Cone haz de tomografía computarizada (o CBCT , también referido como C-brazo CT , de haz cónico volumen CT , panel plano CT o Digital volumen de Positrones (TVP)) es una técnica de formación de imágenes médicas que consiste en la tomografía computarizada de rayos X donde los rayos X son divergentes, formando un cono. [1]
Tomografía computarizada de haz cónico | |
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Malla | D054894 |
CBCT se ha vuelto cada vez más importante en la planificación y el diagnóstico del tratamiento en implantología , otorrinolaringología, ortopedia y radiología intervencionista (RI), entre otras cosas. Quizás debido al mayor acceso a dicha tecnología, los escáneres CBCT ahora encuentran muchos usos en odontología, como en los campos de la cirugía oral , la endodoncia y la ortodoncia . La CBCT integrada también es una herramienta importante para el posicionamiento y la verificación del paciente en la radioterapia guiada por imágenes (IGRT).
Durante las imágenes dentales / de ortodoncia, el escáner CBCT gira alrededor de la cabeza del paciente, obteniendo hasta casi 600 imágenes distintas. Para la radiología intervencionista, el paciente se coloca desplazado a la mesa de modo que la región de interés se centre en el campo de visión del haz cónico. Una sola rotación de 200 grados sobre la región de interés adquiere un conjunto de datos volumétricos. El software de escaneo recopila los datos y los reconstruye, produciendo lo que se denomina un volumen digital compuesto por vóxeles tridimensionales de datos anatómicos que luego se pueden manipular y visualizar con un software especializado. [2] [3] La CBCT comparte muchas similitudes con la TC tradicional (haz de abanico), sin embargo, existen diferencias importantes, particularmente para la reconstrucción . La CBCT se ha descrito como el estándar de oro para obtener imágenes del área oral y maxilofacial.
Historia
El Dr. Yoshinoro Arai en Japón y el Dr. Piero Mozzo en Italia, trabajando de forma independiente, introdujeron la Tecnología Computada Cone Beam. [4]
En 2013, durante el Festival della Scienza en Génova , Italia, los miembros originales del grupo de investigación (Attilio Tacconi, Piero Mozzo, Daniele Godi y Giordano Ronca) recibieron un premio por la invención de la TC de haz cónico. [5] [6] [7]
Imagen axial obtenida del primer escaneo 3D Cone-Beam realizado el 1 de julio de 1994 [8]
Notas originales sobre el primer escaneo 3D Cone-Beam realizado el 1 de julio de 1994
Aplicaciones
Endodoncia
El CBCT tiene la ventaja más importante en endodoncia, ya que el 3D demuestra características anatómicas críticas del conducto radicular que las imágenes panorámicas o intraorales convencionales no pueden. [9]
Según la Asociación Estadounidense de Endodoncia, existen muchas situaciones específicas en las que las imágenes 3D producidas por CBCT mejoran el diagnóstico e influyen en el tratamiento y su uso no puede ser discutido sobre la radiología intraoral convencional siguiendo los principios de ALARA. [10]
Implantologia
Un escaneo de haz cónico dental ofrece información útil cuando se trata de la evaluación y planificación de implantes quirúrgicos. La Academia Estadounidense de Radiología Oral y Maxilofacial (AAOMR) sugiere la TC de haz cónico como el método preferido para la evaluación prequirúrgica de los sitios de implantes dentales. [11]
Ortodoncia
Como reproducción en 3D , CBCT ofrece una vista sin distorsiones de la dentición que se puede utilizar para visualizar con precisión tanto los dientes erupcionados como los no erupcionados, la orientación de la raíz del diente y las estructuras anómalas, algo que la radiografía 2D convencional no puede. [12]
Ejemplo de procesamiento utilizando datos de rayos X de un modelo de diente:
imagen in vivo
Ortopedía
El escáner CBCT ofrece vistas sin distorsiones de las extremidades. Una ventaja de la CBCT ortopédica es la capacidad de tomar imágenes de las extremidades inferiores con soporte de peso . En el ámbito del pie y el tobillo en particular, la CBCT con soporte de peso está ganando impulso debido a su capacidad para combinar información tridimensional y de soporte de peso que son de suma importancia en el diagnóstico y la planificación quirúrgica. [13] El término preferido utilizado para CBCT en la extremidad inferior es WBCT para Weight Bearing CT después de las primeras publicaciones científicas sobre el tema. [14] [15] [16] [17]
Radioterapia guiada por imágenes
La radioterapia guiada por imágenes es una forma de radioterapia de haz externo en la que se coloca al paciente con los órganos que se van a tratar con la misma posición que el campo de tratamiento, para reducir la dosis a los órganos cercanos que no se están tratando. Muchos órganos dentro del cuerpo se mueven milímetros en relación con las superficies externas de la piel, y un escáner CBCT montado en la cabeza de la unidad de radioterapia se usa inmediatamente antes del tratamiento (y a veces nuevamente durante el tratamiento) para garantizar que los órganos del paciente estén exactamente en la posición correcta. para que coincida con el campo de tratamiento y para ajustar la posición de la mesa de tratamiento si es necesario. Las imágenes también se pueden usar para verificar otros requisitos de algunos tipos de tratamiento, como vejiga llena o vacía, recto vacío, etc. [18] [19] La misma fuente de haz cónico y detector se puede usar alternativamente para tomar simples Imágenes de posicionamiento de rayos X si el órgano se muestra particularmente bien en los rayos X o si se han insertado marcadores Fiduciales en el órgano. [20]
