La dosis de radiación administrada ha sido siempre uno de los hándicaps de las exploraciones en el TAC cardiaco. Se trata de una circunstancia que está cambiando con la utilización de los equipos más modernos. Esto facilita el abordaje de las patologías cardiovasculares en la UCI.
Con la llegada de los equipos de Tomografía Computarizada de múltiples detectores (TCMD) a la práctica clínica, se han conseguido velocidades de rotación del Gantry muy rápidas. También adquisición de imágenes sincronizadas con el electrocardiograma (ECG). Esto permite obtener una muy alta resolución espacial y temporal, lo que es imprescindible para el estudio del corazón y arterias coronarias (TC cardiaca).
La TC cardiaca se puede aplicar en el screening del calcio coronario, valoración de placas de ateroma, angiografía coronaria (ATC) y valoración de la función ventricular. Según la patología (adquirida, coronaria, congénita) y paciente (niño o adulto), se han desarrollado diferentes protocolos de examen que variarán dependiendo de las posibilidades técnicas del equipo con que se cuente.
Equipamiento
Equipos de tercera generación
Los sistemas actuales están equipados con 2 o más coronas de detectores paralelos. Siempre utilizan una tecnología de tercera generación, con un tubo rotatorio y una corona de detectores sincronizados. Los sistemas de 8, 12 y 16 detectores estuvieron disponibles en el año 2002. Consiguieron volúmenes cardiacos con
resolución espacial isotrópica, grosores de corte entre 0,5 y 0,625 mm y tiempos de rotación menores de 0,5 s el tiempo de examen era de 20-30 s de apnea.
No obstante, durante el año 2004 y 2005 aparecieron nuevas generaciones de equipos de TCMD con 32, 40 y 64 detectores. Con ellos, la resolución isotrópica (idéntico tamaño del vóxel en los 3 planos). La principal ventaja de estos nuevos equipos es la reducción del tiempo de examen. Permite apneas de 10 s, con imágenes de alta calidad para los estudios cardiacos sin arritmia y sin movimiento respiratorio.
Equipos de amplios detectores
Los últimos desarrollos técnicos incorporan nuevos equipos con 256, 320 y hasta 392 filas de detectores. Otros optan por utilizar detectores digitales “flat panel”, que permiten disminuir la resolución espacial hasta 0,2 mm. La TCMD de 256 detectores ha conseguido reducir la velocidad de rotación del gantry a 0,5 s/vuelta. El grosor de corte es de 0,5 mm pueden generar paquetes de datos en un solo ciclo cardiaco sin sincronismo ECG.
Cubre todo el corazón en una sola hélice (12,8 cm) y obtiene datos isofásicos e imágenes sin artefactos por movimiento. El equipo de TCMD-320 detectores utiliza una corona de 320 filas de elementos. Cada rotación cubre 16 cm de longitud que es suficiente para cubrir todo el tórax de la mayoría de los pacientes en una única hélice.
Flat panel
Los detectores horizontales, lisos u homogéneos, (Flat-panel detector CT [FPD-CT]) se desarrollaron para utilizarlos en la radiología convencional y fluoroscopia. También para reemplazar las placas de RX simple y los intensificadores de imagen. Esta tecnología ofrece un mayor rango dinámico, reduce la dosis de radiación, permite una lectura digital mucho más rápida y la posibilidad de adquirir diferentes series de imágenes.
En las salas de hemodinámica permite visualizar los tejidos blandos, lo cual no era posible con los sistemas de intensificadores de imagen antiguos.
TCMD Dual
Con estos equipos se ha conseguido reducir sustancialmente la resolución temporal. Mantiene la capacidad de imagen habitual de las TCMD-64. Constan de dos tubos de rayos-X y dos correspondientes coronas de detectores montados en un gantry rotador y apertura angular de 90º.
La rotación más corta del gantry es de 0,33 s y cada tubo puede operar de forma independiente respecto al kV y mA. Permite adquirir datos con energía dual (un tubo disparando a 80 kV y el otro a 140kV). Esto disminuye sustancialmente la dosis de radiación utilizada pudiendo llegar a ser menor de 1 mSv en adultos delgados.
