Los escáneres CT de imágenes de haz de cono (CBCT) ofrecen las ventajas de ser compactos en tamaño, menos costosos y más portátiles que los sistemas CT multidetectores. La calidad de imagen, sin embargo, a menudo se ve afectada por artefactos como el rayado o el sombreado, asociados con efectos de haz de cono y/o falta de uniformidad en la calidad de imagen cerca de los extremos del campo de visión (FOV).
La tomografía computarizada por haz de cono (o CBCT, también conocida como TC de brazo C, TC de volumen de haz de cono o TC de panel plano) es una técnica de imagen médica que consiste en tomografía computarizada de rayos X donde los rayos X son divergentes, formando un cono.
CBCT se ha vuelto cada vez más importante en la planificación del tratamiento y el diagnóstico en odontología de implantes, otorrinolaringología, ortopedia y radiología intervencionista (IR), entre otras cosas. Tal vez debido al mayor acceso a dicha tecnología, los escáneres CBCT ahora están encontrando muchos usos en la odontología, como en los campos de la cirugía oral, la endodoncia y la ortodoncia. El CBCT integrado también es una herramienta importante para el posicionamiento y la verificación del paciente en radioterapia guiada por imágenes (IGRT).
Ahora se están realizando investigaciones para mejorar la calidad de la imagen de CBCT. Ingenieros biomédicos de la Universidad Johns Hopkins están colaborando con el equipo de radiología de Carestream Health para desarrollar un escáner CBCT multifuente dedicado a la toma de imágenes de extremidades. El equipo ha demostrado que su prototipo de escáner de investigación redujo los artefactos de haz de cono sobre un escáner CBCT de una sola fuente y proporcionó un FOV longitudinal más grande.
El equipo ha demostrado ahora que el prototipo de escáner de investigación redujo los artefactos de haz de cono sobre un escáner CBCT de una sola fuente y proporcionó un FOV longitudinal más grande.
El escáner es un casco de fibra de carbono autoprotegido en forma de c que encierra la fuente y el detector, lo que permite colocar un brazo o una pierna a través de una puerta dentro de la «C». El diámetro interior del pórtico es de 20 cm, e incluye una región ampliada para la colocación de un pie. La órbita del detector circular se extiende hasta 210o, con el detector de rayos X de panel plano (FPD) pasando dentro de la puerta cerrada durante un escaneo. La distancia de origen a eje es de 40,4 cm, y la distancia de origen a detector es de 53,8 cm.
La fuente de rayos X del escáner consta de tres unidades separadas de ánodo-cátodo distribuidas uniformemente con un espaciado de 12,7 a lo largo de la dirección longitudinal. Cada eje de ánodo-cátodo está orientado a lo largo de los ejes longitudinales y angulado para presentar un punto focal en el centro del detector. Cada fuente tiene un colimador primario separado con tres ventanas de salida en la carcasa del tubo de rayos X, lo que permite que cada fuente cubra un GRAN FOV en el FPD. El FPD se leyó en modo binning de 2 x 2 a un tamaño de píxel de 0,278 mm, con una tasa de lectura nominal de 25 fotogramas por segundo.
Los investigadores investigaron la calidad de imagen y las características de dosis del escáner prototipo. Para el estudio, adquirieron imágenes de configuraciones de una sola fuente y de tres fuentes. El protocolo de escaneo para todas las adquisiciones utiliza 90 kV, 6 mA de corriente de tubo y 20 ms de ancho de pulso para cada fuente. Se adquirieron un total de 600 proyecciones (200 para cada fuente). Utilizaron un algoritmo de proyección posterior filtrada personalizada (FBP) para la reconstrucción, utilizando una simple combinación lineal de las tres reconstrucciones fBP de una sola fuente a través de un «mapa» basado en vóxeles. También utilizaron un grano de tejido blando para visualizar los detalles de tejido blando de músculo, cartílago, tendones y ligamentos por encima de la rodilla y el espacio articular.
Con la prioridad de esta investigación de calidad de imagen, es imperativo que la lente utilizada en los escáneres de haz de cono ofrezca precisión, precisión y claridad. Universe Optics se dedica al diseño y fabricación de lentes de precisión para ser utilizadas en este campo de la tecnología.
Las características de muestreo de la configuración de tres fuentes eran superiores en general. Se identificaron áreas de mayor reducción de ruido y artefactos de haz de cono cerca del plano central de cada fuente de rayos X, aumentando en ubicaciones intermedias para cada fuente. Los autores informaron que esta configuración demostró un muestreo 3D más completo con una reducción general en el «cono nulo» de frecuencias no muestreadas.
«La configuración de múltiples fuentes parece particularmente beneficiosa para escenarios de imagen en los que la anatomía contiene superficies de alto contraste a gran distancia del plano axial central y/o a lo largo del FOV, como con la mano, la rodilla o el pie», escribieron los autores.
Uno de los principales beneficios de las imágenes de haz de cono es que pueden producir el mismo tipo de imágenes de alta calidad que una tomografía computarizada (CAT) con menos radiación. Las imágenes que utilizan esta tecnología seguirán mejorando, y nosotros, en UKA, estamos a la vanguardia de lentes específicas diseñadas para este tipo de equipos.