una cobertura anatómica limitada. ^[12]

La tomografía computarizada de energía dual, también conocida como tomografía computarizada espectral, es un avance de la tomografía computarizada en la que se utilizan dos energías para crear dos conjuntos de datos. ^[13] Una tomografía computarizada de energía dual puede emplear métodos de fuente dual, fuente única con capa de detector dual y fuente única con conmutación de energía para obtener dos conjuntos de datos diferentes. ^[14]

1. La TC de doble fuente es un escáner avanzado con un sistema de detector de dos tubos de rayos X, a diferencia de los sistemas convencionales de un solo tubo. ^{[15] [16]} Estos dos sistemas de detector están montados en un solo pórtico a 90° en el mismo plano. ^[17] Los escáneres de TC de doble fuente permiten una exploración rápida con una resolución temporal más alta al adquirir un corte de TC completo en solo la mitad de una rotación. La obtención rápida de imágenes reduce la borrosidad por movimiento a frecuencias cardíacas altas y potencialmente permite un tiempo de apnea más corto. Esto es particularmente útil para pacientes enfermos que tienen dificultad para contener la respiración o que no pueden tomar medicamentos para reducir la frecuencia cardíaca. ^{[17] [18]}
2. La fuente única con conmutación de energía es otro modo de TC de energía dual en el que se opera un solo tubo con dos energías diferentes cambiando las energías con frecuencia. ^{[19] [20]}

La tomografía computarizada de perfusión es una forma específica de TC para evaluar el flujo a través de los vasos sanguíneos mientras se inyecta un agente de contraste . ^[21] El flujo sanguíneo, el tiempo de tránsito sanguíneo y el volumen sanguíneo del órgano se pueden calcular con una sensibilidad y especificidad razonables . ^[21] Este tipo de TC se puede utilizar en el corazón , aunque la sensibilidad y la especificidad para detectar anomalías siguen siendo inferiores a las de otras formas de TC. ^[22] También se puede utilizar en el cerebro , donde la TC de perfusión a menudo puede detectar una perfusión cerebral deficiente mucho antes de que se detecte utilizando una tomografía computarizada espiral convencional. ^{[21] [23]} Esto es mejor para el diagnóstico de accidentes cerebrovasculares que otros tipos de TC. ^[23]

La tomografía por emisión de positrones y la tomografía computarizada es una modalidad de TC híbrida que combina, en un solo gantry, un escáner de tomografía por emisión de positrones (PET) y un escáner de tomografía computarizada (TC) de rayos X, para adquirir imágenes secuenciales de ambos dispositivos en la misma sesión, que se combinan en una sola imagen superpuesta ( corregida ). De este modo, las imágenes funcionales obtenidas por PET, que representan la distribución espacial de la actividad metabólica o bioquímica en el cuerpo, se pueden alinear o correlacionar con mayor precisión con las imágenes anatómicas obtenidas por TC. ^[24]

La PET-CT proporciona detalles anatómicos y funcionales de un órgano bajo examen y es útil para detectar diferentes tipos de cáncer. ^{[25] [26]}

Desde su introducción en la década de 1970, ^[27] la TC se ha convertido en una herramienta importante en la obtención de imágenes médicas para complementar las imágenes de rayos X convencionales y la ecografía médica . Más recientemente, se ha utilizado para la medicina preventiva o la detección de enfermedades, por ejemplo, la colonografía por TC para personas con un alto riesgo de cáncer de colon , o las exploraciones cardíacas de movimiento completo para personas con un alto riesgo de enfermedad cardíaca. Varias instituciones ofrecen exploraciones de cuerpo completo para la población general, aunque esta práctica va en contra del consejo y la posición oficial de muchas organizaciones profesionales en el campo, principalmente debido a la dosis de radiación aplicada. ^[28]

El uso de tomografías computarizadas ha aumentado drásticamente en las últimas dos décadas en muchos países. ^[29] Se estima que se realizaron 72 millones de tomografías computarizadas en los Estados Unidos en 2007 y más de 80 millones en 2015. ^{[30] [31]}

La tomografía computarizada de la cabeza se utiliza normalmente para detectar infartos ( accidentes cerebrovasculares ), tumores , calcificaciones , hemorragias y traumatismos óseos . ^[32] De los anteriores, las estructuras hipodensas (oscuras) pueden indicar edema e infarto, las estructuras hiperdensas (brillantes) indican calcificaciones y hemorragias y el traumatismo óseo puede verse como disyunción en las ventanas óseas. Los tumores pueden detectarse por la hinchazón y la distorsión anatómica que causan, o por el edema circundante. La tomografía computarizada de la cabeza también se utiliza en la cirugía estereotáctica guiada por tomografía computarizada y la radiocirugía para el tratamiento de tumores intracraneales, malformaciones arteriovenosas y otras afecciones tratables quirúrgicamente utilizando un dispositivo conocido como N-localizador . ^{[33] [34] [35] [36] [37] [38]}

La TC con contraste es generalmente el estudio inicial de elección para masas en el cuello en adultos. ^[39] La TC de tiroides juega un papel importante en la evaluación del cáncer de tiroides . ^[40] La TC a menudo encuentra anomalías tiroideas de manera incidental, por lo que suele ser la modalidad de investigación preferida para las anomalías tiroideas. ^[40]

La tomografía computarizada se puede utilizar para detectar cambios tanto agudos como crónicos en el parénquima pulmonar , el tejido de los pulmones . ^[41] Es particularmente relevante aquí porque las radiografías bidimensionales normales no muestran tales defectos. Se utilizan diversas técnicas, dependiendo de la anomalía sospechada. Para la evaluación de procesos intersticiales crónicos como el enfisema y la fibrosis , ^[42] se utilizan secciones delgadas con reconstrucciones de alta frecuencia espacial; a menudo, las exploraciones se realizan tanto en inspiración como en espiración. Esta técnica especial se llama TC de alta resolución que produce una muestra del pulmón y no imágenes continuas. ^[43]

El engrosamiento de la pared bronquial se puede observar en las tomografías computarizadas de pulmón y generalmente (pero no siempre) implica inflamación de los bronquios . ^[44]

Un nódulo encontrado incidentalmente en ausencia de síntomas (a veces denominado incidentaloma ) puede generar inquietudes de que podría representar un tumor, ya sea benigno o maligno . ^[45] Tal vez persuadidos por el miedo, los pacientes y los médicos a veces aceptan un programa intensivo de tomografías computarizadas, a veces hasta cada tres meses y más allá de las pautas recomendadas, en un intento de hacer vigilancia de los nódulos. ^[46] Sin embargo, las pautas establecidas advierten que es poco probable que los pacientes sin antecedentes de cáncer y cuyos nódulos sólidos no hayan crecido durante un período de dos años tengan algún cáncer maligno. ^[46] Por esta razón, y debido a que ninguna investigación proporciona evidencia de apoyo de que la vigilancia intensiva brinde mejores resultados, y debido a los riesgos asociados con las tomografías computarizadas, los pacientes no deben recibir una detección por TC en exceso de las recomendadas por las pautas establecidas. ^[46]