Técnicas de reconstrucción iterativa (RI)
Hasta hace poco, la reconstrucción de la imagen de TC a partir de las medidas de atenuación con los datos crudos se basaba en la técnica de retroproyección filtrada. Esta técnica tiene en cuenta múltiples proyecciones obtenidas desde diferentes ángulos de exploración mediante la retroproyección de los datos brutos. Cuando la dosis de radiación es estándar, esta técnica tiene en cuenta el ruido estadístico, la geometría del haz de rayos X o la interacción del fotón con el objeto examinado y el detector.
Sin embargo, cuando se reduce la densidad fotónica (la dosis de radiación), se produce un aumento incremental del ruido en la imagen. La RI consigue mejorar la calidad de la imagen, basándose en un modelo matemático con el que se realiza una iteración de las reconstrucciones de imagen varias veces. En consecuencia se generan imágenes con menos cantidad de ruido.
Principios básicos en el estudio del corazón
Proceso de adquisición del examen
El proceso de adquisición (scan) consiste en un movimiento constante de la mesa, mientras el gantry rota continuamente y emite rayos-X. Hay una atenuación de los rayos-X por los diferentes tejidos según su densidad. Esto es lo que reciben los detectores. La imagen final consiste en un mapa de atenuación donde cada píxel tiene un valor que depende del componente de cada tejido. Los datos procesados se almacenan casi en tiempo real mediante algoritmos de interpolación y técnicas de reconstrucción que precisan de equipamiento técnico y ordenadores sofisticados.
Reconstrucción de la imagen
Existen dos técnicas de reconstrucción de la imagen con sincronismo cardiaco: el prospectivo (ECGtriggered) o el retrospectivo (ECG-gated). En el método prospectivo, el examen se realiza en una ventana de tiempo predeterminada del ciclo cardiaco, habitualmente durante la diástole. Esta ventana temporal se puede definir en milisegundos (ms) a partir de la onda R del ECG o como un porcentaje del ciclo cardiaco. En el método retrospectivo, el examen se lleva a cabo mediante una hélice continua durante una única apnea. Simultáneamente se realiza un registro electrocardiográfico (ECG), necesario para reconstruir posteriormente las imágenes.
La frecuencia cardiaca es crucial, porque a mayor frecuencia cardiaca, menor número de segmentos disponibles para la reconstrucción de la imagen. Es imprescindible una frecuencia en torno a 60 lpm para obtener mayor resolución temporal. Una frecuencia cardiaca cambiante durante la adquisición es un factor limitante. La adquisición de datos continua da lugar a una elevada dosis de radiación, mayor que en el método prospectivo. Sin embargo, se obtiene una resolución espacial óptima y se puede calcular la función ventricular.
Resolución temporal
Se trata del intervalo de tiempo en el que se realiza cada adquisición de datos. Es importante porque el corazón está en continuo movimiento. En los equipos de 64 detectores, el tiempo de rotación está entre 330-400 ms, lo que es mucho para obtener un plano axial completo del corazón sin artefactos de movimiento. Las herramientas disponibles para reducir este tiempo incluyen:
- Adquisición Half-scan (reduce el tiempo a 165-200 ms).
- Segmented Reconstruction, reduciendo el tiempo de scan a un valor mínimo imprescindible para obtener imágenes del corazón sin movimiento (50 ms).
Se ha conseguido disminuir la resolución temporal a 58 ms con equipos de 320 detectores. Se permite hacer un estudio prospectivo con tres latidos cardiacos en fase sistólica (menor movimiento ventricular a esa velocidad).
Resolución espacial
Capacidad de distinguir entre dos puntos adyacentes (distancia 2D). En el caso de la técnica volumétrica (3D), este término debe de referirse tanto para el eje axial (in-plane, eje XY) como para el longitudinal (eje Z). En la práctica, en el eje axial se expresa como tamaño de píxel de la imagen. Cuando se integra el eje Z se denomina entonces vóxel, que es de tamaño isotrópico.
