4.2.6 Tomografıa y scanner cerebral

Mediante esta técnica se puede formar la imagen de una ``rebanada'' especıfica de los órganos internos. En la tomografıa lineal con rayos X, un tubo de rayos X y una pelıcula se mueven simultáneamente en direcciones opuestas, de forma que los puntos fijos de un plano especıfico del cuerpo mantengan su imagen en la pelıcula, mientras que los puntos fuera de dicho plano producirán imagen movida o difuminada. El resultado es una imagen enfocada del plano seleccionado, con los demás planos difuminados pero superimpuestos en la imagen, lo que ocasiona una pérdida considerable de contraste.

Figura 7: Geometría de un scanner CAT

Las imágenes tomográficas actuales se producen haciendo pasar un gran número de haces de rayos X a través de la región de interés y desde muchas direcciones diferentes. Determinando la pérdida de intensidad de cada haz se obtiene la absorción relativa a lo largo de una dirección particular. A partir de estas proyecciones monodimensionales del perfil del cuerpo es posible reconstruir una imagen bidimensional con ayuda de un ordenador. En los scanners modernos el paciente es rodeado por un anillo con cientos de detectores de rayos X y la fuente de rayos X se mueve alrededor del paciente. Esta técnica se denomina tomografıa axial computerizada o CAT (Computerized Axial Tomography). En España se conoce por las siglas TAC (tomografía axial computerizada). Se puede obtener una imagen completa en varios segundos, con una resolución del orden del mm.

Figura 8: Fotografía del paciente en el interior de una máquina de scanner CAT.

Figura 9: Scanner del cerebro con la técnica CAT

Otra técnica es la tomografıa por emisión de positrones o PET (Positron-emission tomography). Se introducen isótopos emisores de positrones en el área a estudiar y se detectan en coincidencia los dos fotones de 0.511 MeV resultantes de la aniquilación $e^--e^+$. Para ello se rodea al paciente por un anillo de detectores $\gamma$. Los dos fotones se mueven en direcciones opuestas y golpean dos detectores opuestos en el anillo. A partir de un gran número de tales eventos es posible reconstruir la distribución original de radioisótopos y formar una imagen del área. Entre los isótopos usados están el $^{15}$O (2 min), $^{13}$N (10 min), $^{11}$C (20 min) y $^{18}$F (20 min), los cuales deben producirse en un ciclotrón que debe estar instalado próximo al área de diagnóstico, dada la corta vida de tales isótopos.

Figura 10: Geometría de la tomografía por emisión de positrones o PET.

En el caso de scanners cerebrales, la PET ofrece muchas ventajas sobre la CAT, puesto que ésta última es esencialmente estática y muestra sólo la densidad del tejido, mientras que la PET puede revelar efectos dinámicos, como el flujo de sangre. Por ejemplo, una imagen PET del cerebro tomada después de inhalar $^{15}$O mostrará las regiones del cerebro pobres en oxıgeno como resultado de un flujo de sangre anormalmente reducido. Utilizando glucosa con $^{18}$F se puede observar el metabolismo cerebral, puesto que las zonas más activas concentrarán dicho isótopo.

Figura 11: Scanner del cerebro obtenido con la técnica PET.