La angiografía por tomografía computarizada (ATC) es un tipo de TC de contraste para visualizar las arterias y venas de todo el cuerpo. ^[47] Esto abarca desde las arterias que irrigan el cerebro hasta las que llevan sangre a los pulmones , riñones , brazos y piernas . Un ejemplo de este tipo de examen es la angiografía pulmonar por TC (APTC) que se utiliza para diagnosticar la embolia pulmonar (EP). Emplea una tomografía computarizada y un agente de contraste a base de yodo para obtener una imagen de las arterias pulmonares . ^{[48] [49] [50]} Las tomografías computarizadas pueden reducir el riesgo de la angiografía al proporcionar a los médicos más información sobre la posición y la cantidad de coágulos antes del procedimiento. ^{[51] [52]}

Se realiza una tomografía computarizada del corazón para obtener conocimientos sobre la anatomía cardíaca o coronaria. ^[53] Tradicionalmente, las tomografías computarizadas cardíacas se utilizan para detectar, diagnosticar o realizar un seguimiento de la enfermedad de la arteria coronaria . ^[54] Más recientemente, la TC ha desempeñado un papel clave en el campo de rápida evolución de las intervenciones cardíacas estructurales transcatéter , más específicamente en la reparación y el reemplazo transcatéter de válvulas cardíacas. ^{[55] [56] [57]}

Las principales formas de exploración por TC cardíaca son:

• Angiografía coronaria por TC (CCTA): el uso de la TC para evaluar las arterias coronarias del corazón . El sujeto recibe una inyección intravenosa de radiocontraste y luego se explora el corazón utilizando un escáner de TC de alta velocidad, lo que permite a los radiólogos evaluar el grado de oclusión en las arterias coronarias, generalmente para diagnosticar la enfermedad de la arteria coronaria. ^{[58] [59]}
• Tomografía computarizada coronaria para medir el calcio : también se utiliza para evaluar la gravedad de la enfermedad de las arterias coronarias. En concreto, busca depósitos de calcio en las arterias coronarias que pueden estrecharlas y aumentar el riesgo de sufrir un ataque cardíaco. ^[60] Una tomografía computarizada coronaria típica para medir el calcio se realiza sin el uso de contraste radiológico, pero es posible que también se pueda realizar a partir de imágenes con contraste. ^[61]

Para visualizar mejor la anatomía, es habitual el posprocesamiento de las imágenes. ^[54] Las más habituales son las reconstrucciones multiplanares (MPR) y la representación volumétrica . Para anatomías y procedimientos más complejos, como intervenciones en válvulas cardíacas, se crea una reconstrucción 3D real o una impresión 3D basada en estas imágenes de TC para obtener una comprensión más profunda. ^{[62] [63] [64] [65]}

La TC es una técnica precisa para el diagnóstico de enfermedades abdominales como la enfermedad de Crohn , ^[66] sangrado gastrointestinal y diagnóstico y estadificación del cáncer, así como para el seguimiento después del tratamiento del cáncer para evaluar la respuesta. ^[67] Se utiliza comúnmente para investigar el dolor abdominal agudo . ^[68]

La tomografía computarizada sin contraste es hoy el estándar de oro para diagnosticar cálculos urinarios . ^[69] El tamaño, el volumen y la densidad de los cálculos se pueden estimar para ayudar a los médicos a orientar el tratamiento posterior; el tamaño es especialmente importante para predecir la eliminación espontánea de un cálculo. ^[70]

En el caso del esqueleto axial y las extremidades , la TC se utiliza a menudo para obtener imágenes de fracturas complejas , especialmente las que rodean las articulaciones, debido a su capacidad de reconstruir el área de interés en múltiples planos. Las fracturas, las lesiones ligamentosas y las dislocaciones se pueden reconocer fácilmente con una resolución de 0,2 mm. ^{[71] [72]} Con los modernos escáneres de TC de energía dual, se han establecido nuevas áreas de uso, como la ayuda en el diagnóstico de la gota . ^[73]

La TC se utiliza en biomecánica para revelar rápidamente la geometría, la anatomía, la densidad y los módulos elásticos de los tejidos biológicos. ^{[74] [75]}

La tomografía computarizada industrial (TC industrial) es un proceso que utiliza equipos de rayos X para producir representaciones tridimensionales de componentes tanto externos como internos. La TC industrial se ha utilizado en muchas áreas de la industria para la inspección interna de componentes. Algunos de los usos clave de la TC han sido la detección de fallas, el análisis de fallas, la metrología, el análisis de ensamblajes, los métodos de elementos finitos basados ​​en imágenes ^[76] y las aplicaciones de ingeniería inversa. La TC también se utiliza en la obtención de imágenes y la conservación de artefactos de museos. ^[77]

La tomografía computarizada también ha encontrado una aplicación en la seguridad del transporte (predominantemente seguridad aeroportuaria ), donde actualmente se utiliza en un contexto de análisis de materiales para la detección de explosivos CTX (dispositivo de detección de explosivos) ^{[78] [79] [80] [81]} y también se está considerando para el escaneo automatizado de seguridad de equipaje / paquetería utilizando algoritmos de reconocimiento de objetos basados ​​​​en visión por computadora que apuntan a la detección de elementos de amenaza específicos basados ​​​​en la apariencia 3D (por ejemplo, pistolas, cuchillos, contenedores de líquidos). ^{[82] [83] [84]} Su uso en seguridad aeroportuaria, iniciado en el aeropuerto de Shannon en marzo de 2022, ha puesto fin a la prohibición de líquidos de más de 100 ml allí, una medida que el aeropuerto de Heathrow planea implementar por completo el 1 de diciembre de 2022 y la TSA gastó $ 781,2 millones en un pedido de más de 1.000 escáneres, listos para entrar en funcionamiento en el verano.

La tomografía computarizada de rayos X se utiliza en estudios geológicos para revelar rápidamente los materiales dentro de un núcleo de perforación. ^[85] Los minerales densos como la pirita y la barita aparecen más brillantes y los componentes menos densos como la arcilla aparecen opacos en las imágenes de TC. ^[86]

La tomografía computarizada con rayos X y la microtomografía computarizada también se pueden utilizar para la conservación y preservación de objetos del patrimonio cultural. En el caso de muchos objetos frágiles, la investigación y la observación directas pueden resultar perjudiciales y degradar el objeto con el tiempo. Mediante las tomografías computarizadas, los conservadores e investigadores pueden determinar la composición material de los objetos que están explorando, como la posición de la tinta a lo largo de las capas de un pergamino, sin sufrir daños adicionales. Estas exploraciones han sido óptimas para la investigación centrada en el funcionamiento del mecanismo de Antikythera o el texto oculto en el interior de las capas externas carbonizadas del Pergamino de En-Gedi . Sin embargo, no son óptimas para todos los objetos sujetos a este tipo de preguntas de investigación, ya que hay ciertos artefactos, como los papiros de Herculano, en los que la composición material tiene muy poca variación a lo largo del interior del objeto. Después de escanear estos objetos, se pueden emplear métodos computacionales para examinar el interior de estos objetos, como fue el caso del desenrollado virtual del pergamino de En-Gedi y los papiros de Herculano . ^[87] La ​​micro-TC también ha demostrado ser útil para analizar artefactos más recientes, como correspondencia histórica aún sellada que empleaba la técnica de bloqueo de letras (plegado y cortes complejos) que proporcionaba un "mecanismo de bloqueo a prueba de manipulaciones". ^{[88] [89]} Otros ejemplos de casos de uso en arqueología son la obtención de imágenes del contenido de sarcófagos o cerámicas. ^[90]