Radiación
Actualmente, la TCMD, alcanza cerca del 50% de la dosis colectiva total de radiación de origen diagnóstico en medicina en algunos países de la Unión Europea. La legislación europea pide a los estados miembros que se preste especial atención a la protección radiológica en TCMD y en radiología pediátrica. Dado que existe un pequeño, pero no negligible, riesgo de oncogénesis a lo largo de la vida del paciente, cada medida debe de tomarse para reducir meticulosamente la exposición a la radiación:
- La angio-TC o cardio-TC debe de realizarse solamente si tiene una indicación clara.
- La exploración debe de consistir en un único barrido del tórax (angio-TC) o del corazón (cardio-TC).
- El voltaje del tubo debe de reducirse a 80-100 kVp, reduciendo la corriente del tubo a la dosis mínima necesaria para cada peso y paciente.
- Si es posible, el pitch debería de incrementarse en los casos con frecuencias altas y utilizar todas las técnicas disponibles para reducir la dosis.
Efectos
El daño inducido por la radiación ionizante puede llevar a desarrollar cáncer. A pesar de que este es un hecho conocido, no existe una relación causa-efecto definida y consistente sobre la incidencia exacta de tumores debidos a la exposición a radiación con fines diagnósticos. De hecho, la baja cantidad de rayos-X utilizados con este fin no tiene un efecto inmediato en los tejidos humanos. El daño directo, sin embargo, se puede documentar de forma precisa en la radiación terapéutica (radioterapia), en las bombas nucleares (Hiroshima y Nagasaki) y en el curso de accidentes nucleares como el de Chernóbil.
El uso de radiación ionizante con fines diagnósticos no se puede evaluar de forma inmediata. No hay buenos modelos biológicos que permitan calcular el riesgo a largo plazo, aunque fuese con un factor de error determinado y con las dosis más elevadas esperadas. No obstante, se ha descrito un incremento de neoplasias de más del doble de lo esperado en pacientes a los que se les realizó TC en edades pediátricas.
Exposición a los rayos X y edad del paciente
El daño causado por los rayos-X está directamente relacionado con la edad del paciente. Se debe a una mayor sensibilidad de los tejidos a menor edad. En el estudio cardiológico, la radiación está limitada al área cardiaca, a una pequeña porción de tejido pulmonar, al corazón y al tejido mamario. Se puede disminuir la dosis de radiación del tejido mamario con protectores de bismuto (hasta en un 30%), que son medianamente radiopacos.
Aunque las dosis de radiación de los nuevos protocolos continúan disminuyendo, es muy importante ceñirse a una evidencia científica que justifique el uso de esta técnica.
Alara (as low as reasonably achievable)
El objetivo del concepto ALARA es proporcionar el máximo beneficio diagnóstico o terapéutico (según qué técnica sea) utilizando la menor dosis de radiación posible. En este sentido, la TCMD y las diferentes técnicas diagnósticas pueden ayudar a disminuir las dosis de radiación en las salas de hemodinámica. Así disminuyen los cateterismos diagnósticos y reducen el tiempo de los procedimientos terapéuticos, al haberse establecido previamente la anatomía y planteamiento a realizar.
Como la angio-TC y la cardio-TC sincronizada están aumentando en la población, es imperativo el conocimiento de la dosis de radiación. Globalmente, la coronario-TC expone a los pacientes (adulto) a altas dosis de radiación, en un rango entre 7-13 mSv con los procedimientos y equipos de 64 detectores disponibles.
Técnicas para limitar la exposición a la radiación
- Reducción del voltaje: útil en pacientes con índice de masa corporal por debajo de 25 kg/m2. Se disminuye el voltaje estándar de 120 kV a 100 kV, consiguiendo reducir la dosis hasta en un 30-40%. Esta técnica también permite disminuir la cantidad de contraste administrado.
- Modulación de dosis: reducción proporcional según el peso y tamaño del paciente de forma automática, con el fin de reducir corte a corte y en cada momento los miliamperios (mA) emitidos. Esta técnica disminuye los rayos-X innecesarios hasta en un 30-40%. Además, en pacientes delgados, el radiólogo puede reducir la dosis de forma manual disminuyendo los kilovoltios (kV).
