Fundamentos Físicos y Equipos: Tomografía Computarizada

🖥️ 01. Parámetros de Control y Configuración

Parámetros seleccionados en la consola principal, ubicada generalmente en una sala anexa al gantry.

Parámetro	Definición / Función	Impacto Técnico y Clínico
Topograma / Scout	Imagen de planificación inicial de baja dosis	Define el área anatómica de estudio y los límites del escaneo
DETALLE: Se obtiene con el tubo fijo y la mesa en movimiento, generando una imagen proyectada tipo radiografía convencional. Permite delimitar con precisión el volumen de adquisición antes del escaneo helicoidal.
SFOVScan Field of View: campo de visión de adquisición	Scan Field of View — campo de visión de adquisición	Determina el área circular que los detectores 'leen' dentro del gantry
DETALLE: El SFOV debe abarcar toda la anatomía de interés. Si se selecciona demasiado pequeño, se pierden estructuras periféricas. Se ofrece en tamaños predefinidos: cabeza, body, large body…
DFOVDisplay Field of View: campo de visión de reconstrucción	Display Field of View — campo de visión de reconstrucción	Si es muy pequeño, aumenta la resolución de detalle
DETALLE: El DFOV es ajustable en posprocesado sin irradiar de nuevo al paciente. Reducirlo centra el zoom en una región específica (ej. oído interno), mejorando la resolución espacial aparente.
Grosor de Corte (mm)	Espesor de la sección anatómica reconstruida	Cortes finos → mayor resolución espacial pero mayor ruido. Cortes gruesos → menor ruido, menor detalle
DETALLE: Tendencia actual: adquirir siempre en cortes finos (<1 mm en TC multidetector) y reconstruir después a diferentes grosores según la indicación: 0,6 mm para pulmón AR, 5 mm para abdomen general.
PitchAvance de mesa / grosor de haz por rotación	Relación entre el avance de la mesa por rotación y el grosor del haz	Pitch > 1 Escaneo rápido, menor dosis, menor resolución. Pitch < 1 Solapamiento, mayor dosis, mayor calidad.
DETALLE: Fórmula: Pitch = Avance de mesa (mm/rot) ÷ Grosor total del haz (mm). Pitch=1: sin solapamiento ni hueco. En TC cardíaco: pitch 0,2–0,3. En urgencias: pitch >1,5.
Matriz de Imagen	Rejilla de píxeles que compone la imagen reconstruida (ej. 512×512)	Matrices más grandes → píxel más pequeño → mejor resolución espacial
DETALLE: Matrices estándar: 512×512 (general), 1024×1024 (alta resolución ósea/pulmonar). Tamaño del píxel = DFOV ÷ Matriz. Con DFOV 250 mm y matriz 512: píxel = 0,49 mm.

⚖️ 02. Factores de Calidad y Optimización de Dosis

El control de estos factores es la piedra angular del principio ALARA (As Low As Reasonably Achievable).

Factor de Control	Efecto al Aumentar el Parámetro	Efecto al Disminuir el Parámetro
kVpKilovoltaje pico: controla la energía del haz	Mayor penetración, menor contraste, menor ruido	Mayor contraste (útil en pediatría), mayor ruido
DETALLE: kVp habituales: 80, 100, 120, 140 kVp. Reducir de 120 a 80 kVp → dosis -65% en pacientes pediátricos. A 80 kVp el yodo (Z=53) maximiza el efecto fotoeléctrico → excelente para Angio-TC.
mAsMiliamperios × segundos: controla la cantidad de fotones	Menor ruido, mayor resolución de contraste, MAYOR DOSIS	MENOR DOSIS, pero mayor ruido
DETALLE: El ruido en TC ∝ 1/√mAs. Duplicar mAs → ruido -29%, dosis ×2. La modulación automática (CAE) ajusta este valor dinámicamente según diámetro y densidad de cada región.
Interpolación	Necesaria cuando el Pitch es alto para rellenar huecos entre proyecciones	Con pitch bajo es menos crítica; velocidad excesiva puede generar artefactos
DETALLE: Algoritmos: 360° LI, 180° LI. Usan datos de rotaciones adyacentes para calcular valores intermedios. Pitch alto sin interpolación correcta → artefactos de helicoide (banding artifacts).
CAE / Modulación de Dosis	El sistema ajusta el mA automáticamente según la densidad del paciente	Garantiza calidad de imagen constante en todas las regiones anatómicas
DETALLE: El CAE en TC opera en tres ejes: angular (adapta mA por proyección), longitudinal (adapta mA por corte) y combinado (3D). El técnico fija el índice de calidad (nivel de ruido deseado). Ahorro de dosis: 20-40%.