Recientemente, el CWI de Ámsterdam ha colaborado con el Rijksmuseum para investigar los detalles internos de los objetos de arte en el marco denominado IntACT. ^[91]

Diferentes tipos de hongos pueden degradar la madera en diferentes grados; un grupo de investigación belga utilizó una tomografía computarizada de rayos X en 3 dimensiones con una resolución submicrónica y descubrió que los hongos pueden penetrar microporos de 0,6 μm ^[92] en determinadas condiciones.

Los aserraderos utilizan escáneres CT industriales para detectar defectos en las superficies redondas, como por ejemplo nudos, con el fin de mejorar el valor total de la producción de madera. La mayoría de los aserraderos tienen previsto incorporar esta robusta herramienta de detección para mejorar la productividad a largo plazo, aunque el coste de inversión inicial es elevado.

El resultado de una tomografía computarizada es un volumen de vóxeles , que puede presentarse a un observador humano mediante diversos métodos y que, en términos generales, encajan en las siguientes categorías:

• Rebanadas (de espesor variable). Se considera generalmente que una rebanada delgada es aquella que tiene un espesor de menos de 3 mm . ^{[93] [94]} Se considera generalmente que una rebanada gruesa es aquella que tiene un espesor de entre 3 mm y 5 mm. ^{[94] [95]}
• Proyección, incluida la proyección de intensidad máxima ^[96] y la proyección de intensidad media
• Representación volumétrica (VR) ^[96]

Técnicamente, todas las representaciones de volumen se convierten en proyecciones cuando se visualizan en una pantalla bidimensional , lo que hace que la distinción entre proyecciones y representaciones de volumen sea un poco vaga. Los epítomes de los modelos de representación de volumen presentan una combinación de, por ejemplo, colores y sombreados para crear representaciones realistas y observables. ^{[97] [98]}

Las imágenes de TC bidimensionales se representan convencionalmente de modo que la vista sea como si se mirara desde los pies del paciente. ^[99] Por lo tanto, el lado izquierdo de la imagen está a la derecha del paciente y viceversa, mientras que la parte anterior en la imagen también está a la parte anterior del paciente y viceversa. Este intercambio de izquierda a derecha corresponde a la vista que los médicos generalmente tienen en la realidad cuando se colocan frente a los pacientes. ^[100]

Los píxeles de una imagen obtenida mediante tomografía computarizada se muestran en términos de radiodensidad relativa . El píxel en sí se muestra de acuerdo con la atenuación media del tejido o tejidos a los que corresponde en una escala de +3071 (más atenuante) a -1024 (menos atenuante) en la escala Hounsfield . Un píxel es una unidad bidimensional basada en el tamaño de la matriz y el campo de visión. Cuando también se tiene en cuenta el grosor del corte de la TC, la unidad se conoce como vóxel , que es una unidad tridimensional. ^[101] El agua tiene una atenuación de 0 unidades Hounsfield (UH), mientras que el aire es de -1000 UH, el hueso esponjoso suele ser de +400 UH y el hueso craneal puede alcanzar las 2000 UH. ^[102] La atenuación de los implantes metálicos depende del número atómico del elemento utilizado: el titanio suele tener una cantidad de +1000 HU, el acero ferroso puede bloquear completamente los rayos X y es, por tanto, responsable de los conocidos artefactos lineales en las tomografías computarizadas. Los artefactos son causados ​​por transiciones abruptas entre materiales de baja y alta densidad, lo que da como resultado valores de datos que superan el rango dinámico de la electrónica de procesamiento. ^[103]

Los conjuntos de datos de TC tienen un rango dinámico muy alto que se debe reducir para su visualización o impresión. Esto se hace típicamente a través de un proceso de "ventana", que asigna un rango (la "ventana") de valores de píxeles a una rampa de escala de grises. Por ejemplo, las imágenes de TC del cerebro se visualizan comúnmente con una ventana que se extiende desde 0 HU a 80 HU. Los valores de píxeles de 0 y menores se muestran en negro; los valores de 80 y mayores se muestran en blanco; los valores dentro de la ventana se muestran como una intensidad de gris proporcional a la posición dentro de la ventana. ^[104] La ventana utilizada para la visualización debe coincidir con la densidad de rayos X del objeto de interés, con el fin de optimizar el detalle visible. ^[105] Los parámetros de ancho de ventana y nivel de ventana se utilizan para controlar la ventana de una exploración. ^[106]

La reconstrucción multiplanar (MPR) es el proceso de convertir datos de un plano anatómico (generalmente transversal ) a otros planos. Puede utilizarse tanto para cortes finos como para proyecciones. La reconstrucción multiplanar es posible gracias a que los escáneres de TC actuales proporcionan una resolución casi isotrópica . ^[107]

La MPR se utiliza prácticamente en todas las exploraciones. Con ella se examina frecuentemente la columna vertebral. ^[108] Una imagen de la columna vertebral en el plano axial sólo puede mostrar un hueso vertebral a la vez y no puede mostrar su relación con otros huesos vertebrales. Al reformatear los datos en otros planos, se puede lograr la visualización de la posición relativa en el plano sagital y coronal. ^[109]

Un nuevo software permite la reconstrucción de datos en planos no ortogonales (oblicuos), lo que ayuda en la visualización de órganos que no están en planos ortogonales. ^{[110] [111]} Es más adecuado para la visualización de la estructura anatómica de los bronquios, ya que no se encuentran ortogonales a la dirección de la exploración. ^[112]

La reconstrucción en plano curvo (o reformación plana curvada = CPR) se realiza principalmente para la evaluación de los vasos. Este tipo de reconstrucción ayuda a enderezar las curvaturas de un vaso, lo que ayuda a visualizar un vaso completo en una sola imagen o en múltiples imágenes. Después de que un vaso se ha "enderezado", se pueden realizar mediciones como el área de la sección transversal y la longitud. Esto es útil en la evaluación preoperatoria de un procedimiento quirúrgico. ^[113]

Para las proyecciones 2D utilizadas en radioterapia para el control de calidad y la planificación de la radioterapia de haz externo , incluidas las radiografías reconstruidas digitalmente, consulte Vista del haz .

