El desarrollo tecnológico de la tomografía computarizada de energía dual (TCED) en el área de la cabeza y el cuello ha supuesto un avance importante, ya que se han desarrollado múltiples aplicaciones para optimizar las imágenes y reducir los artefactos metálicos, así como para diferenciar los materiales, permitiendo una mejor delineación del tumor primario, del cartílago tiroideo y la invasión ósea. Además, los algoritmos de cuantificación permiten medir la concentración de yodo, lo que refleja el flujo de sangre que llega a una lesión de forma indirecta. Permite adquirir imágenes con menores dosis de radiación y menor cantidad de contraste yodado para obtener los mismos valores de TC. Sin embargo, utiliza radiaciones ionizantes y el posprocesamiento de las imágenes consume tiempo, y los artefactos en los mapas de yodo pueden suponer una fuente potencial de pseudolesiones. Además, los escáneres de TC con tecnología de recuento de fotones son una técnica prometedora que puede desplazar algunas de las ventajas de la TCED.
Esta revisión hace un análisis de la TCED aplicada a las imágenes de cabeza y cuello desde el ámbito del análisis de las fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas para facilitar una visión realista, basada en datos, de esta técnica.
Technological development of dual-energy computed tomography (DECT) can play an important role in head and neck area. Multiple innovative applications have evolved, optimizing images, achieving metallic artifact reduction, differentiating materials with better primary tumor delineation, thyroid cartilage and bone invasion. Furthermore, quantification algorithms allow measuring iodine concentration, reflecting the blood supply of a lesion indirectly.
DECT enables acquiring images with lower radiation doses and iodine intravenous contrast load to obtain the same CT values. However, DECT uses ionizing radiation, which does not occur with MRI, and requires long post-processing times. Artifacts on iodine maps may be a potential source of pseudolesions. Besides, photon-counting CT scanners are a promising technique that may displace some DECT advantages.
A review analyzing the current status of DECT applied to head and neck imaging from the scope of strengths, weaknesses, opportunities, and threatsanalysis would be very interesting to facilitate a realistic, fact-based, data-driven look of this technique.
El área de cabeza y cuello es una región anatómicamente compleja. La tomografía computarizada (TC) desempeña un papel importante en la evaluación de las diferencias intrínsecas de los tejidos de las estructuras anatómicas presentes, que se traducen en la TC en diferencias de atenuación. Es habitual que en la cavidad oral haya dispositivos metálicos que pueden ocasionar artefactos importantes que dificultan la visualización de la anatomía normal y por tanto de la patología1. Además, algunas estructuras pueden ser hiperdensas en el estudio basal, como el tiroides o algunas secreciones retenidas2, o pueden contener calcio, lo que dificulta la identificación del realce tras la administración de contraste intravenoso.
La TC de energía dual (TCED) tiene muchas aplicaciones, en las que la información adicional que aporta podría ser de gran ayuda para la valoración radiológica.
En este artículo se realiza un breve recordatorio de los fundamentos físicos y técnicos de la TCED, seguido de un análisis de las fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas (FODA) (tabla 1) de la TCED en la evaluación de la patología de cabeza y cuello.
Descripción general del análisis FODA de la TCED
| Fortalezas | Debilidades |
|---|---|
| 1. La optimización de la imagen permite identificar mejor: | 1. Radiación ionizante y contraste de yodo |
| La delineación del tumor primario | 2. Bases físicas complejas, curva de aprendizaje más larga y posproceso complejo |
| Invasión de cartílago tiroideo | 3. Pseudorrealce a 40-70 keV |
| Invasión ósea | 4. Descomposición del material incorrecta |
| Edema de médula ósea | 5. Es difícil medir la atenuación y cuantificar el realce |
| Adenomas paratiroideos | 6. Seudolesiones y lesiones hipoatenuadas por endurecimiento del haz |
| 2. Algoritmos de cuantificación | 7. Enmascaramiento y filtrado incompletos en imágenes de TC sin calcio virtual |
| 3. Reducción de la dosis de radiación | 8. Pocas aplicaciones específicas de alto nivel |
| 4. Reducción de la cantidad de contraste yodado |
| Oportunidades | Amenazas |
|---|---|
| 1. Mejor caracterización de las lesiones | 1. La RM tiene una mayor resolución espacial sin radiación ionizante |
| 2. Potencial fuente de nuevos biomarcadores | 2. La PET/TC proporciona información funcional con alta sensibilidad para la estadificación de las neoplasias de cabeza y cuello |
| 3.Fuente de nuevos mapas paramétricos para el análisis de texturas o la radiómica | 3. La PET/RM tiene un mayor contraste de los tejidos blandos de la RM en comparación con la TC |
| 4. La inteligencia artificial puede proporcionar una segmentación multiorgánica y una segmentación semiautomática de las lesiones | 4. La TC con recuento de fotones tiene una resolución espacial extremadamente alta, la adquisición simultánea de datos multienergéticos y la capacidad de obtener imágenes con múltiples agentes de contraste de TC y diferenciarlas entre sí |
La TCED combina la información adquirida con 2 espectros de energía diferentes. Explotando las diferencias entre las 2 energías de rayos X se pueden utilizar algoritmos matemáticos para obtener los siguientes beneficios: los algoritmos de optimización de la imagen, los de diferenciación de materiales y los algoritmos de cuantificación.
