Artículo original: McCollough, C.H., Rajendran, K., Baffour, F.I. et al. Clinical applications of photon counting detector CT. Eur Radiol 33, 5309–5320 (2023).
DOI: https://doi.org/10.1007/s00330-023-09596-y.
Sociedad: European Society of Radiology (@myESR).
Palabras clave: Humans, Iodine, Photons, Radiation dosage, Tomography, X-ray computed.
Abreviaturas y acrónimos utilizados: ACR (Colegio Americano de Radiología ), EPI (Enfermedad pulmonar intersticial), PC-CT (Photon counting CT).
Línea editorial del número: European Radiology es una revista de publicación mensual asociada a la ESR (European Society of Radiology) que publica artículos originales de investigación, revisiones, artículos de opinión y comunicaciones cortas. En su último volumen de agosto de 2023, se recogen 75 artículos. En él se centra en el uso avanzado de la RM, en particular, en aplicaciones clínicas y técnicas de diagnóstico; destacando un artículo dedicado a procedimientos guiados por RM, en el que se detalla su uso actual y su potencial uso en el futuro, ya que su capacidad para realizar intervenciones sin radiación presenta un futuro prometedor en procedimientos mínimamente invasivos, especialmente en las biopsias de mama y próstata. Por otro lado, hay varios artículos dedicados al TC con detectores de conteo de fotones, uno de ellos dedicado a aspectos técnicos, otro a sus aplicaciones clínicas (cuyo análisis llevaremos a cabo en esta revisión) y otros sobre proyectos de investigación como son este artículo en el que indica que el PC-CT proporciona un análisis más preciso de las estructuras del parénquima pulmonar y por tanto de las características de las EPI. En este volumen se expone cierto énfasis en la integración de técnicas avanzadas, como la radiómica y el aprendizaje profundo, para mejorar el diagnóstico y la caracterización de enfermedades.
Motivos para la selección: El paso de detectores de centelleo a detectores de conteo de fotones en los sistemas de TC representa un cambio importante en cómo se capturan y analizan las imágenes tomográficas. Comprender cómo funciona esta tecnología nos proporcionará un mayor entendimiento sobre los avances en este campo. Por otro lado, me parece muy interesante el concepto de radiar menos a los pacientes, consiguiendo a su vez, una mayor resolución espacial. A lo largo del artículo se describen las posibles aplicaciones clínicas, lo cual debe ser de interés para todo radiólogo que desee mantenerse actualizado en las últimas tecnologías y aplicaciones en imágenes médicas.
Resumen:
Las primeras imágenes humanas con PC-CT se obtuvieron en 2007 con un sistema experimental de General Electric. Desde 2015, se han realizado estudios en humanos con un sistema de TC de doble fuente investigacional fabricado por Siemens Healthcare. En 2021, se lanzó el primer sistema PC-CT aprobado para uso clínico.
Las características beneficiosas de los detectores de conteo de fotones incluyen la ausencia de ruido electrónico, un incremento en la relación señal-ruido del yodo gracias a la ponderación equitativa de fotones de alta y baja energía, la posibilidad de reducir el tamaño del píxel del detector sin disminuir la eficiencia de la dosis de radiación, y la habilidad de clasificar los fotones según sus energías, facilitando así aplicaciones multienergéticas. Esto, contribuye a una reducción en el volumen de contraste yodado de hasta un 13-37%. Por otro lado, la mayor resolución espacial del PC-CT es atractiva para la mayoría de las subespecialidades radiológicas, incluyendo la angiografía por TC, la imagen ósea temporal, la visualización de pequeñas estructuras vasculares e intersticiales pulmonares, la visualización de arterias coronarias, calcificaciones, stents…, así como, la visualización de la anatomía y patología musculoesquelética. En lo que refiere a los artefactos metálicos, los rayos X de mayor energía penetran mejor el metal y están sujetos a menos endurecimiento del haz y dispersión, por lo que la capacidad del PT-CT para producir imágenes derivadas solo de las energías más altas del haz de rayos X permite reducir los artefactos metálicos, lo cual es ventajoso para la imagen alrededor de estructuras o dispositivos densos como stents, coils, amalgamas dentales o material ortopédico.
Las aplicaciones clínicas del PC-CT están en continua extensión. A continuación, se describirán algunas de ellas clasificadas por subespecialidad.
Neurorradiología: Mediante simulaciones con fantomas de angiografía cerebral, se ha demostrado que la PC-CT muestra una conspicuidad superior del vaso y reduce las estenosis artefactuales. En las imágenes sin contraste, la PC-CT muestra una mejor visualización de las estructuras anatómicas críticas, como los pequeños vasos periorbitales, que son difíciles de apreciar en la TC convencional, o las prótesis del estribo.
Imagen torácica: Se ha demostrado que la PC-CT aumenta la confianza del radiólogo en la valoración de la presencia/ausencia de hallazgos de imagen como la reticulación, opacidad de vidrio deslustrado o patrón de atenuación en mosaico, los cuales contribuyen a la categorización más precisa de la EPI. El uso de píxeles de detector más pequeños en el PC-CT mejora la conspicuidad de las características de la EPI y los bronquios pequeños. Lo aún más sorprendente es que puede mantener la sensibilidad para la detección de la EPI, a pesar de la reducción significativa de la dosis de radiación. De manera similar, el PC-CT permite reducir la dosis de radiación para el TC de tórax con contraste, mientras mejora la relación de contraste a ruido para los vasos, el parénquima pulmonar y las metástasis pulmonares.
