La tomosíntesis digital mamaria es una tecnología de diagnóstico por imágenes que permite una mayor definición y localización de las lesiones al eliminar la superposición de estructuras, cuyo potencial en términos de reducción de tasa de dudas diagnósticas está ampliamente reconocido en numerosas publicaciones y estudios.
Se evalúa su estado del arte a través de una revisión de la literatura, comparación de características técnicas y análisis de pros y contras de las soluciones tecnológicas actualmente ofrecidas por la industria.
Digital Breast Tomosynthesis is a technology for breast imaging that allows greater definition and location of the lesions by removing overlapping structures. Its potential in terms of reducing the diagnostic uncertainty rate is widely recognized in numerous publications and studies.
Its state of the art is evaluated through a literature review, technical features comparison and a pros and cons analysis of technological solutions currently offered by the industry.
La tomosíntesis digital mamaria (TDM) es una tecnología de diagnóstico por imágenes que permite una mayor definición y localización de las lesiones al eliminar la superposición de estructuras, cuyo potencial en términos de reducción de tasa de dudas diagnósticas está ampliamente reconocido en numerosas publicaciones y estudios. En particular, la adición de la TDM en el cribado poblacional permite un aumento significativo de la tasa de detección de cáncer y una disminución significativa simultánea en tasa de falsos positivos con cualquier porcentaje de densidad mamaria; es decir, que gracias a ella asistimos por primera vez a un aumento en la proporción entre el número de mujeres con diagnóstico de cáncer y el número total de mujeres recitadas para un segundo nivel de investigación1.
La TDM, inspirada en la tomografía de Alessandro Vallebona, consiste en la realización de una secuencia de proyecciones mamográficas obtenidas dentro de un rango angular limitado, con reconstrucción posterior de los datos adquiridos en una pila de cortes finos de alta resolución.
Los requisitos básicos están representados por una dosis-órgano aceptable que no exceda la dosis necesaria para una mamografía de 2 proyecciones (vínculo de dosis), la calidad de reconstrucción y un tiempo de escaneo lo suficientemente rápido como para evitar artefactos de movimiento, y dependen de diversos factores tecnológicos-constructivos, entre ellos, el movimiento del tubo, el ángulo de barrido, la tipología de detector, el tamaño del píxel (en la reconstrucción on-plane), el espesor del corte reconstruido (en la reconstrucción off-plane), el número de proyecciones, el paso angular entre las proyecciones y el algoritmo de reconstrucción. Características comunes a todos los sistemas de TDM son la modalidad de actuación (proyección CC o MLO), el tiempo de adquisición (10′’-20′’) y de reconstrucción (entre 40′’ y 180′’), el espesor de los cortes (1mm), la modalidad de visualización (single slice, slab o cine loop), la posibilidad de realización de proyecciones mamográficas estándar y de selección MAMO/TOMO con compresión en acto. En cambio, encontramos una gran variedad en el número de adquisiciones (entre 13 y 25) y en el ángulo de adquisición (entre 15° y 50°), que junto con la dosis suministrada representan factores significativos para la calidad de la imagen2.
En esta segunda generación de tomosíntesis las soluciones tecnológicas elegibles por los constructores se pueden resumir en unos pocos factores, condicionantes a la hora de evaluar el rendimiento del sistema (fig. 1), es decir:
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La maximización del rango angular produce un incremento de la resolución en el eje z3, la reducción del espesor del plano en foco, el aumento del blurring de objetos off-plane y un punto de rendimiento decreciente variable en función del tamaño del píxel.
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El incremento del número de adquisiciones más allá de un umbral relativamente bajo no mejora aún más la resolución vertical3.
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El valor de umbral para el número mínimo de adquisiciones necesarias para minimizar la función de dispersión de artefactos varía proporcionalmente con el rango angular3.
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La visibilidad de artefactos es en función del número de proyecciones, dependiente del rango angular, del tamaño de píxel, del contraste de los objetos atenuantes, de la física del detector y de las limitaciones anatómicas.
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La nitidez está determinada por la función de transferencia de modulación (MTF)4, que determina la transferencia de contraste en función de la frecuencia espacial5.
