- Ilustración 1-A: Ubicación espacial de los cortes. Relación entre resoluciones en X,Y y Z.
La tomografía es básicamente una colección de cortes planos transversales, cada uno de los cuales se obtiene por reconstrucción a partir de la medición de la radiación absorbida cuando se ilumina al cuerpo con un haz de rayos contenidos en ese plano, y desde varios ángulos alrededor del eje.
La imagen tomográfica se forma iluminando el objeto con alguna forma de energía (rayos-X, microondas o ultrasonido) y midiendo la cantidad de la misma que atraviesa el objeto. En la (Ilustración 1-B) se observa una imagen obtenida al irradiar un cráneo a una altura determinada.
En el caso de los Rayos-X, la medida puede ser la amplitud o el tiempo de arribo de la señal recibida. De esta forma se obtiene una estimación de un coeficiente de atenuación o índice de refracción. Aún cuando el rayo no atraviese el objeto, es posible, a menudo, usar técnicas algebraicas para conformar la imagen.
Fundamentalmente, la placa tomográfica se obtiene reconstruyendo una imagen a partir de sus proyecciones. En el sentido estricto de la palabra, una proyección en un determinado ángulo, es la integral de la densidad de la imagen en la dirección especificada por el ángulo (Figura 1). Por otro lado, en un sentido más amplio, proyección se refiere a la información derivada de la energía transmitida, cuando un objeto es irradiado desde un ángulo en particular; la frase "proyección defractada" es oportuna para ser usada cuando la fuente de energía es defractante, como en el caso de ultrasonido y microondas.
El equipo que realiza la irradiación se denomina Tomógrafo Axial Computado (TAC) y consiste en un dispositivo por donde se desplaza la camilla con el paciente al que se le ha de realizar el estudio. Dicho dispositivo, que es el encargado de realizar la emisión de Rayos-X sobre el órgano de interés, se encuentra en una habitación aislada, debido a que la exposición frecuente (del operador del equipo) a los rayos es nociva para el cuerpo humano.
Por lo tanto, la consola de control, como así también el computador del equipo, se hallan en una habitación contigua al dispositivo de scaneo. Es allí donde el técnico opera el equipo y selecciona los distintos cortes para un estudio determinado.
La (Ilustración 2) nos muestra la disposición física (layout) de un sistema de tomografía computada en un hipotético centro de tomografía computada.
El impacto de esta técnica en el diagnostico médico ha sido revolucionario, ya que posibilita un estudio profundo y preciso de órganos humanos internos con un alto grado de seguridad para el paciente.
El rango del aplicación del diagnóstico por imágenes en medicina se ha extendido considerablemente en los últimos años. Así, por ejemplo, los sistemas TAC son en la actualidad muy utilizados en neurología, ortopedia, otoringolaringología, etc., como herramienta fundamental de diagnóstico y soporte al profesional médico.
En la configuración básica de todo computador de TAC viene incorporado un disco rígido -donde es posible almacenar un número muy limitado de estudios debido a su baja capacidad- y un drive de disco flexible.
Ninguno de los dos dispositivos de almacenamiento son aprovechados suficientemente debido a que los resultados de los estudios son impresos en una placa y borrados del disco posteriormente.
El drive de disco flexible, en general, no es utilizado en absoluto pues solo sirve para transportar la información acerca de un estudio determinado hacia otro centro de tomografía, cuando este último está equipado con el mismo modelo de TAC (o uno compatible).
Por todo ello, si bien los sistemas de TAC son herramientas muy poderosas para asistir en el diagnostico, mucha de la capacidad potencial de estos aparatos para transmitir información se ve subutilizada debido al medio de "transporte" (placas) desde los centros de diagnóstico por imágenes al médico especialista.
Este transporte de información consiste a menudo en una (o más) placa(s) con imágenes del paciente, frecuentemente seleccionadas por el especialista en el centro de diagnóstico. Con esta metodología se está perdiendo gran cantidad de información, especialmente volumétrica, que podría ser utilizada tanto por el responsable del aparato de TAC como también directamente por el médico que solicitó el estudio.
Sería deseable, entonces, alguna solución tecnológica que "transporte" toda la información obtenida por el tomógrafo a las manos del usuario.
Este trabajo expone nuestras experiencias en la investigación de distintos métodos para la realización de un sistema de este tipo.
El punto de partida del trabajo son las imágenes bidimensionales generadas por el aparato de TAC. El de llegada es un sistema en el cual el usuario pueda visualizar interactivamente algún órgano específico (esto es, modificar las condiciones del entorno -punto de vista, iluminación, etc.- y recibir inmediata respuesta).
Para ofrecer la mayor cantidad de información posible es necesario pasar de una representación bidimensional a una tridimensional, relacionando adecuadamente las varias imágenes bidimensionales obtenidas del tomógrafo. Una vez generado este "volumen de información" es posible estudiarlo con mucha mayor flexibilidad mediante el uso de una computadora personal que a través de la observación de la(s) placa(s) utilizadas comúnmente.
Para lograr este objetivo, se debe primero seleccionar una manera de obtener los datos bidimensionales. Posteriormente es conveniente diseñar una metodología apropiada para representar y procesar la imagen digital. Es aconsejable un filtrado de estos datos para eliminar el ruido realizando, si es necesario, un realce de bordes y aumento de contraste, de modo de poder aislar convenientemente el objeto de interés.
Luego se debería formar un espacio tridimensional de datos a partir de un conjunto de cortes bidimensionales. Obtenido este, se continúa identificando el objeto (órgano) de interés (por ejemplo, hueso). A continuación se debe representar este objeto tridimensional mediante alguna forma adecuada para obtener una visualización coherente. Por último, se debe diseñar un sistema para usuario final (end-user system) que capte y almacene la información generada por los pasos anteriores y la presente al usuario de forma amena y simple.
Es conveniente explicar el presente trabajo de la forma en la que fué realizado, para lo cual es posible diferenciar, con fines puramente didácticos, las siguientes etapas en el desarrollo: