TC abdominal con energía dual de fuente única utilizando la técnica de filtro dividido: calidad de la imagen y detección de lesiones hepáticas.

Artículo original:  Eichler M, May M, Wiesmueller M, Saake M, Heiss R, Uder M, Wuest W. Single source split filter dual energy: Image quality and liver lesion detection in abdominal CT. EJR. 2020; 126: 78-83.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2020.108913

Sociedad: European Journal of Radiology,  @ELS_Radiology

Palabras clave: single source dual energy,  breast cancer, abdominal imaging.

Abreviaturas: A (atenuación media), RCR (ratio contraste-ruido), ID (imágenes por defecto), keV (Kilo electrón voltio), R (ruido), ROIs (en Inglés, region of interest),  IVM (Imágenes virtuales monoenergéticas).

Línea editorial del número:

En este  número de la European Journal of Radiology publicado en mayo de 2020, se tratan diferentes temas relacionados con los avances tecnológicos en el ámbito de la radiología con una editorial interesante que trata un tema candente en la actualidad “Artificial intelligence in medical imaging: Game over for radiologists?” e incluye varios artículos como el que trata sobre la detección de fracturas de radio distal que compara el diagnóstico de radiólogos versus el “Deep learning” o el valor de la ecografía  convencional y la elastografía de onda cortante en tiempo real en pacientes con polineuropatía diabética tipo 2.  En este número se tratan otros temas relativos a imagen cardíaca, imagen torácica, imagen gastrointestinal, imagen genitourinaria, imagen de cabeza y cuello, radiología intervencionista, sistema musculoesquelético y neurorradiología.

Motivos para la selección:

En los últimos años el uso de la energía dual  se ha ido desarrollando y en el momento actual se está convirtiendo en una herramienta de apoyo en múltiples patologías como son el diagnóstico de litiasis renales y su composición, en la caracterización de lesiones suprarrenales,  la detección de cristales de urato monosódico, y muchas otras publicaciones sobre el uso de doble energía en otras patologías.  Sin embargo, aún se tienen pocos estudios que permitan su uso estandarizado y debemos ser críticos al leer sobre ellos. 

Resumen:

El cáncer de mama es una enfermedad grave que requiere una estadificación para su correcto tratamiento, por ello estos pacientes requieren un estudio de extensión mediante TC.

En este artículo se analiza la detección de las lesiones hipoatenuantes quísticas o metastásicas y su diagnóstico diferencial mediante TC con energía dual de una única fuente utilizando la técnica de filtro dividido.

La energía dual es una técnica prometedora para la detección de lesiones al aumentar el contraste entre tejidos, recientemente se ha introducido la técnica del filtro dividido “split filter” a los TC de una única fuente.  

Otras técnicas de energía dual que permiten obtener datos de la alta y baja energía son:  

• Espiral dual
• Doble fuente
• Cambio rápido del tubo de voltaje
• Detector en sandwich

Las imágenes que se obtienen con doble energía son:

• ID:  se reconstruyen de los datos brutos y permiten una distinción entre el contraste de la imagen y el ruido.

• IVM:  requieren postprocesado y simulan las imágenes de un TC de una única fuente monoenergética, así incrementan el contraste de imagen.

El objetivo de este estudio es evaluar el uso de la doble energía de una única fuente con la técnica de filtro dividido en el estudio de abdominal de extensión de pacientes con cáncer de mama para así valorar la calidad de las imágenes ID y las diferentes reconstrucciones IVM, y así conocer qué imagen es mejor para detectar cada estructura:

• Vasos
• Órganos
• Lesiones hepáticas hipoatenuantes

El estudió incluyó 51 pacientes con cáncer de mama a los que se les realizó un prueba de imagen de extensión mediante un TC de energía dual con un tubo de una única fuente y un filtro dividido el cual presentaba una cobertura del 50% del detector con oro (50 μm) y el otro 50 % con estaño (600 μm). 

Se obtuvieron imágenes:

• ID en ventana de partes blandas
• IVM: se analizó con un software en ventana de tejidos blandos de diferentes energías (40, 50, 60, 70  y 80 keV) .

 

• Calidad de las imágenes objetivas

 

Se colocó un ROI para evaluar de forma objetiva la atenuación media (A) en Unidades Hounsfield  y su desviación estándar que representan el ruido de la imagen (R) en:

• Músculo paravertebral.
• Parénquima hepático.
  • Quistes: lesiones hipodensas (menos de 20 UH), homogéneas, de márgenes nítidos. 
  • Otras lesiones hepáticas potencialmente malignas.
• Vena porta.
• Bazo.
• Páncreas.
• Aorta.

Los valores del ratio de contraste ruido (RCR) se calcularon según estas ecuaciones:

• Hígado, páncreas, bazo, aorta y porta: RCR = (A órgano/vaso – A Músculo) / R músculo
• Lesiones hepáticas:  RCR = (A Órgano  – A Lesión) / R Músculo 

 

• Calidad de imágenes de forma subjetiva:

 

Las imágenes fueron evaluadas por dos radiólogos independientes utilizando la siguiente escala.

