La tomosíntesis , también tomosíntesis digital ( DTS ), es un método para realizar una tomografía de ángulo limitado de alta resolución a niveles de dosis de radiación comparables con la radiografía de proyección . Se ha estudiado para una variedad de aplicaciones clínicas, que incluyen imágenes vasculares, imágenes dentales, imágenes ortopédicas, imágenes mamográficas, imágenes musculoesqueléticas e imágenes de tórax. [1]
Historia
El concepto de tomosíntesis se derivó del trabajo de Ziedses des Plantes, quien desarrolló métodos para reconstruir un número arbitrario de planos a partir de un conjunto de proyecciones. Aunque esta idea fue desplazada por el advenimiento de la tomografía computarizada, la tomosíntesis ganó interés posteriormente como una alternativa tomográfica de baja dosis a la TC. [2]
Reconstrucción
Los algoritmos de reconstrucción de tomosíntesis son similares a las reconstrucciones de TC , ya que se basan en realizar una transformada inversa de radón . Debido al muestreo parcial de datos con muy pocas proyecciones, se deben utilizar algoritmos de aproximación. La retroproyección filtrada y los algoritmos iterativos de maximización de expectativas se han utilizado para reconstruir los datos. [3]
Los algoritmos de reconstrucción para la tomosíntesis son diferentes de los de la TC convencional porque el algoritmo convencional de retroproyección filtrada requiere un conjunto completo de datos. Los algoritmos iterativos basados en la maximización de expectativas se utilizan con mayor frecuencia, pero son computacionalmente intensivos. Algunos fabricantes han producido sistemas prácticos que utilizan GPU estándar para realizar la reconstrucción en unos pocos segundos.
Diferencias con otras modalidades de imagen
La tomosíntesis digital combina la captura y el procesamiento de imágenes digitales con un simple movimiento de tubo / detector como se usa en la tomografía computarizada (TC) convencional. Sin embargo, aunque existen algunas similitudes con la TC, es una técnica independiente. En la TC moderna (helicoidal), la fuente / detector hace al menos una rotación completa de 180 grados sobre el sujeto obteniendo un conjunto completo de datos a partir de los cuales se pueden reconstruir las imágenes. La tomosíntesis digital, por otro lado, solo usa un ángulo de rotación limitado (p. Ej., 15-60 grados) con un número menor de exposiciones discretas (p. Ej., 7-51) que la TC. Este conjunto incompleto de proyecciones se procesa digitalmente para producir imágenes similares a la tomografía convencional con una profundidad de campo limitada . Debido a que el procesamiento de imágenes es digital, una serie de cortes a diferentes profundidades y con diferentes espesores se pueden reconstruir a partir de la misma adquisición. Sin embargo, dado que se necesitan menos proyecciones que la TC para realizar la reconstrucción, la exposición a la radiación y el costo se reducen. [4]
Aplicaciones
Seno
La tomosíntesis digital de mama ( DBT ) [5] está aprobada por la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) para su uso en la detección del cáncer de mama . [6] Se ha debatido el beneficio de la detección, [7] pero se está llegando a un consenso de que la tecnología está mejorando la sensibilidad en comparación con la mamografía digital de dos vistas a costa de una especificidad ligeramente reducida (mayores tasas de recuerdo). [8] Debido a que los datos adquiridos tienen una resolución típica de 85 - 160 micrones, mucho más alta que CT, DBT no puede ofrecer los anchos de corte estrechos que ofrece CT (típicamente 1-1.5 mm). Sin embargo, los detectores de mayor resolución permiten una resolución en el plano muy alta, incluso si la resolución del eje Z es menor. Otra propiedad interesante de la tomosíntesis de mama es que la calidad de la imagen puede variar sustancialmente a través del volumen de la imagen. [9]
Se ha investigado la tomosíntesis mamaria con recuento de fotones, [10] y las aplicaciones de imágenes espectrales , como la medición de la densidad mamaria y la caracterización de lesiones, [11] [12] se han investigado en esa plataforma.
Pecho
Imágenes musculoesqueléticas
La tomosíntesis tiene una profundidad de campo mucho más limitada que la TC. Por esta razón, es probable que no pueda reemplazar a la TC para la evaluación de los órganos más profundos del cuerpo. Sin embargo, dado que los huesos suelen estar cerca de la piel, se han estudiado múltiples aplicaciones musculoesqueléticas de la tomosíntesis, la mayoría de las cuales se han utilizado principalmente en investigaciones con un uso limitado en la práctica diaria.
Evaluación de fracturas
La tomosíntesis se ha comparado tanto con la radiografía como con la TC para la evaluación de fracturas en curación, especialmente en presencia de hardware. En un estudio de pacientes con fracturas de muñeca, se demostró que la tomosíntesis digital permite la detección de más fracturas que la radiografía y al mismo tiempo proporciona menos artefactos metálicos que la radiografía. [4]
Evaluación de erosiones en artritis reumatoide.
La tomosíntesis se ha comparado con la radiografía digital , con la TC como estándar, para la detección de erosiones asociadas con la artritis reumatoide . La dosis de radiación de la tomosíntesis digital fue muy cercana a la de la radiografía digital. Sin embargo, la tomosíntesis mostró sensibilidad, especificidad, precisión, valor predictivo positivo y valor predictivo negativo de 80%, 75%, 78%, 76% y 80%, en comparación con la radiografía digital fueron 66%, 81%, 74%, 77 % y 71%. [13] El leve beneficio de la tomosíntesis digital en esta aplicación puede o no justificar el costo ligeramente mayor de la modalidad en comparación con la radiografía digital.
Electrónica
La tomosíntesis también se utiliza para la inspección por rayos X de la electrónica, [14] en particular, conjuntos de placas de circuito impreso y componentes electrónicos. La tomosíntesis se usa generalmente cuando se requiere un corte de TC con gran aumento, donde la TC convencional no permitiría que la muestra se ubique lo suficientemente cerca de la fuente de rayos X.
Referencias
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- ^ Cederström, Björn; Fredenberg, Erik; Berggren, Karl; Erhard, Klaus; Danielsson, Mats; Wallis, Matthew (9 de marzo de 2017). Flohr, Thomas G .; Lo, Joseph Y .; Gilat Schmidt, Taly (eds.). "Caracterización de lesiones en tomosíntesis espectral de conteo de fotones" . Orlando, Florida, Estados Unidos: 1013205. arXiv : 2102.00175 . doi : 10.1117 / 12.2253966 . Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Simon, Paolo; Gérard, Laurent; Kaiser, Marie-Joëlle; Ribbens, Clio; Rinkin, Charline; Malestar, Olivier; Malaise, Michecl (agosto de 2016). "Uso de la tomosíntesis para la detección de erosiones óseas del pie en pacientes con artritis reumatoide establecida: comparación con radiografía y TC". Revista estadounidense de roentgenología . 205 (2): 364–370. doi : 10.2214 / AJR.14.14120 . PMID 26204289 .
- ^ Una guía práctica sobre los criterios de inspección por rayos X y el análisis de defectos comunes (segunda edición). 2019. p. 83. ISBN 978-1527233614.
enlaces externos
- Tomosíntesis digital: técnica avanzada de imágenes del cáncer de mama, por Max Wiedmann, UCSB