Ejemplos de diferentes algoritmos de engrosamiento de reconstrucciones multiplanares ^[114]

Tipo de proyección	Ilustración esquemática	Ejemplos (losas de 10 mm)	Descripción	Usos
Proyección de intensidad media (AIP)			Se muestra la atenuación media de cada vóxel. La imagen se suavizará a medida que aumenta el grosor del corte. Se parecerá cada vez más a la radiografía de proyección convencional a medida que aumenta el grosor del corte.	Útil para identificar las estructuras internas de un órgano sólido o las paredes de estructuras huecas, como los intestinos.
Proyección de máxima intensidad (MIP)			Se muestra el vóxel con la mayor atenuación, por lo que se resaltan las estructuras con alta atenuación, como los vasos sanguíneos llenos de medios de contraste.	Útil para estudios angiográficos e identificación de nódulos pulmonares.
Proyección de intensidad mínima (MinIP)			Se muestra el vóxel con la atenuación más baja, por lo que se resaltan las estructuras de baja atenuación, como los espacios de aire.	Útil para evaluar el parénquima pulmonar.

El operador establece un valor umbral de radiodensidad (por ejemplo, un nivel que corresponde al hueso). Con la ayuda de algoritmos de procesamiento de imágenes de detección de bordes , se puede construir un modelo 3D a partir de los datos iniciales y visualizarlo en la pantalla. Se pueden utilizar varios umbrales para obtener múltiples modelos; cada componente anatómico, como músculo, hueso y cartílago, se puede diferenciar en función de los diferentes colores que se les asignan. Sin embargo, este modo de operación no puede mostrar las estructuras internas. ^[115]

La representación de superficies es una técnica limitada, ya que muestra solo las superficies que cumplen con un umbral de densidad particular y que están orientadas hacia el espectador. Sin embargo, en la representación de volumen, se utilizan transparencias, colores y sombreados , lo que facilita la presentación de un volumen en una sola imagen. Por ejemplo, los huesos pélvicos se pueden mostrar como semitransparentes, de modo que, incluso al mirarlos desde un ángulo oblicuo, una parte de la imagen no oculte otra. ^[116]

Un tema importante en la radiología actual es cómo reducir la dosis de radiación durante los exámenes de TC sin comprometer la calidad de la imagen. En general, las dosis de radiación más altas dan como resultado imágenes de mayor resolución, ^[117] mientras que las dosis más bajas dan lugar a un mayor ruido de imagen y a imágenes poco nítidas. Sin embargo, una dosis mayor aumenta los efectos secundarios adversos, incluido el riesgo de cáncer inducido por la radiación : una TC abdominal de cuatro fases proporciona la misma dosis de radiación que 300 radiografías de tórax. ^[118] Existen varios métodos que pueden reducir la exposición a la radiación ionizante durante una tomografía computarizada. ^[119]

1. Las nuevas tecnologías de software pueden reducir significativamente la dosis de radiación requerida. Los nuevos algoritmos iterativos de reconstrucción tomográfica ( por ejemplo , el algoritmo iterativo de varianza mínima asintótica dispersa ) podrían ofrecer una resolución superior sin requerir una dosis de radiación mayor. ^[120]
2. Individualice el examen y ajuste la dosis de radiación al tipo de cuerpo y al órgano examinado. Los distintos tipos de cuerpo y órganos requieren distintas cantidades de radiación. ^[121]
3. Una resolución más alta no siempre es adecuada, como en el caso de la detección de pequeñas masas pulmonares. ^[122]

Aunque las imágenes producidas por TC son generalmente representaciones fieles del volumen escaneado, la técnica es susceptible a una serie de artefactos , como los siguientes: ^{[123] [124] Capítulos 3 y 5}

Artefacto de racha

Las rayas se ven a menudo alrededor de materiales que bloquean la mayoría de los rayos X, como el metal o el hueso. Numerosos factores contribuyen a estas rayas: submuestreo, falta de fotones, movimiento, endurecimiento del haz y dispersión Compton . Este tipo de artefacto ocurre comúnmente en la fosa posterior del cerebro o si hay implantes metálicos. Las rayas se pueden reducir utilizando técnicas de reconstrucción más nuevas. ^[125] Enfoques como la reducción de artefactos metálicos (MAR) también pueden reducir este artefacto. ^{[126] [127]} Las técnicas MAR incluyen imágenes espectrales, donde las imágenes de TC se toman con fotones de diferentes niveles de energía y luego se sintetizan en imágenes monocromáticas con un software especial como GSI (Gemstone Spectral Imaging). ^[128]

Efecto de volumen parcial

Esto se manifiesta como una "difuminación" de los bordes. Se debe a que el escáner no puede diferenciar entre una pequeña cantidad de material de alta densidad (por ejemplo, hueso) y una mayor cantidad de material de menor densidad (por ejemplo, cartílago). ^[129] La reconstrucción supone que la atenuación de rayos X dentro de cada vóxel es homogénea; esto puede no ser el caso en los bordes afilados. Esto se observa con mayor frecuencia en la dirección z (dirección craneocaudal), debido al uso convencional de vóxeles altamente anisotrópicos , que tienen una resolución fuera del plano mucho menor que la resolución en el plano. Esto se puede superar parcialmente escaneando con cortes más delgados o una adquisición isotrópica en un escáner moderno. ^[130]

Artefacto de anillo

Probablemente el artefacto mecánico más común, la imagen de uno o muchos "anillos" aparece dentro de una imagen. Por lo general, son causados ​​por las variaciones en la respuesta de elementos individuales en un detector de rayos X bidimensional debido a un defecto o una mala calibración. ^[131] Los artefactos de anillo se pueden reducir en gran medida mediante la normalización de la intensidad, también conocida como corrección de campo plano. ^[132] Los anillos restantes se pueden suprimir mediante una transformación al espacio polar, donde se convierten en rayas lineales. ^[131] Una evaluación comparativa de la reducción de artefactos de anillo en imágenes de tomografía de rayos X mostró que el método de Sijbers y Postnov puede suprimir eficazmente los artefactos de anillo. ^[133]

Ruido

Esto aparece como grano en la imagen y es causado por una baja relación señal/ruido. Esto ocurre más comúnmente cuando se utiliza un espesor de corte fino. También puede ocurrir cuando la potencia suministrada al tubo de rayos X es insuficiente para penetrar la anatomía. ^[134]

Molino

Pueden aparecer rayas cuando los detectores intersectan el plano de reconstrucción. Esto se puede reducir con filtros o una reducción del tono. ^{[135] [136]}

Endurecimiento de vigas

Esto puede dar una "apariencia ahuecada" cuando la escala de grises se visualiza como altura. Se produce porque las fuentes convencionales, como los tubos de rayos X, emiten un espectro policromático. Los fotones de niveles de energía fotónicos más altos suelen atenuarse menos. Debido a esto, la energía media del espectro aumenta al pasar por el objeto, lo que a menudo se describe como "más duro". Esto conduce a un efecto que subestima cada vez más el espesor del material, si no se corrige. Existen muchos algoritmos para corregir este artefacto. Se pueden dividir en métodos monomateriales y multimateriales. ^{[125] [137] [138]}