Por otro lado, con la adquisición simultánea de datos de alta resolución espacial y multienergía, el PC-CT permite una visualización cuantitativa de la reserva sanguínea pulmonar dentro de los pulmones como complemento de la información anatómica de alta resolución en pacientes con sospecha de embolia pulmonar.
Imagen cardiovascular: En esta sección el PC-CT muestra grandes ventajas para la visualización de pequeños vasos. La mejor resolución espacial contribuye a reducir el blooming del calcio o el metal, mejorando la evaluación luminal adyacente a calcificaciones densas y dentro de los stents. Esto ayudará en la caracterización de las placas ateroscleróticas. El uso simultáneo de información multienergética también es útil en el TC cardiaco para generar mapas de yodo que reflejan la perfusión del parénquima, por ejemplo, TC de yodo retardado para la cicatrización del miocardio, o para calcular el volumen extracelular.
Imagen abdominopélvica: En el estudio de Decker et al, se demostró que el PC-CT muestra una mayor conspicuidad para la pelvis renal, los uréteres y los vasos mesentéricos. Así mismo, ofrece una mejora en la detección de la carcinomatosis peritoneal, facilitando la visualización de pequeños depósitos peritoneales o serosos. El PC-CT también tiene el potencial de mejora en la detección y caracterización de la urolitiasis.
Imagen musculoesquelética: El PC-CT muestra una mejor visualización de la arquitectura cortical y trabecular, demostrándose una mejor evaluación de las lesiones óseas. Con estos detectores se puede obtener imágenes de TC de ultra alta resolución espacial de partes del cuerpo grandes como los hombros, pelvis y columna vertebral. Para partes del cuerpo más pequeñas, la dosis de radiación se reducirá sustancialmente debido a la adquisición de imágenes sin el filtro de peine o rejilla post-paciente. Esta mejor resolución espacial del PC-CT resulta en una mayor confianza en la evaluación de los estrechamientos anatómicos críticos en las articulaciones, así como en las lesiones del mieloma múltiple. Por otro lado, también es beneficiosa en la evaluación de la patología intraarticular y periarticular con artrografía de TC. Con una adquisición tomográfica, se pueden generar imágenes virtuales sin contraste de alta resolución para desarrollar modelos óseos en 3D, sin la necesidad de un examen artrográfico. El PC-CT también puede ser valioso en la evaluación cuantitativa de la salud del cartílago o la densidad mineral ósea.
Imagen pediátrica: Cao et al publicaron ejemplos clínicos del uso del PC-CT en niños, demostrando la capacidad de reducir tanto la radiación como las dosis de yodo. Con el PC-CT de doble fuente, se puede obtener imágenes a alta velocidad para aplicaciones multienergéticas, obteniendo imágenes virtuales monoenergéticas para los niveles de energía seleccionados, con el fin de coincidir con la tarea diagnóstica. Una aplicación prometedora del TC de ultra baja dosis es en la evaluación del trauma no accidental. Actualmente, las pautas para la evaluación imagenológica del trauma no accidental establecidas por el ACR y la Sociedad de Radiología Pediátrica ofrecen el TC de tórax como una herramienta secundaria cuando hay alta sospecha clínica de abuso, pero la radiografía es negativa para la fractura. No obstante, las fracturas relacionadas con el abuso pueden pasarse por alto en las radiografías, ya que a menudo son sutiles. El PC-CT puede ayudar a detectar estas fracturas a niveles de dosis efectiva similares a una radiografía de tórax de dos vistas. También se ha sugerido el uso del PC-CT para cuantificar la fibrosis quística en niños.
Imagen mamaria (en desarrollo): En lo que se refiere a la patología mamaria, con el modo de ultra alta resolución espacial, la distorsión arquitectónica, las masas y las microcalcificaciones pueden visualizarse potencialmente a una resolución espacial y especificidad mayores que las observadas en la RM de la mama.
Valoración personal:
El PC-CT representa un gran avance en las técnicas de imagen, particularmente cuando se compara con sistemas convencionales de tomografía computarizada. Las capacidades de alta resolución espacial, mejor relación de contraste a ruido y mejor eficiencia de dosis de radiación del PC-CT, lo sitúan como una alternativa superior a los sistemas tradicionales en una serie de aplicaciones, como las que hemos descrito previamente.
Los puntos fuertes del PC-CT son evidentes. La capacidad para ofrecer imágenes de alta resolución para todas las partes del cuerpo, no solo para las partes más pequeñas, es una ventaja significativa. Además, el uso de tecnologías de energía múltiple y alta velocidad, combinadas con una alta resolución espacial, permiten reducir los artefactos secundarios al calcio y metales, que a menudo limitan la evaluación diagnóstica. Esto puede conllevar a diagnósticos más precisos y, a largo plazo, mejorar los resultados clínicos. Además, la capacidad de obtener imágenes de mayor resolución a dosis de radiación más bajas podría hacer posible nuevas formas de valoración con TC que sean más seguros para los pacientes.
Sin embargo, hay algunos desafíos a considerar. A pesar de los avances significativos que el PC-CT ha traído, la implementación de la tecnología en la práctica clínica puede ser costosa y compleja, lo que puede limitar su adopción. Además, mientras que el PC-CT ofrece mejoras en la eficiencia de la dosis de radiación, sigue siendo esencial que los médicos seamos conscientes de los riesgos de la radiación y trabajemos para minimizar la exposición siempre que sea posible. Para ello, la creación de protocolos clínicos que maximicen los beneficios del PC-CT al tiempo que minimizan los riesgos de la radiación será una tarea clave en el camino hacia la adopción más amplia de esta tecnología.
Tania Marlem Chico González
Hospital Universitario de Canarias, Tenerife, R3.
cbseram.com 
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