Optimización de la imagenLas imágenes adquiridas con los 2 espectros energéticos diferentes pueden evaluarse de forma independiente: las imágenes de nivel energético bajo tienen más ruido y mayor contraste que las de nivel energético alto3.
Además, matemáticamente es posible mezclar los 2 conjuntos de datos adquiridos para obtener una serie de imágenes «combinadas» con las características deseadas de cada nivel de energía: se trata de las imágenes combinadas linealmente, que representan una mezcla lineal de las adquisiciones de alta y baja energía. Una combinación lineal media ponderada (MP) de 0,3 significa que el 30% de la imagen procede del nivel de energía más bajo y el 70% de la adquisición de energía más alta, y se consideran equivalentes a las imágenes obtenidas con un TC de energía simple (TCES) a 120 kV4. Además, puede cambiarse el porcentaje de contribución de cada conjunto de datos, eligiendo o bien una mayor contribución de los datos de mayor energía para aumentar la relación señal - ruido (RSR) y una reducción del artefacto, o bien eligiendo mayor contribución de los datos de menor energía para aumentar la relación contraste- ruido (RCR) y la visibilidad de la lesión5.
Combinando el alto contraste y el ruido del nivel energético más bajo (menor kVp) y el bajo contraste y ruido del nivel energético más alto (mayor kVp), se pueden obtener imágenes de combinación no lineal con alto contraste y bajo ruido. Se trata de los protocolos de contraste óptimo, de ruido óptimo y de relación óptima entre el contraste y el ruido6,7, que podrían aumentar significativamente la resolución del contraste y reducir al mismo tiempo el nivel de ruido en la imagen8.
Además, estas imágenes también se pueden mezclar mediante un complejo posproceso que permite sintetizar imágenes monoenergéticas virtuales (IMV), creando imágenes simuladas de 40 keV a 190 keV9. Las reconstrucciones realizadas con la IMV más baja (40 keV) tienen alto contraste y alto ruido, por lo que son muy útiles en los estudios vasculares10 y también en la detección y delineación de tumores (las imágenes de alta energía contienen menos ruido y menos artefactos, a costa de la visibilidad del yodo). Por otro lado, las IMV más altas (150 keV) tienen bajo contraste y bajo ruido, lo que resulta útil para disminuir los artefactos metálicos y para corregir el endurecimiento del haz11 (fig. 1).
Identificación y diferenciación de materiales
Existen diferentes algoritmos en cuanto a la descomposición de materiales.
Los algoritmos de descomposición de 2 materiales pueden diferenciar 2 materiales debido al diferente comportamiento en 2 niveles de energía de rayos X distintos. Es decir, se puede distinguir el agua (compuesta por H y O, ambos con bajo número atómico, Z) y el yodo (con alto Z), generando una imagen de densidad de agua en la que se elimina el yodo (imagen virtual de yodo sin contraste) o en la que se destaca el yodo (mapa de yodo)12.
La descomposición de 3 materiales permite diferenciar los tejidos blandos, la grasa y el yodo, lo que también puede proporcionar información sobre la atenuación y el yodo13.
Los algoritmos de descomposición de múltiples materiales disponen de una biblioteca de tripletes: sangre-aire-grasa, grasa-sangre-yodo, grasa-hierro-sangre, etc. y los datos de la TCED se analizan para encontrar el triplete que explica mejor los resultados.