Radiología intervencional
El escáner CBCT está montado en una unidad de fluoroscopia de arco en C en la suite de radiología intervencionista (IR), que ofrece imágenes en tiempo real con un paciente inmóvil. Esto elimina el tiempo necesario para transferir a un paciente de la sala de angiografía a un escáner de tomografía computarizada convencional y facilita un amplio espectro de aplicaciones de CBCT durante los procedimientos de IR. Las aplicaciones clínicas de CBCT en IR incluyen la planificación del tratamiento, el posicionamiento y la evaluación del implante o dispositivo, la localización intraprocedimiento y la evaluación de los criterios de valoración del procedimiento. CBCT es útil como forma primaria y complementaria de imagenología. Es un complemento excelente de la DSA y la fluoroscopia para la visibilidad vascular y de los tejidos blandos durante procedimientos complejos. El uso de CBCT antes de la fluoroscopia reduce potencialmente la exposición a la radiación del paciente. [3]
Aplicaciones clínicas
- Quimioembolización para el carcinoma hepatocelular : CBCT con contraste confirma que se selecciona la arteria adecuada para administrar la terapia. El contraste realza el parénquima inervado por la arteria seleccionada y, por lo tanto, revela si la vasculatura también inerva el tumor. La CBCT sin contraste posterior al tratamiento confirma la tinción con lipiodol del tumor, lo que mejora la confianza del operador en la cobertura total del tumor o el tratamiento posterior. [21]
- Embolización de la arteria prostática para la hipertrofia prostática benigna : CBCT proporciona el detalle de tejido blando necesario para visualizar el realce prostático, identificar arterias prostáticas duplicadas y evitar la embolización no diana. CBCT es superior a DSA para esta terapia ya que los patrones de mejora en DSA pueden ser difíciles de discernir debido a las estructuras pélvicas superpuestas y la anatomía arterial variable. [22]
- Drenaje de absceso : CBCT confirma la ubicación de la punta de la aguja después de la colocación bajo ultrasonido y confirma la colocación del drenaje al revelar la inyección de contraste en la ubicación deseada.
- Muestreo de venas suprarrenales para un adenoma : CBCT con contraste muestra la perfusión de la glándula suprarrenal para confirmar la colocación del catéter y obtener una muestra satisfactoria. [23]
- Colocación del stent : CBCT mejora la visualización de los stents intracraneales y extracraneales en comparación con la DSA convencional y la radiografía digital al proporcionar una mejor descripción de la relación de los stents con las estructuras cercanas (es decir, paredes vasculares y luz del aneurisma ). [24]
- Biopsia con aguja transtorácica percutánea de nódulos pulmonares : la CBCT guía la colocación de la aguja y demostró una precisión, sensibilidad y especificidad diagnóstica de 98,2%, 96,8% y 100%, respectivamente. La precisión del diagnóstico no se vio afectada por condiciones técnicamente desafiantes. [25]
- Anomalías vasculares: después de la corrección de las malformaciones arteriovenosas con espiral, CBCT detecta con sensibilidad pequeños infartos en el tejido que ha sido "sacrificado" durante el procedimiento para evitar más derivaciones. El tejido infartado aparece como una pequeña área de retención de contraste.
- Intervenciones vasculares periféricas
- Intervenciones biliares
- Intervenciones espinales
- Intervenciones de enterostomía
Limitaciones técnicas
Si bien la practicidad de CBCT fomenta su creciente aplicación en RI, las limitaciones técnicas dificultan su integración en el campo. Los dos factores más importantes que afectan la integración exitosa son la calidad de la imagen y el tiempo (para la configuración, la adquisición de imágenes y la reconstrucción de imágenes). En comparación con la tomografía computarizada multidetector (MDCT), la colimación más amplia en CBCT conduce a un aumento de la radiación de dispersión y la degradación de la calidad de la imagen, como lo demuestran los artefactos y la disminución de la relación contraste-ruido . La resolución temporal de los detectores de yoduro de cesio en CBCT reduce el tiempo de adquisición de datos a aproximadamente 5 a 20 segundos, lo que aumenta los artefactos de movimiento . El tiempo necesario para la reconstrucción de la imagen es más largo para CBCT (1 minuto) en comparación con MDCT (tiempo real) debido a los algoritmos de reconstrucción de haz cónico exigentes computacionalmente. [3] [21]
Reconstrucción
Los algoritmos de reconstrucción de haz cónico son similares a los algoritmos típicos de reconstrucción tomográfica , y se pueden utilizar métodos como la retroproyección filtrada o la reconstrucción iterativa . Sin embargo, dado que la reconstrucción es tridimensional, pueden ser necesarias modificaciones como el algoritmo FDK [26] .