La tomografía computarizada tiene varias ventajas sobre la radiografía médica bidimensional tradicional . En primer lugar, la tomografía computarizada elimina la superposición de imágenes de estructuras fuera del área de interés. ^[139] En segundo lugar, las tomografías computarizadas tienen una mayor resolución de imagen , lo que permite el examen de detalles más finos. La tomografía computarizada puede distinguir entre tejidos que difieren en densidad radiográfica en un 1% o menos. ^[140] En tercer lugar, la tomografía computarizada permite la obtención de imágenes reformateadas multiplanares: los datos de la exploración se pueden visualizar en el plano transversal (o axial) , coronal o sagital , según la tarea diagnóstica. ^[141]

La resolución mejorada de la TC ha permitido el desarrollo de nuevas investigaciones. Por ejemplo, la angiografía por TC evita la inserción invasiva de un catéter . La tomografía computarizada puede realizar una colonoscopia virtual con mayor precisión y menos molestias para el paciente que una colonoscopia tradicional . ^{[142] [143]} La colonografía virtual es mucho más precisa que un enema de bario para la detección de tumores y utiliza una dosis de radiación menor. ^[144]

La TC es una técnica de diagnóstico con una dosis de radiación moderada a alta . La dosis de radiación para un examen en particular depende de múltiples factores: el volumen explorado, la constitución del paciente, el número y tipo de protocolo de exploración, y la resolución y calidad de imagen deseadas. ^[145] Dos parámetros de exploración por TC helicoidal, la corriente del tubo y el paso, se pueden ajustar fácilmente y tienen un profundo efecto en la radiación. La exploración por TC es más precisa que las radiografías bidimensionales para evaluar la fusión intercorporal anterior, aunque aún pueden sobreestimar la extensión de la fusión. ^[146]

La radiación utilizada en las tomografías computarizadas puede dañar las células del cuerpo, incluidas las moléculas de ADN , lo que puede provocar cáncer inducido por radiación . ^[147] Las dosis de radiación recibidas de las tomografías computarizadas son variables. En comparación con las técnicas de rayos X de dosis más bajas, las tomografías computarizadas pueden tener una dosis de 100 a 1000 veces mayor que los rayos X convencionales. ^[148] Sin embargo, una radiografía de la columna lumbar tiene una dosis similar a una tomografía computarizada de cabeza. ^[149] Los artículos en los medios a menudo exageran la dosis relativa de la TC al comparar las técnicas de rayos X de dosis más baja (radiografía de tórax) con las técnicas de TC de dosis más alta. En general, una TC abdominal de rutina tiene una dosis de radiación similar a tres años de radiación de fondo promedio . ^[150]

Estudios de población a gran escala han demostrado consistentemente que la radiación de dosis baja de las tomografías computarizadas tiene impactos en la incidencia de cáncer en una variedad de cánceres. ^{[151] [152] [153] [154]} Por ejemplo, en una gran cohorte de población se encontró que hasta el 4% de los cánceres cerebrales fueron causados ​​por la radiación de la tomografía computarizada. ^[155] Algunos expertos proyectan que en el futuro, entre el tres y el cinco por ciento de todos los cánceres resultarían de las imágenes médicas. ^[148] Un estudio australiano de 10,9 millones de personas informó que la mayor incidencia de cáncer después de la exposición a la tomografía computarizada en esta cohorte se debió principalmente a la irradiación. En este grupo, una de cada 1.800 tomografías computarizadas fue seguida por un exceso de cáncer. Si el riesgo de por vida de desarrollar cáncer es del 40%, entonces el riesgo absoluto aumenta al 40,05% después de una tomografía computarizada. Los riesgos de la radiación de la tomografía computarizada son especialmente importantes en pacientes que se someten a tomografías computarizadas recurrentes en un corto período de tiempo de uno a cinco años. ^{[156] [157] [158]}

Algunos expertos señalan que se sabe que las tomografías computarizadas se "utilizan en exceso" y "existe una evidencia lamentablemente escasa de mejores resultados de salud asociados con la alta tasa actual de tomografías". ^[148] Por otra parte, un artículo reciente que analiza los datos de pacientes que recibieron dosis acumuladas altas mostró un alto grado de uso apropiado. ^[159] Esto crea un problema importante de riesgo de cáncer para estos pacientes. Además, un hallazgo altamente significativo que no se había informado anteriormente es que algunos pacientes recibieron dosis de >100 mSv de tomografías computarizadas en un solo día, ^[157] lo que contrarresta las críticas existentes que algunos investigadores pueden tener sobre los efectos de la exposición prolongada frente a la exposición aguda.

Existen opiniones contrarias y el debate continúa. Algunos estudios han demostrado que las publicaciones que indican un mayor riesgo de cáncer a partir de dosis típicas de tomografías computarizadas corporales están plagadas de graves limitaciones metodológicas y varios resultados altamente improbables, ^[160] concluyendo que no hay evidencia que indique que dosis tan bajas causen algún daño a largo plazo. ^{[161] [162] [163]} Un estudio estimó que hasta un 0,4% de los cánceres en los Estados Unidos fueron resultado de tomografías computarizadas, y que este porcentaje puede haber aumentado hasta un 1,5 a 2% según la tasa de uso de tomografías computarizadas en 2007. ^[147] Otros cuestionan esta estimación, ^[164] ya que no hay consenso sobre si los niveles bajos de radiación utilizados en las tomografías computarizadas causan daño. En muchos casos se utilizan dosis de radiación más bajas, como en la investigación del cólico renal. ^[165]

La edad de una persona juega un papel significativo en el riesgo posterior de cáncer. ^[166] Los riesgos estimados de mortalidad por cáncer durante la vida de una TC abdominal de un niño de un año son del 0,1%, o 1:1000 exploraciones. ^[166] El riesgo para alguien que tiene 40 años es la mitad del de alguien que tiene 20 años, con un riesgo sustancialmente menor en los ancianos. ^[166] La Comisión Internacional de Protección Radiológica estima que el riesgo de que un feto se exponga a 10 mGy (una unidad de exposición a la radiación) aumenta la tasa de cáncer antes de los 20 años de edad del 0,03% al 0,04% (como referencia, una angiografía pulmonar por TC expone a un feto a 4 mGy). ^[167] Una revisión de 2012 no encontró una asociación entre la radiación médica y el riesgo de cáncer en niños, pero señaló la existencia de limitaciones en las evidencias sobre las que se basa la revisión. ^[168] Las tomografías computarizadas se pueden realizar con diferentes configuraciones para lograr una menor exposición en los niños; la mayoría de los fabricantes de tomografías computarizadas a partir de 2007 tenían esta función incorporada. ^[169] Además, ciertas condiciones pueden requerir que los niños estén expuestos a múltiples tomografías computarizadas. ^[147]

Las recomendaciones actuales son informar a los pacientes sobre los riesgos de la tomografía computarizada. ^[170] Sin embargo, los empleados de los centros de diagnóstico por imágenes tienden a no comunicar dichos riesgos a menos que los pacientes lo soliciten. ^[171]

