Principios Físicos de la Tomografía Computarizada
Summary
TLDREl script proporciona una descripción detallada de la evolución de la tomografía computarizada (TC), desde su nacimiento en 1971 hasta los modelos de quinta generación de 2010 y las últimas generaciones con inteligencia artificial. Cubre los aspectos físicos, como la generación de rayos X y el uso de detectores, y destaca la importancia de la resolución espacial y la exposición a la radiación en los estudios de imagen. Se mencionan los diferentes componentes del equipo de TC y se enfatiza la necesidad de protegerse durante estas exploraciones.
Takeaways
- 😀 Tomografía computarizada (TC) es una técnica avanzada que permite obtener cortes secionales del cuerpo y reconstrucciones en múltiples planos.
- 🏥 La historia de la TC comienza en 1971 con el desarrollo del primer tomógrafo axial computarizado, y ha evolucionado significativamente hasta la quinta generación en 2010.
- 🛠️ Los tomógrafos de primera generación tenían un solo detector y un tubo de rayos X que giraba en ángulos de 45 grados para capturar imágenes de corte.
- 🔄 Los avances tecnológicos en los tomógrafos permitieron una mayor cantidad de detectores y una reducción en el tiempo de adquisición de las imágenes.
- 🏆 En 1979, Allan Cormack y Godfrey Hounsfield, quienes contribuyeron a la ciencia con la TC, recibieron el Premio Nobel.
- 📈 La cuarta generación de tomógrafos, introducida en 1985, incluyó el uso de tubos de rayos X que emitían radiación constante mientras el paciente se movía en forma helicoidal.
- 🔋 Los tomógrafos de quinta generación, disponibles desde 2010, ofrecen imágenes de mayor calidad con menos dosis de radiación y con mayor número de detectores.
- 🔬 Los rayos X en la TC emiten una radiación plana que interactúa con el tejido corporal, lo que permite la captura de múltiples cortes durante una sola vuelta del haz.
- 👨🔧 El equipo de TC está compuesto por un generador, un tubo de rayos X, un colimador, detectores y un sistema de adquisición de datos que procesa la información para generar imágenes.
- 🔎 La resolución espacial en la TC depende del grosor del detector, el tamaño del corte y la matriz de píxeles, siendo mayor la resolución, más detalles se pueden distinguir.
- ⚠️ La radiación en la TC es una consideración importante, ya que la exposición a la radiación ionizante tiene un impacto en la salud, aunque es menor que la radiación natural a la que estamos expuestos diariamente.
Q & A
¿Qué es la tomografía computarizada y cómo se relaciona con el término 'corte'?
-La tomografía computarizada, derivada del griego 'tomos' (corte) y 'grafía' (imagen), es una técnica que permite obtener imágenes de secciones del cuerpo. Aunque antiguamente se conocía como 'tomografía axial computarizada', con la evolución de las tecnologías, ahora se refiere simplemente a 'tomografía computarizada', ya que permite cortes en diferentes planos y reconstrucciones 3D.
¿Cuál fue el primer paso en la historia de la tomografía computarizada?
-El primer paso en la historia de la tomografía computarizada fue en 1971 con la creación del primer tomógrafo por el ingeniero auschwitz, que incluía un solo detector y un tubo de rayos X que giraba aproximadamente en 45 grados para producir imágenes de corte.
¿Qué característica tenían los tomógrafos de segunda generación en comparación con los de primera generación?
-Los tomógrafos de segunda generación, desarrollados en 1973 por el ingeniero y biofísico Ledley, tenían un haz de rayos X en abanico y más detectores (cinco en lugar de uno), lo que redujo el tiempo de adquisición a entre 20 y 30 segundos.
¿Qué contribuciones significativas trajo la tercera generación de tomógrafos en 1977?
-La tercera generación de tomógrafos, introdujo la capacidad de generar un abanico de 30 a 60 grados y una rotación de 360 grados, lo que redujo el tiempo de adquisición a aproximadamente 66 segundos y aumentó el número de detectores.
¿Por qué recibió Austin Imac León el Premio Nobel en 1979?
-Austin Imac León recibió el Premio Nobel en 1979 por su contribución a la ciencia con la tomografía computarizada.