Estos conjuntos de datos específicos son volumétricos y pueden evaluarse como imágenes axiales reconstruidas o después de procesarlas con aplicaciones 3D convencionales, como la reconstrucción multiplanar, la proyección de intensidad máxima y la reconstrucción de imágenes representadas por volumen14.
Algoritmos de cuantificaciónLos mapas cuantitativos de concentración de yodo tras la inyección de un agente de contraste yodado muestran directamente la concentración de yodo en el interior de una lesión, lo que refleja indirectamente su irrigación sanguínea15.
Análisis FODA para la evaluación de la TCED en lesiones de cabeza y cuelloVarios estudios han demostrado la utilidad de la TCED para la evaluación de las lesiones de cabeza y cuello12,13,15. Sin embargo, el análisis sistemático de las fortalezas, oportunidades, debilidades y anemazas (FODA) (tabla 1) relacionadas con el uso de la TCED para la evaluación de las lesiones de la cabeza y el cuello sería interesante de cara a ayudar a los radiólogos en la decisión de adquirir y aplicar a escenarios clínicos específicos las imágenes con tecnología de doble energía o con tomografía computarizada de energía simple (TCES).
FortalezasHay diversas aplicaciones en diferentes escenarios clínicos en los que la TCED ha demostrado su valor añadido. Estas aplicaciones, que se utilizan habitualmente en la práctica clínica radiológica, comprenden desde la optimización de la imagen hasta la reducción de la dosis de radiación y del contraste yodado y, en la actualidad, constituyen los puntos fuertes de esta técnica para la evaluación de la cabeza y el cuello.
Optimización de la imagenComo se ha explicado anteriormente, al combinar la información proporcionada por los 2 niveles de energía, se pueden obtener diferentes imágenes de media ponderada e imágenes de contraste óptimo, mejorando la visualización de determinadas estructuras.
Reducción de los artefactos metálicosEl material metálico está presente con frecuencia en la cavidad oral y causa artefactos que pueden afectar negativamente a la calidad de la imagen de los tejidos circundantes16 y puede dar lugar a un desplazamiento de UH. El grado de reducción de los artefactos depende de la ubicación, la geometría y la composición del material del implante.
Las reconstrucciones IMV de niveles altos de energía pueden reducir los artefactos metálicos y aumentar la calidad de la imagen (fig. 2)17,18. Tanaka et al.18 fusionaron las imágenes para reducir los artefactos de rayado metálicos causados por los implantes dentales y obtuvieron un mejor diagnóstico del hueso adyacente a los implantes. Los niveles óptimos de energía para la reducción de los artefactos metálicos se encuentran generalmente entre 100 y 140 keV11,17.
Mujer de 41 años que presentó una herida facial en un accidente de tráfico. Siete meses después la paciente presentó dolor con una depresión cutánea y una fístula productiva. A y B) Imágenes de 70 keV, donde la fístula y el engrosamiento de la piel son difíciles de detectar debido a la distorsión secundaria a las reconstrucciones metálicas en la cavidad oral. C y D) Reconstrucciones monoenergéticas realizadas a 150 keV, en las que la reducción del artefacto metálico permite la identificación del tracto fistuloso. E y F) Los mapas de yodo también permiten visualizar el tracto fistuloso.
Los algoritmos de extracción ósea pueden ayudar a reconstruir los estudios angiográficos de los vasos supraaórticos gracias a su capacidad de eliminar las placas calcificadas para delinear mejor la luz vascular19. La TCED también ofrece información sobre la caracterización del tejido porque los componentes de la placa aterosclerótica vulnerable son espectralmente distintos debido a su diferente contraste intrínseco20.
Mejor delineación del tumor primarioLa correcta identificación del tumor primario y la infiltración de las estructuras anatómicas circundantes es esencial21.
Las imágenes de combinación lineal pueden optimizar la delineación del tumor porque en las imágenes en las que el porcentaje de la energía más baja es relativamente alto, la delimitación de los tumores de cabeza y cuello mejora significativamente (fig. 3), según los demostrado por Tawfik et al.22,23, Scholtz et al.24 y Wichmann et al.25. Albrecht et al.26 evaluaron la aplicación avanzada de IMV (Mono+) y encontraron la mayor atenuación tumoral a 40 keV.