En los Estados Unidos, la mitad de las tomografías computarizadas son tomografías computarizadas con contraste que utilizan agentes de radiocontraste inyectados por vía intravenosa . ^[172] Las reacciones más comunes a estos agentes son leves, e incluyen náuseas, vómitos y una erupción cutánea con picazón. En raras ocasiones pueden ocurrir reacciones graves que pongan en peligro la vida. ^[173] Las reacciones generales ocurren en el 1 al 3% de las personas con contraste no iónico y en el 4 al 12% de las personas con contraste iónico . ^[174] Las erupciones cutáneas pueden aparecer en una semana hasta el 3% de las personas. ^[173]

Los antiguos agentes de radiocontraste causaron anafilaxia en el 1% de los casos, mientras que los agentes más nuevos, de baja osmolaridad, causaron reacciones en el 0,01-0,04% de los casos. ^{[173] [175]} La muerte ocurre en aproximadamente 2 a 30 personas por cada 1.000.000 de administraciones, y los agentes más nuevos son más seguros. ^{[174] [176]} Existe un mayor riesgo de mortalidad en las personas de sexo femenino, de edad avanzada o con mala salud, generalmente secundaria a anafilaxia o lesión renal aguda . ^[172]

El agente de contraste puede inducir nefropatía inducida por contraste . ^[177] Esto ocurre en el 2 al 7% de las personas que reciben estos agentes, con mayor riesgo en aquellos que tienen insuficiencia renal preexistente , ^[177] diabetes preexistente o volumen intravascular reducido. A las personas con insuficiencia renal leve generalmente se les recomienda asegurar una hidratación completa durante varias horas antes y después de la inyección. Para la insuficiencia renal moderada, se debe evitar el uso de contraste yodado ; esto puede significar usar una técnica alternativa en lugar de TC. Aquellos con insuficiencia renal grave que requieren diálisis requieren precauciones menos estrictas, ya que sus riñones tienen tan poca función restante que cualquier daño adicional no sería notable y la diálisis eliminará el agente de contraste; normalmente se recomienda, sin embargo, programar la diálisis lo antes posible después de la administración del contraste para minimizar cualquier efecto adverso del contraste.

Además del uso de contraste intravenoso, los agentes de contraste administrados por vía oral se utilizan con frecuencia al examinar el abdomen. ^[178] Estos son con frecuencia los mismos que los agentes de contraste intravenosos, solo que diluidos a aproximadamente el 10% de la concentración. Sin embargo, existen alternativas orales al contraste yodado, como suspensiones de sulfato de bario muy diluidas (0,5-1% p/v) . El sulfato de bario diluido tiene la ventaja de que no causa reacciones de tipo alérgico o insuficiencia renal, pero no se puede utilizar en pacientes con sospecha de perforación intestinal o sospecha de lesión intestinal, ya que la fuga de sulfato de bario del intestino dañado puede causar peritonitis fatal . ^[179]

Los efectos secundarios de los agentes de contraste , administrados por vía intravenosa en algunas tomografías computarizadas, podrían perjudicar el funcionamiento de los riñones en pacientes con enfermedad renal , aunque ahora se cree que este riesgo es menor de lo que se creía anteriormente. ^{[180] [177]}

La tabla muestra las exposiciones promedio a la radiación; sin embargo, puede haber una amplia variación en las dosis de radiación entre tipos de exploraciones similares, donde la dosis más alta podría ser hasta 22 veces mayor que la dosis más baja. ^[166] Una radiografía de película simple típica implica una dosis de radiación de 0,01 a 0,15 mGy, mientras que una TC típica puede implicar de 10 a 20 mGy para órganos específicos y puede llegar hasta 80 mGy para ciertas exploraciones de TC especializadas. ^[183]

A modo de comparación, la tasa de dosis media mundial procedente de fuentes naturales de radiación de fondo es de 2,4  mSv al año, lo que equivale a efectos prácticos en esta aplicación a 2,4 mGy al año. ^[181] Aunque hay alguna variación, la mayoría de las personas (el 99%) recibieron menos de 7 mSv al año como radiación de fondo. ^[185] En 2007, las imágenes médicas representaban la mitad de la exposición a la radiación de los habitantes de los Estados Unidos, y las tomografías computarizadas representaban dos tercios de esta cantidad. ^[166] En el Reino Unido, representa el 15% de la exposición a la radiación. ^[167] La ​​dosis media de radiación procedente de fuentes médicas es de unos 0,6 mSv por persona a nivel mundial en 2007. ^[166] Los trabajadores de la industria nuclear de los Estados Unidos están limitados a dosis de 50 mSv al año y 100 mSv cada 5 años. ^[166]

El plomo es el principal material utilizado por el personal de radiología como protección contra los rayos X dispersos.

La dosis de radiación expresada en unidades gray o mGy es proporcional a la cantidad de energía que se espera que absorba la parte del cuerpo irradiada, y el efecto físico (como la ruptura de la doble cadena de ADN ) sobre los enlaces químicos de las células por la radiación de rayos X es proporcional a esa energía. ^[186]

La unidad sievert se utiliza en el informe de la dosis efectiva . La unidad sievert, en el contexto de las tomografías computarizadas, no corresponde a la dosis de radiación real que absorbe la parte del cuerpo explorada, sino a otra dosis de radiación de otro escenario, en el que todo el cuerpo absorbe la otra dosis de radiación y la otra dosis de radiación es de una magnitud que se estima que tiene la misma probabilidad de inducir cáncer que la tomografía computarizada. ^[187] Por lo tanto, como se muestra en la tabla anterior, la radiación real que absorbe una parte del cuerpo explorada es a menudo mucho mayor que la que sugiere la dosis efectiva. Una medida específica, denominada índice de dosis de tomografía computarizada (CTDI), se utiliza comúnmente como una estimación de la dosis de radiación absorbida por el tejido dentro de la región explorada, y los escáneres de TC médicos la calculan automáticamente. ^[188]

La dosis equivalente es la dosis efectiva de un caso en el que todo el cuerpo absorbería realmente la misma dosis de radiación, y en su informe se utiliza la unidad sievert. En el caso de una radiación no uniforme, o de una radiación administrada sólo a una parte del cuerpo, lo que es habitual en los exámenes de TC, el uso de la dosis equivalente local únicamente exageraría los riesgos biológicos para todo el organismo. ^{[189] [190] [191]}

La mayoría de los efectos adversos para la salud de la exposición a la radiación pueden agruparse en dos categorías generales:

• efectos deterministas (reacciones tisulares dañinas) debido en gran parte a la muerte o mal funcionamiento de las células después de dosis altas; ^[192]
• efectos estocásticos, es decir, cáncer y efectos hereditarios que implican el desarrollo de cáncer en individuos expuestos debido a la mutación de células somáticas o enfermedades hereditarias en su descendencia debido a la mutación de células reproductivas (germinales). ^[193]

Se estima que el riesgo añadido de desarrollar cáncer a lo largo de la vida mediante una única TC abdominal de 8 mSv es del 0,05 %, o 1 en 2000. ^[194]

Debido a la mayor susceptibilidad de los fetos a la exposición a la radiación, la dosis de radiación de una tomografía computarizada es una consideración importante en la elección de imágenes médicas durante el embarazo . ^{[195] [196]}