¿Cuál es la principal diferencia entre los tomógrafos de cuarta y tercera generación?
-Los tomógrafos de cuarta generación, disponibles desde 1985, tuvieron un tubo de rayos X montado en un nivel y calidad que emitía radiaciones constantes mientras el paciente se movía en forma helicoidal, lo que permitió reconstrucciones más precisas.
¿Qué se entiende por 'multidetector' en el contexto de la tomografía computarizada?
-El término 'multidetector' se refiere a los tomógrafos que permiten adquirir más de un corte simultáneo, lo que aumenta significativamente la velocidad de adquisición de imágenes y reduce la dosis de radiación al paciente.
¿Qué características definen a los tomógrafos de quinta generación?
-Los tomógrafos de quinta generación, disponibles desde 2010, se caracterizan por una mayor calidad de imagen, menor dosis de radiación, un mayor número de detectores y un tiempo de adquisición más rápido que los modelos anteriores, permitiendo reconstrucciones en tres dimensiones más exactas.
¿Qué es la resolución espacial en la tomografía computarizada y cómo se mide?
-La resolución espacial es la distancia mínima necesaria en milímetros entre dos objetos para distinguirlos como estructuras separadas. Depende del grosor del detector, del tamaño del corte y del tamaño del píxel en la imagen.
¿Cómo se relaciona la radiación en la tomografía computarizada con la exposición diaria a la radiación natural?
-La radiación en la tomografía computarizada se mide en millisieverts, y se compara con la exposición diaria a la radiación natural, que incluye rayos cósmicos, rayos gamma y la radiación emitida por ciertos elementos en la tierra y en el ambiente.
¿Qué es un colimador y qué función cumple en la tomografía computarizada?
-Un colimador es un dispositivo que regula el tamaño y forma de los rayos X, disminuyendo la dispersión y mejorando la calidad de la imagen. Funciona de manera similar al diaphragma en otros equipos de radiografía.
Outlines
📚 Introducción a la Tomografía Computarizada
Este párrafo introduce los conceptos básicos de la tomografía computarizada, su origen y evolución histórica. Comienza explicando el término 'tomografía' y su evolución desde la 'tomografía axial computarizada' a la actual 'tomografía computarizada' que permite reconstrucciones en múltiples planos y en 3D. Luego, se narra la historia de su desarrollo desde 1971, destacando las innovaciones de los ingenieros y científicos, y los cambios en la tecnología que permitieron mejoras en la calidad de las imágenes y en la eficiencia del proceso, desde los primeros tomógrafos con un solo detector hasta los modelos más modernos con múltiples detectores y tecnología de alta energía y enfriamiento.
🔧 Componentes y Funcionamiento del Equipo de Tomografía
En este párrafo se describen los componentes clave del equipo de tomografía y su función. Se menciona el generador, el tubo de rayos X, el sistema de adquisición de datos, el gante o estructura giratoria, el colimador y los detectores, ya sean gaseosos o sólidos. Se explica cómo estos componentes trabajan en conjunto para tomar múltiples cortes de un objeto y luego procesar esta información mediante un computador para generar imágenes detalladas. Además, se toca el tema de la resolución espacial, la importancia de la densidad de píxeles y cómo esta se relaciona con la calidad de la imagen, y se ilustra con ejemplos de resolución en imágenes de tomografía.
⚠️ Consideraciones sobre la Radiación en la Tomografía
Este párrafo aborda la importancia de la radiación en el contexto de la tomografía computarizada. Se define la dosis efectiva y se compara la exposición a la radiación en diferentes tipos de estudios de imagen, como la tomografía de abdomen y radiografías de extremidades, con la radiación natural a la que estamos expuestos en la vida diaria. Se enfatiza la necesidad de protegerse durante estos estudios y se menciona que, aunque la radiación es un factor a considerar, la tecnología moderna busca minimizar la exposición mientras se mantiene la calidad del diagnóstico.
Mindmap
Keywords
💡Tomografía
💡Tomografía computarizada
💡Tomógrafos de primera generación
💡Tomógrafos de segunda generación
💡Tomógrafos de tercera generación
💡Tomógrafos de cuarta generación
💡Tomógrafos de quinta generación
💡Resolución espacial
💡Dosis efectiva
💡Radiografía
💡Colimador
Highlights
Tomografía computarizada (TC) es una técnica avanzada que permite obtener imágenes de corte del cuerpo humano.