Riesgos
Las dosis totales de radiación de los exámenes CBCT dentales 3D son un 96% más bajas que las de los exámenes CT convencionales, pero administran más radiación que las radiografías dentales 2D estándar (OPG). El tiempo de exposición en CBCT también es comparativamente menor en comparación con la TC convencional. [27] [28] [29] [30]
El uso de CBCT solo está ligeramente regulado en los EE. UU. El estándar de cuidado recomendado es utilizar el campo de visión (FOV) más pequeño posible, el tamaño de vóxel más pequeño , la configuración de mA más baja y el tiempo de exposición más corto junto con un modo de adquisición de exposición pulsada. [31] Organizaciones internacionales como la Organización Mundial de la Salud y la CIPR , así como muchos organismos y legislaciones locales, fomentan la idea de justificación para todas las exposiciones médicas, donde los riesgos y beneficios deben sopesarse antes de que se lleve a cabo un procedimiento. [32]
Desventajas
Existen varios inconvenientes de la tecnología CBCT sobre la de las tomografías computarizadas, como una mayor susceptibilidad a los artefactos de movimiento (en las máquinas de primera generación) y la falta de una determinación adecuada de la densidad ósea. [33]
Densidad ósea y escala de Hounsfield
La escala de Hounsfield se utiliza para medir la radiodensidad y, en referencia a las tomografías computarizadas , puede proporcionar una densidad absoluta precisa para el tipo de tejido representado. La radiodensidad, medida en Unidades Hounsfield (HU, también conocida como número de CT) es inexacta en las exploraciones CBCT porque diferentes áreas en la exploración aparecen con diferentes valores de escala de grises dependiendo de sus posiciones relativas en el órgano que se está explorando, a pesar de poseer densidades idénticas, porque el El valor de imagen de un vóxel de un órgano depende de la posición [ aclaración necesaria ] en el volumen de la imagen. [34] Las HU medidas desde la misma área anatómica con escáneres de TC CBCT y de grado médico no son idénticas [35] y, por lo tanto, no son confiables para la determinación de la densidad ósea identificada radiográficamente y específica del sitio para propósitos tales como la colocación de implantes dentales , ya que "no hay buenos datos para relacionar los valores de CBCT HU con la calidad ósea". [36]
Aunque algunos autores han apoyado el uso de la tecnología CBCT para evaluar la densidad ósea mediante la medición de HU, [37] [38] dicho apoyo se proporciona erróneamente porque las regiones escaneadas de la misma densidad en el cráneo pueden tener un valor de escala de grises diferente en el conjunto de datos CBCT reconstruido . [39]
La atenuación de rayos X de los sistemas de adquisición CBCT actualmente produce diferentes valores de HU para estructuras óseas y de tejidos blandos similares en diferentes áreas del volumen escaneado (p. Ej., El hueso denso tiene un valor de imagen específico al nivel del mentón, pero el mismo hueso tiene una significativa valor de imagen diferente al nivel de la base del cráneo). [33]
Los sistemas dentales CBCT no emplean un sistema estandarizado para escalar los niveles de gris que representan los valores de densidad reconstruidos y, como tales, son arbitrarios y no permiten la evaluación de la calidad ósea. [40] En ausencia de tal estandarización, es difícil interpretar los niveles de gris o imposible comparar los valores resultantes de diferentes máquinas. Si bien existe un reconocimiento general de que esta deficiencia existe con los sistemas CBCT (en el sentido de que no muestran correctamente HU), se han realizado pocas investigaciones para intentar corregir esta deficiencia. [41]
Con el tiempo, los avances adicionales en los algoritmos de reconstrucción CBCT permitirán mejores detectores de área, [42] y esto, junto con un posprocesamiento mejorado, probablemente resolverá o reducirá este problema. [34] En 2010 se publicó un método para establecer coeficientes de atenuación con los que se pueden derivar los valores reales de HU a partir de los valores de CBCT HU y actualmente se están realizando más investigaciones para perfeccionar este método in vivo . [41]
Ver también
- Tomografía computarizada
- Reconstrucción de haz cónico
Referencias
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