Puesto que una fuerte reducción de la MTF se produce en la dirección de barrido y la nitidez on-plane resulta reducirse a medida que aumenta la distancia del objeto de interés del detector, eso evidencia que para sistemas flying focus, con tubo en movimiento durante la exposición, la detectabilidad de pequeños detalles en los planos reconstruidos variará con la posición del objeto de interés4,6. Por tanto, el partido se juega básicamente alrededor de la geometría de adquisición y de los compromisos alcanzables.
La distribución no homogénea de un número limitado de proyecciones en un rango angular medio representa sin duda un buen compromiso entre resolución on-plane y off-plane, SNR y artefactos7: una buena solución parece ser ofrecida por la tecnología step & shoot, caracterizada por la toma de imágenes con el tubo parado a los diferentes ángulos de adquisición (fig. 2).
Características de los sistemas de tomosíntesis en uso clínico o en desarrollo. Fuente: Sechopoulos20.
En cuanto a la reconstrucción, ya en 2004 Wu y Kopans habían evidenciado que el método analítico filtered back projection, ideal en TC, aunque rápido y estable, no se aplica de manera óptima a la tomosíntesis8. Un método ideal de reconstrucción siempre tiene que fundamentarse en la aplicación de algoritmos múltiples, ya que cada algoritmo en sí mismo suele ser imperfecto9 y tener sus pros y sus contras10. Algoritmos iterativos algebraicos y estadísticos se presentan como alternativa óptima9,11 (fig. 3).
Ejemplos de métodos de reconstrucción de imágenes/algoritmos. Fuente: Fessler9.
Otro punto clave, muy importante en términos de resolución espacial, es el tamaño de los píxeles de la matriz de detección y el manejo de ellos en binning, es decir, en agrupación virtual de 2 o más píxeles, usualmente 4. De esta manera, el número total de píxeles se reduce por debajo de un 75%, disminuyendo por un lado el tiempo de lectura del detector, el tamaño del archivo y el tiempo de reconstrucción 3D, y por otro lado, afectando el ruido de la MTF12 y determinando una reducción dramática de la resolución espacial (pérdida de detalles-reducción en visibilidad de microcalcificaciones), fenómeno más acentuado en sistemas flying focus4,6.
Llegamos al aspecto dosimétrico: los estudios publicados hasta ahora están de acuerdo en reconocer el estudio mamográfico digital estándar en 2 proyecciones, integrado con TDM (2D+TOMO), una reducción importante de la «tasa de recitación»1,13–15, junto con un incremento de la «tasa de detección» (hasta el 30%) y una reducción del 18% del número de falsos positivos 13 en programas de cribado. Frente a estos resultados asistimos a un innegable incremento de dosis (ESAK +136%; DGM +194% 16,17), cuya solución actualmente está representada por la extracción de una imagen que pueda suplir la proyección 2D. En un estudio de 2007, Nishikawa et al.18 proponían asignar la mitad de la exposición total a la proyección central (0°), distribuyendo la otra mitad en partes iguales entre las restantes proyecciones, aprovechando las peculiaridades de ambas técnicas con una única adquisición y con la misma dosis utilizada para una mamografía de 2 proyecciones. Los autores concluían indicando los mamogramas así obtenidos como ideales para la detección de microcalcificaciones, y los mamogramas reconstruidos sintéticamente solo para la detección de masas. Desde luego, para que sea garantizada la nitidez de las microcalcificaciones, su propuesta necesita una distribución de dosis acoplada a una adquisición de tipo step & shoot.
En conclusión, entre las soluciones tecnológicas actualmente adoptadas el mejor compromiso se estima que es la adquisición step & shoot19 con pocas exposiciones en un amplio ángulo de barrido20, con ángulo de adquisición y distribución de dosis variables (fig. 4), sin binning y con adopción de algoritmos de reconstrucción iterativa task-oriented, es decir, optimizados para el realce selectivo de estructuras de interés10,21. Ese compromiso se traduce en ventajas en términos de visibilidad de microcalcificaciones, resolución espacial, mejora del SNR, reducción de artefactos, velocidad de elaboración y optimización de la dosis. Además, la combinación step & shoot-distribución de dosis variable puede permitir una adquisición estática a 0° con una fracción de dosis adecuada para obtener una proyección mamográfica de calidad física próxima a la de un mamograma estándar21, más alta que una reconstrucción de tipo sintético y sin dosis adicional.
El autor declara no tener ningún conflicto de intereses.