La TC proviene del griego 'tomos', que significa 'corte', y 'grafía', que significa 'imagen'.
La historia de la TC comienza en 1971 con la creación del primer tomógrafo axial computarizado.
Los primeros tomógrafos tenían un solo detector y un tubo de rayos X que giraba para producir imágenes de corte.
En 1973, se desarrolló la segunda generación de tomógrafos con múltiples detectores y mejor tiempo de adquisición.
Los tomógrafos de tercera generación, en 1977, tenían una mayor capacidad de rotación y más detectores.
En 1979, Austin y Hounsfield recibieron el Premio Nobel por sus contribuciones a la ciencia con la TC.
La cuarta generación de tomógrafos, en 1985, incluía tubos de rayos X con emisión constante y movimiento helicoidal.
Los tomógrafos de quinta generación, en 2010, ofrecían mayor calidad de imagen y menor dosis de radiación.
Desde 2018, los tomógrafos de nueva generación cuentan con detectores más eficientes e integración con inteligencia artificial.
La TC utiliza múltiples rayos X para tomar cortes en una sola vuelta, permitiendo reconstrucciones en 3D.
El equipo de TC está compuesto por un generador, tubo de rayos X, colimador, detectores y sistema de adquisición de datos.
La resolución espacial en TC depende del grosor del detector, tamaño del corte y la matriz de píxeles.
La radiación en TC se mide en millisieverts y es comparada con la exposición natural a la radiación.
La exposición diaria a la radiación incluye rayos cósmicos, rayos gamma y desintegración de átomos en el cuerpo.
La TC es una herramienta valiosa en la medicina para el diagnóstico y tratamiento de diversas condiciones.
Transcripts
hola qué tal con todos de salud a
fabricio salas continuando con la
temática de los ciclos físicos de los
métodos de imagen
vamos a abordar principios físicos de la
tomografía computarizada antes de
iniciar esta temática te recomiendo que
veas el vídeo de principios físicos de
los rayos x para que puedas entender
cómo funciona el espectro
electromagnético cómo se genera la
imagen a partir del tubo de rayos x y
cómo se producen los rayos x
iniciamos con la palabra tomografía que
viene del griego tomos que significa
corte o sección y grafía en que
significa imagen o gráficos antiguamente
lo conocían como laminó grafía estrato
grafía o tomografía axial computarizada
este último término fue descartado
porque actualmente con el advenimiento
de nuevas tecnologías ya no se hacen sus
cortes sólo de forma axial sino que ya
se pueden hacer reconstrucciones de
forma coronal de forma sagital eso son
reconstrucciones múltiples e incluso
reconstrucciones en 3-d por lo que nos
vamos a referir en este caso sólo como
tomografía computarizada
historia de la tomografía computarizada
tenemos que en el año de 1971 con la
participación del ingeniero auschwitz se
dio nacimiento a la tomografía axial
computarizada con el primer tomógrafo
los tomógrafos que se conocieron como
tomógrafos de primera general
tenía la característica de que tener un
solo detector y un tubo de rayos x que
giraba aproximadamente en 45 grados cada
vez que iba también girando el detector
iba produciendo imágenes de corte
excepcionales que se demoraba para rotar
y un tiempo aproximadamente de cinco
minutos para adquirir un solo corte como
el que vemos en la imagen que es la
primera tomografía corte topográfico que
se realizó en ese entonces
luego en el año de 1973 la participación
del ingeniero y biofísico ledley se dio
nacimiento una vez más a los como grafos
de segunda generación y estos ya no eran
funcionales como vemos acá sino ya eran
para tomografía de cuerpo al que la
característica de esto es que el haz de
rayos x ya iba de forma in abanico y
tenía ya más detectores ya no sólo uno
sino tenía cinco entonces el tiempo de
adquisición era de 20 a 30 segundos
aproximadamente y ya podía éste hacer
movimientos de traslación y rotación
seguidamente en el año de 1977
nuevamente tenemos los tomógrafos de
tercera generación estos tenían la
característica de poder generar una zona
abanico de 30 a 60 grados una rotación
de 360 y demoraban aproximadamente 66
votos en adquisición vemos aquí en la