- Step and shot: limita la exposición de rayos-X exclusivamente a la fase telediastólica mediante el sincronismo prospectivo. Así se consigue reducir la dosis hasta en un 80%. La principal limitación es que excluye la adquisición espiral y pueden aparecer artefactos de superposición o solapamiento.
- ECG modulation: realiza una adquisición espiral y emisión continua de rayos-X con sincronismo prospectivo, pero a mucha menor dosis durante el ciclo cardiaco (sólo al 4% de la emisión estándar diagnóstica). La aumenta durante la tele diástole, evitando los artefactos de solapamiento en cada corte grueso. Se estima una disminución de la dosis de hasta el 50-60%.
- ECG-gating high pitch mode: la utilización de un pitch alto reduce considerablemente la dosis de radiación, en equipos dual-source CT de 1ª y 2ª generación. En esta técnica se adquieren los datos mientras la mesa se desplaza a elevada velocidad (46 cm/s). El pitch máximo que se ha utilizado es de 3,4 y la adquisición del corazón es más rápida, en un único latido cardiaco, generalmente durante la diástole. También son imprescindibles el ritmo regular y la frecuencia cardiaca baja (63 l/m).
- Otras técnicas: Con la limitación de los márgenes en dirección cráneo-caudal, se puede reducir la dosis efectiva hasta en un 16%. El efecto de la sobreexposición es mayor cuanto más radiosensibles sean los órganos cercanos. Depende de la colimación del haz y el grosor de reconstrucción del corte.
- Uso de “bowtie filters” y algoritmos de reconstrucción iterativa,. Se pueden utilizar indistintamente con cualquier otra técnica de forma adicional. Con los “bowtie filters” se estrechan los márgenes x-y, limitando la radiación dispersa por fuera de los detectores. Así se puede reducir la dosis hasta en un 40%. Con la reconstrucción iterativa, se incorpora un modelo de reconstrucción estadístico que reduce el ruido. Permite preservar la calidad de la imagen con técnicas de baja dosis (voltaje del tubo). Consigue reducción de dosis de hasta el 44%.
Contraste yodado en cardio-TC
El realce de los vasos debe de ser lo más alto posible para valorar la luz del vaso y su permeabilidad. Pueden hacer variar el realce final del vaso el peso del paciente, la función cardiaca, la concentración y densidad del contraste, velocidad de inyección y el lavado salino posterior. Hay disponibles diferentes tipos, marcas y concentraciones de contraste yodado hidrosoluble.
Se recomienda en los estudios de cardiopatías congénitas utilizar contraste monomérico no iónico de baja osmolaridad, de 300 mgl/ml, a una dosis de 1,5-2 ml/kg de peso. En los equipos de amplios detectores y pacientes adultos, se puede utilizar contraste de baja osmolaridad de 400 mg/ml a una dosis de 1-1,5 ml/kg de peso.
Hay que asegurarse de que la función renal del paciente es normal para evitar producir nefropatía inducida por el contraste (CIN). Pueden existir reacciones alérgicas al contraste y se ha descrito un aumento de su incidencia con la edad. La gran mayoría de las reacciones son leves o moderadas. Se desaconseja el uso de gadolinio para estudiar las arterias coronarias mediante TC.
Enfermedades del corazón en UCI
Las patologías cardiovasculares agudas conforman un conjunto de enfermedades que con frecuencia obligan a la toma de decisiones complejas.
Este tipo de reacciones (no demorables y de gran repercusión para el pronóstico del paciente que se requieren en los espacios de actuación rápida) pueden aprenderse a través de diversos programas como el Máster en Cuidados Críticos Cardiovasculares en el Servicio de Urgencias o el Máster en Diagnóstico y Tratamiento en Cardiología Pediátrica y Cardiopatías Congénitas de TECH Universidad Tecnológica.
Así mismo, el Máster en Cuidados Críticos Cardiovasculares en el Servicio de UCI aporta conocimientos sobre el manejo de pacientes en situación crítica, lo cual es algo frecuente en los hospitales, ya sea en los Cuidados Intensivos o en casos post-quirúrgicos con cardiopatías de base.