🔬 03. Métodos de Reconstrucción de Datos

Una vez obtenidos los datos crudos (raw data), el sistema emplea algoritmos para crear la imagen visible en pantalla.

Método	Funcionamiento	Ventajas / Desventajas
FBPFiltered Back Projection: retroproyección filtrada Estándar	Aplica un filtro de convolución (kernel) a las proyecciones antes de retroproyectarlas	Muy rápida · Estándar histórico · Mayor ruido que iterativa · Artefactos en pacientes obesos
DETALLE: El kernel determina la apariencia: B20-B30 (suave) → partes blandas; B70-B80 (duro) → hueso/pulmón. En FBP, ruido ∝ 1/√mAs; no se puede disociar resolución de ruido.
Reconstrucción Iterativa Avanzada	Proceso cíclico: genera imagen estimada, compara con datos reales y refina iterativamente	Mayor calidad · Reduce artefactos · Permite bajar la dosis · Más lenta · Mayor carga computacional
DETALLE: Tipos: IRIS, SAFIRE (Siemens), ASIR (GE), iDose (Philips). Reducción de dosis: 30–60% vs FBP. La MBIR (iterativa completa) puede producir imágenes 'plásticas' a dosis muy bajas.
MIP Postprocesado	Maximum Intensity Projection — resalta píxeles con mayor HU en cada línea de proyección	Excelente para Angio-TC y cálculos · Pierde información de profundidad
DETALLE: Proyecta el valor máximo de UH a lo largo de un conjunto de cortes. El hueso puede enmascarar vasos → usar thin MIP (3-5 mm) o sustracción ósea previa.
MinIP Postprocesado	Minimum Intensity Projection — resalta píxeles con menor HU	Ideal para vías aéreas (tráquea, bronquios) y pulmón. Detecta atrapamiento aéreo
DETALLE: Selecciona el valor mínimo de HU por columna de proyección. Útil en patología endobronquial, bronquiectasias, enfisema y evaluación de pulmón pediátrico.

📊 04. Magnitudes Dosimétricas en TC

Indicadores esenciales para el control de calidad, la justificación y la optimización de la dosis en TC.

Magnitud	Lo que mide	Aplicación Práctica
CTDIvol (mGy)CT Dose Index volumétrico: intensidad de dosis del equipo	Intensidad de radiación por unidad de volumen en el plano de imagen	No es la dosis del paciente sino un indicador del equipo. Aparece en consola antes de iniciar el estudio
DETALLE: Se mide con fantoma estándar (16 cm cabeza, 32 cm cuerpo). NRD europeos: abdomen → CTDIvol ≤ 17 mGy. Si supera el NRD, hay que revisar y optimizar el protocolo.
DLP (mGy·cm)Dose Length Product: producto dosis-longitud	Radiación total integrando la dosis a lo largo de toda la longitud de escaneo	DLP = CTDIvol × Longitud de estudio (cm)
DETALLE: NRD orientativos: cráneo ≤ 800 mGy·cm; tórax ≤ 400 mGy·cm; abdomen-pelvis ≤ 780 mGy·cm. En estudios multifase el DLP total es la suma de cada fase. Obligatorio en informe dosimétrico (Directiva 2013/59/Euratom).
Dosis Efectiva (mSv)	Estimación del riesgo biológico global ponderado según los órganos irradiados	DE = DLP × k (donde k es el factor de conversión de la región anatómica)
DETALLE: Factores k (ICRP 103): cabeza 0,0023; cuello 0,0054; tórax 0,017; abdomen 0,015; pelvis 0,019. Ejemplo: TC abdomen DLP=600 mGy·cm → DE ≈ 9 mSv. Radiación natural en España ≈ 2,5 mSv/año.