imagen de aquí abajo que tenían muchos
más detectores fue gracias a todo esto
en el año de 1979
austin imac león
reciben por su aporte a la ciencia con
la tomografía computarizada el premio
nobel seguidamente fue en el año de 1985
que vieron la luz los tomógrafos de
cuarta generación la característica de
estos a diferencia de sus predecesores
es que tenían el tubo de rayos x
montados sobre él a nivel y calidad
emitiendo radiaciones constantes
mientras el paciente se mueve contrario
exposición como vemos aquí lo hacía de
forma helicoidal ya no lo hacía por
corte sino ya lo hacía a todos una forma
constante como vemos aquí que se podía
ya generaría reconstrucciones en ese
entonces de formación ahora fue en el
año de 1998 cuando ya empezaron a
popularizarse aquellos tomógrafo sin
cualidades multicortes aquellos que
permitían adquirir más de un corte
simultáneo de 0.4 a 0.6 milímetros el
tubo de rayos xy tenía mucha más energía
y enfriamiento tenía 64 detectores
aproximadamente por lo que es el rayo
giraba aproximadamente 0.33
360 grados lo cual disminuyó
notablemente el tiempo de exposición y
la dosis de radiación a la que estaban
expuestos los pacientes tenemos aquí
tuvo a tubo de locación de esta manera y
ya tenían dos en este caso dos tubos
para emitir radiación fue en el año 2010
que ya tenemos los tomógrafos de quinta
generación aquellos con mayor calidad de
imagen menos dosis de radiación tenía
muchos más detectores del tiempo de
adquisición de la imagen era muy
inferior que de los modelos anteriores
permitían ya hacer reconstrucciones en
tres dimensiones mucho más exactas con
cortes mucho mejor definidos y mayor
resolución y desde el 2018 tenemos
aquellos somos grafos de nueva
generación que tiene una característica
de tener 320 detectores algunos pueden
ser portátiles como los que vemos en la
foto diversión para integrados con
inteligencia artificial son más rápidos
y con mayor resolución consumen menos
energía no se calientan son más pequeños
y fáciles de manejar
en el caso de los rayos x este va a
emitir un rayo de una forma plana como
lo podemos observar aquí mientras que en
el caso de la como grafía va a emitir un
corte seccional como el que estamos
nosotros observando en el cuales ya no
vamos a entender un chasis en la parte
posterior sino ya vamos a entender aquí
detectores los cuales convierten todas
esta imagen de aquí y la procesan a
través de un computador que genera la
imagen que nosotros podemos ver en el
monitor seguidamente de estrella podemos
nosotros reconstruirla en múltiples
estados se observa claramente como el
arte de rayos x viene dando vueltas
alrededor de un objeto tomando múltiples
cortes en una sola vuelta permitiendo
después convertir esta imagen incluso en
tres dimensiones o realizar una
reconstrucción en 3d como ya lo dije
existe un solo rayo cuando hacemos una
radiografía que se impregna pero existen
múltiples rayos en este caso cuando
nosotros hacemos una tomografía
como vemos aquí
lo que nos sirve para hacer este tipo de
cortes
y este tipo de reconstrucciones como las
que observamos seguimos entonces con las
partes del equipo de tomografía de
equipo de tumor aquí está conformado por
un generador
y se encarga de proporcionar suficiente
de iu al tubo de rayo saints algunos
metros 12 incluso dentro de la rueda del
cante para de una u otra manera muestra
la señal y realizar la conversión a la
luz
para que el ordenador procesen los datos
que se generan desde el tubo de rayos x
y son recibidos por el sistema de
adquisición de datos
y el segundo pues tenemos el gante que
es toda esta estructura que es el lugar
en donde va la persona todos éstos están
montados dentro de un dispositivo
giratorio que gira en conjunto como
vemos en el vídeo
mientras giran a la vez en tubo de rayos
x emite su radiación es recibido por el
sistema de adquisición y se genera la
imagen
tenemos también el sistema rotatorio que
está formado por una genera energía leds
en la cual como ya vimos en el vídeo
anterior que esto gira a gran velocidad
luego tenemos nuevamente nuestro amigo
el tubo de rayos x que este pues ya lo
abordamos anteriormente en el vídeo de
principios físicos de los rayos xy no