En octubre de 2009, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) inició una investigación sobre las tomografías computarizadas de perfusión cerebral (PCT), basándose en las quemaduras por radiación causadas por ajustes incorrectos en un centro en particular para este tipo particular de tomografía computarizada. Más de 200 pacientes fueron expuestos a una dosis de radiación aproximadamente ocho veces superior a la esperada durante un período de 18 meses; más del 40% de ellos perdieron mechones de cabello. Este evento motivó un llamado a aumentar los programas de garantía de calidad de las tomografías computarizadas. Se observó que "si bien se debe evitar la exposición innecesaria a la radiación, una tomografía computarizada necesaria por razones médicas obtenida con un parámetro de adquisición adecuado tiene beneficios que superan los riesgos de la radiación". ^{[166] [197]} Se han reportado problemas similares en otros centros. ^[166] Se cree que estos incidentes se deben a un error humano . ^[166]

El procedimiento de la tomografía computarizada varía según el tipo de estudio y el órgano que se está explorando. Se hace que el paciente se acueste en la mesa de TC y se centra la mesa según la parte del cuerpo. Se establece la vía intravenosa en caso de TC con contraste. Después de seleccionar la cantidad de contraste adecuada ^{y la tasa} de contraste del inyector de presión, se lleva al explorador a localizar y planificar la exploración. Una vez seleccionado el plan, se administra el contraste. Los datos sin procesar se procesan según el estudio y se realiza la distribución de ventanas adecuada para facilitar el diagnóstico de las exploraciones. ^[198]

La preparación del paciente puede variar según el tipo de exploración. La preparación general del paciente incluye: ^[198]

1. Firma del consentimiento informado .
2. Retirada de objetos metálicos y joyas de la región de interés.
3. Cambio a la bata de hospital según protocolo del hospital.
4. Comprobación de la función renal , especialmente los niveles de creatinina y urea (en caso de CECT ). ^[199]

La tomografía computarizada funciona mediante un generador de rayos X que gira alrededor del objeto; los detectores de rayos X se colocan en el lado opuesto del círculo de la fuente de rayos X. ^[201] A medida que los rayos X pasan a través del paciente, se atenúan de manera diferente por varios tejidos según la densidad del tejido. ^[202] Una representación visual de los datos brutos obtenidos se llama sinograma, pero no es suficiente para la interpretación. ^[203] Una vez que se han adquirido los datos de la exploración, los datos deben procesarse utilizando una forma de reconstrucción tomográfica , que produce una serie de imágenes transversales. ^[204] Estas imágenes transversales se componen de pequeñas unidades de píxeles o vóxeles. ^[205]

Los píxeles de una imagen obtenida mediante una tomografía computarizada se muestran en términos de radiodensidad relativa . El píxel en sí se muestra de acuerdo con la atenuación media del tejido o tejidos a los que corresponde en una escala de +3071 (más atenuante) a -1024 (menos atenuante) en la escala Hounsfield . Un píxel es una unidad bidimensional basada en el tamaño de la matriz y el campo de visión. Cuando también se tiene en cuenta el grosor del corte de la tomografía computarizada, la unidad se conoce como vóxel , que es una unidad tridimensional. ^[205]

El agua tiene una atenuación de 0 unidades Hounsfield (HU), mientras que el aire es de -1.000 HU, el hueso esponjoso suele tener +400 HU y el hueso craneal puede alcanzar 2.000 HU o más (os temporale) y puede causar artefactos . La atenuación de los implantes metálicos depende del número atómico del elemento utilizado: el titanio suele tener una cantidad de +1000 HU, el acero de hierro puede extinguir completamente los rayos X y, por lo tanto, es responsable de los conocidos artefactos lineales en las tomografías computarizadas. Los artefactos son causados ​​por transiciones abruptas entre materiales de baja y alta densidad, lo que da como resultado valores de datos que exceden el rango dinámico de la electrónica de procesamiento. Las imágenes de TC bidimensionales se renderizan convencionalmente de modo que la vista sea como si se mirara desde los pies del paciente. ^[99] Por lo tanto, el lado izquierdo de la imagen está a la derecha del paciente y viceversa, mientras que la parte anterior en la imagen también es la parte anterior del paciente y viceversa. Este intercambio de izquierda-derecha corresponde a la visión que generalmente tienen los médicos en la realidad cuando se encuentran frente a los pacientes.

Inicialmente, las imágenes generadas en las tomografías computarizadas se encontraban en el plano anatómico transversal (axial) , perpendicular al eje largo del cuerpo. Los escáneres modernos permiten reformatear los datos de la exploración como imágenes en otros planos . El procesamiento de la geometría digital puede generar una imagen tridimensional de un objeto dentro del cuerpo a partir de una serie de imágenes radiográficas bidimensionales tomadas por rotación alrededor de un eje fijo . ^[123] Estas imágenes transversales se utilizan ampliamente para el diagnóstico y la terapia médica . ^[206]

Los medios de contraste utilizados para la tomografía computarizada con rayos X, así como para la radiografía de película simple , se denominan radiocontrastes . Los radiocontrastes para la tomografía computarizada se basan, en general, en yodo. ^[207] Esto es útil para resaltar estructuras como los vasos sanguíneos que de otro modo serían difíciles de delinear de su entorno. El uso de material de contraste también puede ayudar a obtener información funcional sobre los tejidos. A menudo, las imágenes se toman tanto con como sin radiocontraste. ^[208]

La historia de la tomografía computarizada con rayos X se remonta al menos a 1917 con la teoría matemática de la transformada de Radon . ^{[209] [210]} En octubre de 1963, William H. Oldendorf recibió una patente estadounidense para un "aparato de energía radiante para investigar áreas seleccionadas de objetos interiores oscurecidos por material denso". ^[211] El primer escáner de TC comercialmente viable fue inventado por Godfrey Hounsfield en 1972. ^[212]

Se suele afirmar que los ingresos por las ventas de los discos de los Beatles en la década de 1960 ayudaron a financiar el desarrollo del primer escáner CT de EMI. Las primeras máquinas de TC de rayos X de producción en serie se denominaban de hecho escáneres EMI. ^[213]

La palabra tomografía se deriva del griego tome 'corte' y graphein 'escribir'. ^[214] La tomografía computarizada se conocía originalmente como "exploración EMI", ya que se desarrolló a principios de la década de 1970 en una rama de investigación de EMI , una empresa mejor conocida hoy en día por su negocio de música y grabación. ^[215] Más tarde se conoció como tomografía axial computarizada ( TAC o TC ) y röntgenografía de sección corporal . ^[216]

El término tomografía computarizada (TC) ya no se utiliza en el ámbito técnico porque las tomografías computarizadas actuales permiten realizar reconstrucciones multiplanares. Esto hace que la TC sea el término más apropiado, que es utilizado por los radiólogos en el lenguaje común, así como en libros de texto y artículos científicos. ^{[217] [218] [219]}