Mujer de 48 años que notó un bulto en el lado derecho del paladar duro. En las imágenes obtenidas con TCED, se observa una masa de partes blandas que realza en el lado derecho. El examen histológico reveló un carcinoma epitelial-mioepitelial de las glándulas salivales menores. En las diferentes IMV, se observa que la lesión tiene mayor contraste a los keV más bajos, lo que permite una mejor delimitación del tumor a 40 keV, pero la imagen es más ruidosa a estos keV más bajos. A medida que el keV es más alto, la lesión tiene menos contraste, siendo más difícil de delinear, pero la imagen es menos ruidosa.
Lam et al.27 recomendaron utilizar un enfoque multiparamétrico para evaluar diferentes estructuras: IMV de 65-keV para una evaluación general del cuello e IMV de 40-keV para una mejor diferenciación del tumor respecto a los tejidos blandos circundantes de la cabeza y el cuello.
Invasión de cartílago tiroideoLa detección precisa de la invasión del cartílago es muy importante para la elección del tratamiento adecuado del carcinoma de células escamosas (CCE) hipofaríngeo y laríngeo28. En las imágenes obtenidas por TCSE, la atenuación del CCE de cabeza y cuello puede ser similar a la del cartílago laríngeo no osificado, lo que dificulta la distinción precisa de la invasión sutil del cartílago. El cartílago tumoral tiene una curva espectral significativamente diferente de la del cartílago tiroideo normal no osificado en IMV de 95 keV o más, lo que permite diferenciarlos12,29.
Invasión óseaLa TCED puede diferenciar entre el material de contraste y el hueso con gran precisión debido a la diferencia en su número atómico. Las imágenes de extracción de hueso pueden utilizarse para identificar pequeñas lesiones cerca de la base del cráneo y la invasión tumoral. Las imágenes superpuestas con yodo pueden resaltar el área de realce del tumor como píxeles de diferente color, lo que favorece la detección visual de las lesiones de la base del cráneo y de la extensión intracraneal de los tumores extracraneales. Incluso si los valores de atenuación de la TC son similares, los tumores que realzan pueden diferenciarse de otros tejidos que no se realzan o que no contienen yodo, como el cerebro30 (figs. 4 y 5).
Mujer de 46 años con una masa de crecimiento lento en la región malar izquierda. A y B) Ventana ósea que muestra una lesión excrecente. C. y D) Ventana de tejidos blandos que muestra una pequeña masa de partes blandas (flechas), pero en C no se puede visualizar ningún realce. E y F) Las imágenes de extracción ósea permiten visualizar el realce tanto en el interior de la lesión ósea (flecha en E) como en los tejidos blandos adyacentes (F). G y H) Imágenes Z efectivas, donde los diferentes números Z se asignan a diferentes colores, mostrando el realce dentro de la lesión. Tras la resección quirúrgica la lesión correspondía con una malformación venosa vascular.
RM facial de la paciente de la Figura 3. Imágenes Dixon potenciadas en: A) T2; B) T2 con supresión grasa (imagen solo agua); C) T1; D) T1 con supresión grasa (imagen solo agua); E. T1 postcontraste; F. T1 postcontraste con supresión grasa. La secuencia poscontraste permite detectar realce en el interior de la lesión ósea correspondiente a una malformación venosa vascular.
La visualización del edema en la médula ósea es fundamental para detectar anomalías31 y las imágenes sin calcio virtual pueden ayudar a detectar este edema, destacando la enfermedad32.
Algoritmos de cuantificaciónLos mapas cuantitativos de concentración de yodo tras la inyección de un agente de contraste yodado muestran directamente la concentración de yodo en el interior de una lesión, lo que refleja indirectamente la irrigación sanguínea de la misma. Esto puede ser utilizado como un marcador alternativo para la perfusión y la angiogénesis15,33, ayudando en el diagnóstico diferencial de los tumores frente a las lesiones benignas, mejorando la precisión diagnóstica tanto en el diagnóstico como en el seguimiento de una lesión específica, ya que la tasa de cambio de la concentración de yodo está relacionada con la respuesta patológica del tumor después del tratamiento de radioterapia o quimioterapia.
Los mapas de yodo pueden ser una alternativa de dosis reducida a las mediciones de perfusión de la TC. El mapa de distribución de yodo está relacionado indirectamente con la perfusión porque refleja las concentraciones de yodo tanto intravasculares como extravasculares en los tejidos. El componente intravascular depende del volumen sanguíneo regional y el componente extravascular depende de la permeabilidad de los capilares al medio de contraste34. No obstante, con este método no se pueden separar los dos compartimentos, pero mediante la simple inserción de una región de interés, se puede medir el valor de realce neto cuantitativo, denominado superposición de yodo (medido en UH).