vamos a ahorrar excepto tenemos también
el colimador el colimador se encarga
como vemos aquí la imagen de regular el
tamaño y la forma de las disminuyendo la
realización dispersa casi es como la
función que tiene el buki en el equipo
de reynosa asimismo tenemos los
detectores que son toda esta estructura
que vemos aquí que van en la contraparte
del tubo de rayos x estos los tenemos de
dos maneras poder ser gaseosos como los
que tenemos en la parte superior o
sólidos o se enfrían test
asimismo vemos aquí cuando existe un 1
un solo detector cuando existen
múltiples detectores tenemos una imagen
así cuando es una imagen simple es
simplemente la forma en espiral pero
cuando tenemos multidetector pues ya va
haciendo con cuatro cortes al mismo
tiempo cuatro veces más rápido que la
anterior tenemos aquí en este vídeo una
representación de cómo funcionan todas
estas partes 5
tenemos aquí que ingresa dentro del gas
empieza a quedar de rayos x
emiten
perfecto y empieza a hacer cortes como
vemos aquí en la parte
y esto me gusta son procesados en un
computador se ve la imagen
así es como funciona
un punto muy importante también a tratar
es acerca de la resolución espacial
hablamos de resolución espacial como la
distancia mínima necesaria en milímetros
entre dos objetos para poder distinguir
lo uno de otro como estructuras
separadas que hablamos también en parte
de la resolución espacial dentro de la
ecografía pero dentro de la tomografía y
este punto también es muy importante
porque esto depende del grosor del
detector y del corte y del tamaño del
píxel como vemos aquí en esta imagen es
un corte a nivel abdominal vemos aquí
cómo se encuentra cada uno de los
píxeles y tienes una matriz de 512 por
cientos dos aproximadamente 262 mil 144
píxeles entonces a mayor cantidad de
píxeles mayor resolución cuando nosotros
hacemos múltiples cortes ya no hablamos
de píxeles no hablamos de box él es
porque es la acumulación de píxeles en
forma apilada
aquí para representar lo mucho mejor
vemos aquí una resolución de una
tomografía de un corte de cráneo en una
resolución de 80 x 80 píxeles y otra de
512 por 512 la diferencia es notoria en
estos casos
tenemos entonces las unidades housing
como ya hablamos en los rayos x estos
tienen cinco densidades sin embargo
cuando hablamos de la tomografía ya no
son sólo cinco densidades y hablamos de
cerca de dos mil de estas necesidades
ordenadas cada una de estas según el
número de ser que se le ha asignado a la
expresión de intensidad según el objeto
y radiado y esto lo describió si el dow
jones bill que también por creador del
primer equipo de tomografía entonces
cuando hablamos directamente ya de
radiación
debemos tomar en cuenta el tipo de
estudio que se está realizando pueden
ser estos simples o también pueden ser
contrastados
hablamos de radiación como una unidad de
medida que es rango y cibers de dosis
efectiva de radiación ionizante en un
tiempo determinado sobre el cuerpo
humano la cantidad de radiación medida
con el silver se llama dosis efectiva
como lo vemos aquí una tomografía
computarizada de abdomen
lo cual son tres años de radiación
natural vemos alguna radiografía de una
extremidad equivale al 0.001 milisievers
que son tres horas de realización
natural y algunas más como las que vemos
aquí en la imagen nacimiento
radiografías dentales 0.005 milisievers
que es un día de radiación y algunos
otros estudios de imagen finalmente
debemos nosotros entender que nosotros
que vamos a estar expuestos siempre a
radiación en la vida cotidiana ya sea
por la acción de los rayos cósmicos de
neutrones sean los rayos cósmicos
secundarios sean las ondas alfa beta los
rayos gamma
incluso cuando nosotros consumimos
cierto tipo de alimentos y bebidas en
términos de estos poseen átomos de
potasio o átomos de uranio natural que
se desintegran dentro de cada uno de
nosotros a cada hora así viendo dentro
del suelo los materiales de construcción
existen también los rayos gamma que
penetran ahí automáticamente
entonces el mensaje es protégete cuando
hagas este tipo de estudios de imagen
muchas gracias
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