En Medical Subject Headings (MeSH), se utilizó tomografía axial computarizada desde 1977 hasta 1979, pero la indexación actual incluye explícitamente rayos X en el título. ^[220]

El término sinograma fue introducido por Paul Edholm y Bertil Jacobson en 1975. ^[221]

Número de tomógrafos computarizados por país (OCDE)
en 2017 ^[222]
(por millón de habitantes)

País	Valor
Japón	111,49
Australia	64.35
Islandia	43,68
Estados Unidos	42,64
Dinamarca	39,72
Suiza	39,28
Letonia	39.13
Corea del Sur	38.18
Alemania	35.13
Italia	34,71
Grecia	34.22
Austria	28.64
Finlandia	24.51
Chile	24.27
Lituania	23.33
Irlanda	19.14
España	18.59
Estonia	18.22
Francia	17.36
Eslovaquia	17.28
Polonia	16.88
Luxemburgo	16,77
Nueva Zelanda	16,69
República Checa	15,76
Canadá	15.28
Eslovenia	15.00
Pavo	14,77
Países Bajos	13.48
Rusia	13.00
Israel	9.53
Hungría	9.19
México	5.83
Colombia	1.24

En respuesta a la creciente preocupación del público y al progreso continuo de las mejores prácticas, se formó la Alianza para la Seguridad Radiológica en Imágenes Pediátricas dentro de la Sociedad de Radiología Pediátrica . En concierto con la Sociedad Estadounidense de Tecnólogos Radiológicos , el Colegio Estadounidense de Radiología y la Asociación Estadounidense de Físicos en Medicina , la Sociedad de Radiología Pediátrica desarrolló y lanzó la Campaña Image Gently que está diseñada para mantener estudios de imágenes de alta calidad mientras se utilizan las dosis más bajas y las mejores prácticas de seguridad radiológica disponibles en pacientes pediátricos. ^[223] Esta iniciativa ha sido respaldada y aplicada por una lista creciente de varias organizaciones médicas profesionales en todo el mundo y ha recibido apoyo y asistencia de empresas que fabrican equipos utilizados en radiología.

Tras el éxito de la campaña Image Gently , el Colegio Americano de Radiología, la Sociedad Radiológica de Norteamérica, la Asociación Americana de Físicos en Medicina y la Sociedad Americana de Tecnólogos Radiológicos han lanzado una campaña similar para abordar esta cuestión en la población adulta llamada Image Wisely . ^[224]

La Organización Mundial de la Salud y el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) de las Naciones Unidas también han estado trabajando en esta área y tienen proyectos en curso diseñados para ampliar las mejores prácticas y reducir la dosis de radiación al paciente. ^{[225] [226]}

El uso de la TC ha aumentado drásticamente en las últimas dos décadas. ^[29] Se estima que en 2007 se realizaron en Estados Unidos 72 millones de exploraciones, ^[30] lo que representa cerca de la mitad de la tasa de dosis per cápita total de los procedimientos de medicina nuclear y radiológica. ^[227] De las tomografías computarizadas, entre el seis y el once por ciento se realizan en niños, ^[167] un aumento de siete a ocho veces desde 1980. ^[166] Se han observado aumentos similares en Europa y Asia. ^[166] En Calgary, Canadá, el 12,1% de las personas que acuden a urgencias con una queja urgente recibieron una tomografía computarizada, más comúnmente de la cabeza o del abdomen. Sin embargo, el porcentaje de quienes recibieron una TC varió notablemente según el médico de urgencias que los atendió, del 1,8% al 25%. ^[228] En los servicios de urgencias de los Estados Unidos, en 2007 se realizaban tomografías computarizadas o resonancias magnéticas en el 15% de las personas que presentaban lesiones (frente al 6% en 1998). ^[229]

El aumento del uso de tomografías computarizadas ha sido mayor en dos campos: el cribado de adultos (TC de detección de pulmón en fumadores, colonoscopia virtual, cribado cardíaco con TC y TC de cuerpo entero en pacientes asintomáticos) y la obtención de imágenes por TC de niños. El acortamiento del tiempo de exploración a alrededor de 1 segundo, eliminando la estricta necesidad de que el sujeto permanezca quieto o esté sedado, es una de las principales razones del gran aumento de la población pediátrica (especialmente para el diagnóstico de apendicitis ). ^[147] A partir de 2007, en los Estados Unidos una proporción de tomografías computarizadas se realizan innecesariamente. ^[169] Algunas estimaciones sitúan esta cifra en el 30%. ^[167] Hay varias razones para ello, entre ellas: preocupaciones legales, incentivos económicos y el deseo del público. ^[169] Por ejemplo, algunas personas sanas pagan ávidamente para recibir tomografías computarizadas de cuerpo entero como cribado . En ese caso, no está del todo claro que los beneficios superen los riesgos y los costes. Decidir si se deben tratar los incidentalomas y cómo hacerlo es complejo, la exposición a la radiación no es despreciable y el dinero para las exploraciones implica un costo de oportunidad . ^[169]

Los principales fabricantes de dispositivos y equipos de exploración por TC son: ^[230]

• Atención sanitaria de GE
• Ingenieros sanitarios Siemens
• Canon Medical Systems Corporation (anteriormente Toshiba Medical Systems)
• Philips NV, la línea Koninklijke
• Fujifilm Healthcare (anteriormente Hitachi Medical Systems)
• Sistemas médicos Neusoft
• Imágenes unidas

La tomografía computarizada por conteo de fotones es una técnica de TC actualmente en desarrollo. ^{[ a partir de? ]} Los escáneres de TC típicos utilizan detectores de integración de energía; los fotones se miden como un voltaje en un condensador que es proporcional a los rayos X detectados. Sin embargo, esta técnica es susceptible al ruido y otros factores que pueden afectar la linealidad de la relación entre el voltaje y la intensidad de los rayos X. ^[231] Los detectores de conteo de fotones (PCD) aún se ven afectados por el ruido, pero no cambia los recuentos medidos de fotones. Los PCD tienen varias ventajas potenciales, incluida la mejora de las relaciones señal (y contraste) a ruido, la reducción de dosis, la mejora de la resolución espacial y, mediante el uso de varias energías, la distinción de múltiples agentes de contraste. ^{[232] [233]} Los PCD solo se han vuelto factibles recientemente en los escáneres de TC debido a las mejoras en las tecnologías de detectores que pueden hacer frente al volumen y la velocidad de los datos requeridos. A febrero de 2016, la TC de conteo de fotones está en uso en tres sitios. ^[234] Algunas investigaciones preliminares han descubierto que el potencial de reducción de dosis de la TC de conteo de fotones para la obtención de imágenes de mama es muy prometedor. ^[235] En vista de los hallazgos recientes de altas dosis acumuladas para los pacientes a partir de exploraciones de TC recurrentes, ha habido un impulso para las tecnologías y técnicas de exploración que reducen las dosis de radiación ionizante para los pacientes a niveles sub- miliSievert (sub-mSv en la literatura) durante el proceso de exploración de TC, un objetivo que ha estado persistiendo. ^{[236] [157] [158] [159]}