Estos mapas de yodo se basan en la aproximación de los parámetros de perfusión por medio de mediciones cuantitativas de las concentraciones del agente de contraste con adquisiciones de TCED realizadas en tiempos de adquisición estrictamente definidos para evitar la necesidad de una adquisición dinámica (fig. 6)35.
Hombre de 49 años con poliposis nasosinusal. A) En la imagen MP se observa ocupación parcial de ambos senos maxilares y de la cavidad nasal izquierda. La densidad es ligeramente mayor en la lesión de la cavidad nasal (flecha) que en el interior de los senos maxilares (asterisco). B) Adquisiciones de 80 kVp y C. 140 kVp, donde esta diferencia es más evidente, siendo más densa la lesión que ocupa la fosa nasal izquierda en la adquisición de 80 kVp. D) Mapa de superposición de yodo y E) mapa de yodo codificado por colores que muestra una señal más alta dentro de la lesión de la fosa nasal, poniendo de manifiesto el mayor realce de la lesión de la fosa nasal. F) El mapa cuantitativo de concentración de yodo comparando ambos lados reveló el realce de la lesión de la fosa nasal (correspondiendo al neuroblastoma olfatorio tras la resección) y la ausencia de realce del contenido de los senos maxilares.
También se ha investigado no solo la concentración de yodo, sino también la pendiente de la curva espectral. Se ha demostrado que es diferente en los ganglios linfáticos metastásicos y no metastásicos36. Por ejemplo, se ha observado que la cuantificación de yodo es significativamente menor en los ganglios linfáticos metastásicos que en los normales o inflamados y el contenido de yodo (medido en mg/mL) parece más útil que la superposición de yodo37.
DebilidadesDebido a los principios físicos intrínsecos de la TCED, uno de los principales puntos débiles de esta técnica es el uso de radiación ionizante. Esto es importante en comparación con otras técnicas radiológicas, como la resonancia magnética (RM), en la que no se aplica radiación.
Desde el punto de vista técnico, el uso de la adquisición de una TCED puede implicar algunas limitaciones en comparación con la TC estándar o TCSE. Una de ellas es su escasa resolución temporal. La resolución temporal se define como el tiempo durante el cual se recogen todos los datos espectrales de un determinado vóxel o corte de la imagen. Para la mayoría de los sistemas, esto corresponde al tiempo de aproximadamente media rotación y se ve influido por la velocidad del gantry. La TC de doble fuente no permite duplicar la resolución temporal en el modo TCED porque sigue siendo necesaria media rotación para recoger las proyecciones de alta y baja energía para ambas series de imágenes. La mayoría de los proveedores ofrecen algoritmos de compensación de movimiento, que son muy potentes para mejorar la resolución temporal efectiva38. En el caso de la TC TwinBeam y la exploración secuencial, debido al retraso entre la medición de alta y baja energía de cada corte determinado, la resolución temporal de la TCED es mucho más pobre, lo que da lugar a artefactos de movimiento en la imagen.
La atenuación de la TC en UH es otro punto en la TCED porque depende de 2 factores: el número atómico efectivo de la estructura y la energía, siendo un reto cuantificar la atenuación en la TC (en UH) en la IMV. La imagen MP puede proporcionar unos valores de atenuación diferentes de los obtenidos en la TCES adquirida a 120 kV en los que se basan la mayoría de las guías clínicas, algo que los radiólogos deben tener en cuanta a la hora de evaluar los valores de una ROI. Patel et al.39 sugirieron valores de atenuación revisados y optimizados para diferentes niveles de keV. Las tablas de referencia de atenuación de keV pueden ser una posible solución. Otra dificultad es que también existen variaciones en la atenuación entre las plataformas de TCED, dependiendo del nivel de keV y del tipo de lesión40.
Se ha descrito que las IMV a 40-70 keV siguen siendo susceptibles a pseudorrealces similares a los de la TCSE. La causa del pseudorrealces es probablemente multifactorial, una combinación de endurecimiento del haz, volumen parcial, dispersión o crosstalk41, y se ha descrito cuando las lesiones se escanean en el pico de realce del parénquima, clásicamente descrito en la evaluación de pequeñas lesiones quísticas renales42.