Detección de lesiones:

• 1: No visualizadas, salvo en otras reconstrucciones.
• 2: Pobre.
• 3: Aceptable para uso clínico.
• 4: Buenas.
• 5: Excelente.

Artefactos de imagen:

• 1: Extensos que afectan a la región de interés, por lo que no es valorable.
• 2: Limitados pero que afectan a la región de interés.
• 3: Moderados, afectan ligeramente a la región de interés.
• 4: Ligeros artefactos que no afectan a la evaluación de la imagen.
• 5: Sin artefactos.

Calidad de imagen general sin centrarse en la evaluación de la lesión:

• 1: No diagnóstica.
• 2: Limitada
• 3: Moderada
• 4: Buena
• 5: Excelente 

• Exposición a la radiación: la radiación viene dada por el TC de forma automática.

Para realizar informes en un entorno clínico las imágenes ID simulan adquisiciones estándar de 120 kV y un post-procesado adicional ofrece la posibilidad de mejorar la calidad de la imagen mediante reconstrucciones IVM.

Los datos obtenidos en este estudio refieren que:

• Un ratio contraste-ruido alto, para evaluar correctamente vasos y órganos abdominales, se adquiere mejor en las reconstrucciones monoenergéticas más bajas.
• Evaluar lesiones del parénquima puede ser un problema debido a artefactos de inhomogeneidad en la zona de transición entre el tórax y el abdomen: esto se debe a que el detector cubre el hígado superior, que tiene una  atenuación alta, y los pulmones presentan una atenuación relativamente baja en dirección z, y el algoritmo de modulación de la corriente del tubo parece ser incapaz de compensar esta discrepancia en la necesidad de fotones.
• Otra desventaja de los niveles de energía bajos en IVM es la aparición de nuevos artefactos, no descritos previamente. Estos artefactos ocurren en las interfaces entre los tejidos blandos y el aire, como en asas intestinales y alrededor del corazón. Se atribuye ese tipo de artefacto al desplazamiento temporal de milisegundos entre la adquisición de energía alta y baja, y al movimiento entre los conjuntos de datos. 
• Las diferencias de atenuación relativa entre el conjunto de datos de alta y baja energía pueden aumentar a más de 1000 HU cada vez que un vóxel contiene tejido blando en el conjunto de datos de baja energía y aire en el conjunto de datos de alta energía. Esto se puede considerar erróneamente como captación de yodo por el algoritmo.
• Una aproximación simple es usar las reconstrucciones IVM a 80 keV para evaluar el parénquima hepático, disminuyendo la dosis de radiación y de ruido.
• Los valores más altos de ratio contraste-ruido para el parénquima hepático y las lesiones hepáticas se hallaron a 40 keV. Pero los primeros 2-3 cm subhepáticos se ven limitados en su valoración en las reconstrucciones de baja energía, por los artefactos previamente descritos.
• La mejor delineación de las lesiones hepáticas se encontró a 80 keV independientemente de las Unidades Hounsfield. 
• La mejor compensación entre el contraste de imagen y los artefactos se encontró a 80 kev en las reconstrucciones monoenergéticas sin objetivarse artefactos. 

El estudio presenta varias limitaciones:

1. No se analizaron las lesiones histológicamente.
2. No se evaluaron niveles elevados de keV (190 keV).
3. Únicamente se evaluó un sistema de un único vendedor. Los resultados no se pueden extrapolar a otros sistemas. 
4. El TC de única fuente con filtro dividido de energía dual presenta menos separación espectral respecto a otros TC de energía dual, que puede llevar a tiempos de adquisición más prolongados, y valores más bajos de RCR en abdomen.

Conclusión

Las imágenes ID obtenidas de un TC de energía dual con una única fuente están disponibles de forma inmediata tras la adquisición  y aporta una  buena calidad de imagen en abdomen.

Los ratios altos de contraste-ruido se pueden obtener a 40 keV en reconstrucciones de monoenergía para evaluar los vasos, parénquima hepático y lesiones hepáticas. Sin embargo, los nuevos artefactos inducidos en las reconstrucciones de monoenergía se ven potenciados en energías bajas (a 40 keV).

La mejor compensación general entre el contraste de la imagen y los artefactos se obtiene con las reconstrucciones de 80 keV para imágenes abdominales.

 

Valoración personal:

Se trata de un artículo muy específico para el que se requieren bases físicas sobre la energía dual y que presenta varias limitaciones que destacan en el propio artículo. Sin embargo, considero importante realizar una lectura crítica sobre el desarrollo de estas nuevas técnicas para valorar su potencial aplicación en nuestra práctica clínica.  

Puntos fuertes:

Nos aporta avances del futuro de la radiología en el ámbito del uso de la energía dual y evalúa sus potenciales aplicaciones en la detección de metástasis abdominales.

Puntos débiles:

Se trata de una muestra de pacientes muy limitada sobre un estudio no comparativo entre dos técnicas y aunque apunta datos interesantes sobre el uso de las diferentes energías en la valoración de lesiones hepáticas, aún requiere muchos más estudios y protocolos que permitan su uso estandarizado.

 

Laura Ortiz Evan 

R2 Complejo Hospitalario de Cáceres

Laura.ortizevan@gmail.com