- Mostrar una visión global de los resultados obtenidos con estos algoritmos en CT de tórax frente a la técnica convencional de retroproyección filtrada (FPR).
En la última década,
las estrategias de reducción de la dosis se han realizado mediante el uso de diversas técnicas,
que incluyen la reducción de la corriente y tensión del tubo,
tiempo de barrido,
técnicas helicoidales,
optimización de la longitud del examen,
individualización de protocolo de exploración,
y utilización de control automático de exposición (AEC).
Es decir,
la reducción de dosis se ha intentado modificando los parámetros técnicos de adquisición de imágenes.
Tal reducción de dosis se debería alcanzar sin deterioro de la calidad del estudio.
Sin embargo,
el ruido en la imagen es inversamente proporcional a la dosis de radiación,
de manera que,
reduciendo dosis,
las imágenes de TC tienen un nivel de ruido más alto que las imágenes de la dosis estándar.
Para superar el aumento de ruido en estudios de baja dosis,
los principales fabricantes de TC proporcionan nuevos métodos de reconstrucción de la imagen,
en concreto,
las técnicas de reconstrucción iterativa (RI),
frente a los métodos analíticos tradicionales reconstructivos como la retroproyección filtrada (FBP),
las más utilizada hasta ahora.
Comparación de la FBP frente a RI.
El funcionamiento de la FBP incluye un algoritmo que obtiene valores numéricos de cada detector tras incidir sobre cada elemento del cuerpo del paciente (datos de proyección).
Una vez hecho esto,
se calcula el logaritmo de los datos de proyección y el resultado se multiplica por el filtro digital deseado (convolución) para generar un conjunto de datos que recibe el nombre de perfiles filtrados.
Por último,
los perfiles filtrados son retroproyectados para crear la imagen que obtenemos del estudio.
Esta imagen es particularmente sensible a los niveles de señal y ruido.
La RI contiene nuevos algoritmos de reconstrucción que permiten la formación de imágenes con dosis de radiación más bajas y similares niveles de ruido y de calidad de la imagen en comparación con la reconstrucción FBP.
Una técnica iterativa denominada reconstrucción algebraica (ART) se introdujo con anterioridad a la FBP para la reconstrucción de datos de la TC.
Sin embargo,
debido a la potencia limitada de cálculo y de computación se sustituyó por la FBP.
El objetivo pleno de la RI es producir datos de la imagen que realmente corresponde a los datos de proyección medida.
Esto significa que el sistema de formación de imágenes y el verdadero objeto,
así como el ruido en los datos de proyección debe ser modelado.
El funcionamiento de las IR (completa) es el siguiente:
- Primero se obtienen datos de proyección y se reconstruye la imagen del objeto como en la FBP,
(el llamado paso de reconstrucción hacia atrás).
- Posteriormente,
la imagen de TC se propaga nuevamente en el dominio de los datos en bruto (paso hacia delante de la reconstrucción),
simulando una nueva adquisición de TC.
- Se hacen correcciones de ruido sobre esos datos (se eliminan los datos que aumentan ruido de la imagen) teniendo en cuenta detalles de la información geométrica del scanner (tamaño de cada elemento detector,
dimensión del punto focal,
forma y tamaño de cada voxel de imagen) e información estadística del sistema (estadística de los fotones y ruido electrónico en el sistema de adquisición).
Este paso se realiza porque la CT previamente ha simulado una imagen del objeto “perfecta” libre de ruido y las correcciones de los datos en bruto intentan eliminar aquella información que no forma parte de su adquisición,
es decir,
el ruido.
- Los datos se transforman en una nueva imagen con menor cantidad de ruido.
- Este proceso se repite numerosas veces hasta que se obtiene la imagen deseada (aquella que simula la imagen que el CT ha simulado previamente).
Con cada iteración se actualiza la imagen con menor cantidad de ruido,
dando lugar a una imagen final optimizada.
Este proceso iterativo se puede realizar en el dominio de datos en bruto solo,
en el dominio de la imagen sola (sistemas iterativos menos avanzados como IRIS),
o en ambos dominios como en el sistema ASIR y MBIR,
dependiendo del tipo de reconstrucción iterativa utilizada de cada fabricante.
Más iteraciones tienen como resultado mejor calidad de imagen pero también precisan mayor potencia de cálculo y tiempo de procesado,
por lo que la capacidad de realizar las reconstrucciones iterativas depende en gran medida del tiempo dispuesto a asumir por cada estudio y la capacidad de procesado gráfico de la consola del equipo TC.
El algoritmo exacto de reconstrucción iterativo es propiedad de cada empresa.
El porcentaje de utilización de RI se establece previamente,
y esto indica la cantidad de datos reconstruidos por métodos iterativos.
El porcentaje restante,
correspondería a los datos reconstruidos mediante FBP.
Si utilizamos un cero por ciento de RI,
la imagen estaría reconstruida en su totalidad por el método analítico convencional (FBP),
si usamos un 100% de RI,
obtendríamos una imagen con modificación de la textura de ruido que conllevaría una imagen demasiado difuminada e interferiría en el diagnóstico.
Por tanto,
debe de haber un equilibrio entre ambos métodos reconstructivos para lograr una adecuada calidad del estudio.
Dicho porcentaje debe ser establecido previamente a la realización del examen.
La esencia de los algoritmos de RI se encuentra en la simulación adecuada del sistema CT ,
que permite la reducción de artefactos de la imagen resultantes de las irregularidades comunes como el endurecimiento del haz del uso.
A pesar de esto,
hay estudios que indican que la disminución de ruido observada en el ASIR y MBIR no aumenta el rendimiento diagnóstico en TC de tórax de dosis estándar frente a FBP,
y que en ocasiones,
con el uso de RI se observan artefactos de barras o apariencia pixelada en las interfaces de los tejidos,
sin influir en la capacidad diagnóstica.
El uso de reconstrucciones iterativas se centra actualmente en la reducción de la dosis manteniendo la misma calidad de imagen que con reconstrucciones analíticas (FBP).
Los nombres comerciales de cada técnica iterativa disponibles comercialmente son:
-IRIS: Iterative Reconstruction in Image Space (Siemens Medical Solutions).
AIDR 3D: Adaptive Iterative Dose Reduction (Toshiba Medical Systems).
-ASIR: Adaptive Statistical Iterative Reconstruction (GE Healthcare)
-iDose4: Philips Healthcare
-SAFIRE Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction (Siemens Medical Solutions)
-MBIR: Model-Based Iterative Reconstruction (GE Healthcare).
En la fig.
1 se explican esquemáticamente el funcionamiento de la RI (completa).