Las IMVde alta energía mitigan los artefactos metálicos al reducir el endurecimiento del haz, pero no pueden aliviar los artefactos de carencia de fotones (photon starvation artifacts). Esto significa que la capacidad de reducción de artefactos depende del tipo de aleación y el tamaño del dispositivo debido a su diferente interacción con los fotones de rayos X. Esto explica por qué los dispositivos metálicos de cromo-cobalto son menos susceptibles a la reducción de artefactos porque la causa del artefacto es la carencia de fotones41 (fig. 7).
Mujer de 83 años con osteonecrosis maxilar en el primer y segundo cuadrante, con lesiones líticas con fragmentación ósea que afecta a la cresta alveolar (flechas blancas). A) Reconstrucción de imagen panorámica. B) Imagen MP con artefacto marcado debido a la presencia de dispositivos metálicos en la cavidad oral. C) Las IMV muestran una reducción significativa de los artefactos en las reconstrucciones monoenergéticas más altas, aunque no desaparecen por completo. Esto se debe a que la IMV puede mitigar el artefacto de endurecimiento del haz pero no los artefactos de carencia de fotones. La capacidad de reducción de los artefactos depende del tipo de aleación y el tamaño de la prótesis debido a su diferente interacción con los fotones de rayos X.
La descomposición de materiales hace una discriminación binaria de los materiales, y la presencia de otro material puede dar lugar a interpretaciones erróneas. Esto explica por qué los vóxeles que contienen calcio y hueso pueden visualizarse en los mapas de yodo y pueden interpretarse como un material que contiene yodo. También ocurre con los elementos altamente atenuantes, como los dispositivos metálicos, los marcapasos y las endoprótesis que pueden aparecer hiperatenuados en los mapas de yodo, aunque no contengan yodo. Por este motivo, las imágenes de descomposición de materiales solo deben utilizarse para evaluar los pares de materiales a los que corresponden (fig. 8).
Artefacto de las imágenes de descomposición de materiales. Mujer de 51 años con dolor facial. TC facial tras la administración de contraste yodado. En la región nasolabial se observa una infiltración mal definida de la grasa, debido a los rellenos cosméticos inyectados. A) 80 kVp. B) 140 kVp. C) Imagen de 0,6 MP. D y E) Mapas de yodo en coronal (D) y axial (E), en los que este material es hiperintenso, simulando un realce de contraste, pero que corresponde a una imagen artefactual en las imágenes de diferenciación de materiales, donde materiales distintos al yodo, como el calcio, pueden aparecer hiperatenuados aunque no contengan yodo. F) Se realizó una TC facial 3 años después sin administración de contraste por vía intravenosa con TCES donde se puede comprobar que la densidad es similar a la imagen MP, demostrando la falta de realce del contraste.
También es complicado determinar los valores de corte para detectar el realce. Las publicaciones bibliográficas son insuficientes y los valores pueden variar en función de la plataforma de TCED utilizada, como describen Patel et al.43, que demostraron la necesidad de establecer umbrales específicos para cada casa comercial y descubrieron que, independientemente de la casa comercial, un valor absoluto de 1,5mg/mL puede permitir distinguir las lesiones vasculares de las no vasculares. Los autores también demostraron que una medición relativa o normalizada obtenida mediante el cálculo de la relación entre la concentración de yodo de la lesión y la aorta reduce la variabilidad entre los diferentes equipos y mejora el rendimiento diagnóstico.
Los artefactos en los mapas de yodo dentro de las lesiones benignas debido al ruido de la imagen, la dispersión o los parámetros de imagen pueden ser una fuente potencial de seudolesiones. Pueden aparecer como motas de color, que pueden confundirse con la presencia de yodo en la lesión que refleja el realce44. Los defectos artefactuales, muy probablemente debidos a la falta de fotones, también pueden imitar las lesiones hipoatenuadas45. Los hallazgos en las imágenes de TC con yodo de la MP deben correlacionarse con los de las IMV y las de otras exploraciones. Si la duda persiste, puede ser necesaria una evaluación adicional con RM con contraste.
El enmascaramiento y el filtrado incompletos en las imágenes de TC sin calcio virtual (VNCa) pueden limitar la evaluación de las regiones de menos de 2mm de hueso cortical denso, como las zonas subcorticales y las vértebras de menos de 4mm de altura o más del 50% de esclerosis y gas en las imágenes de TC VNCa46.
Es necesaria una mayor optimización del ruido en las imágenes de descomposición del material para mejorar su calidad de imagen. Las limitaciones técnicas incluyen artefactos en el posprocesamiento de doble energía en regiones de carencia de fotones en las que hay datos inadecuados de bajo kilovoltaje para caracterizar los materiales. Estos artefactos pueden aparecer en zonas de metal superpuesto o en partes del cuerpo muy atenuadas, como los hombros, donde puede no haber una penetración adecuada de los rayos X a 80kV. Recientemente, se han publicado algunos algoritmos para lograr una supresión eficaz del ruido47.
Otras limitaciones de la tecnología TCED son los costes. Por un lado, se necesita un software específico para realizar el posprocesamiento de estas exploraciones. Además, en función del tipo de escáner y de las reconstrucciones, los exámenes TCED pueden requerir un tiempo adicional para el procesamiento de imágenes en la consola, en comparación con las adquisiciones TCES. Por otra parte, los costes derivados del posible cambio de la organización en el departamento de TC para mantener la productividad, especialmente en los entornos en los que el escáner funciona a plena capacidad o casi a plena capacidad13. Esto es debido a que las series generadas proporcionan un número significativamente mayor de imágenes, y los métodos de posprocesamiento consumen mucho tiempo: imágenes de combinación lineal, imágenes de combinación no lineal, IMV, cuantificación de yodo, sustracción ósea, etc., y en algunos pacientes se necesitan varios métodos de posprocesamiento en la evaluación de una sola lesión, es decir, cuando se estudia una lesión oral, los niveles de energía más bajos podrían dar más información sobre el realce de la lesión, pero habrá más artefacto metálico, por lo que el radiólogo debería evaluar una imagen monoenergética y variar el nivel de energía para disminuir el artefacto metálico y poder delinear el tumor.
Además, esta técnica tiene una base física compleja, que hace que los radiólogos precisen una curva de aprendizaje para familiarizarse con la interpretación de las imágenes.
Las consecuencias de todos estos factores son un aumento sustancial de la carga de trabajo de los radiólogos, lo que podría limitar el uso de las imágenes de TCED en la práctica diaria. Sin embargo, los fabricantes están trabajando para mejorar la automatización de los flujos de trabajo de posprocesamiento30.
OportunidadesLa caracterización adicional de las lesiones que proporciona la TCED (sustracción ósea y de calcio, IMV, caracterización de materiales, etc.) permiten una evaluación multiparamétrica de las lesiones de cabeza y cuello en una sola adquisición27, y una aproximación a las imágenes funcionales48. Esto puede tener implicaciones a la hora de evaluar el pronóstico y el seguimiento del tratamiento, permitiendo una cuantificación completa del tumor primario y de las metástasis del cuello37. De este modo, podría ser una posible fuente de nuevos biomarcadores49,50 con interesantes aplicaciones en radiobiología, y quizás en el futuro se puedan implementar posibles aplicaciones en los criterios de evaluación de respuesta en tumores sólidos (RECIST).
Uhrig et al.51 evaluaron la viabilidad de una evaluación RECIST semiautomática con cuantificación complementaria de la captación de yodo en metástasis de melanoma tratadas con el inhibidor de BRAF vemurafenib y descubrieron que permitía una parametrización objetiva, sencilla y rápida del tamaño del tumor y de la captación del medio de contraste, lo que proporcionaba dos datos complementarios para la monitorización de la respuesta aplicables en la práctica diaria.
Se han propuesto los criterios de Choi modificados, que miden los tumores hipervasculares, como alternativas a los RECIST. Los criterios de Choi definen una respuesta parcial por una reducción del 10% del tamaño o del 15% de la densidad durante la fase de contraste venoso portal52. Kim et al.53 demostraron que la TCED puede ser una herramienta útil en la evaluación de la respuesta tras el tratamiento antiangiogénico en pacientes con cáncer de pulmón no microcítico, ya que proporciona información sobre la extensión de los nódulos tumorales y el realce de los ganglios linfáticos, lo que puede lograrse sin necesidad de obtener imágenes no realzadas, mediante la evaluación de los cambios intratumorales comparando la TCED (basada en los criterios de Choi) con los criterios RECIST. Swiecicki et al.54 demostraron que los criterios de Choi parecen identificar mejor a los pacientes que responden a la terapia con el inhibidor de la tirosina cinasa antiangiogénica axitinib frente a RECIST v1.0, por lo que la TCED puede ofrecer una gran oportunidad para valorar la respuesta a la terapia con axitinib en el CCECC recurrente o metastásico diseminado no resecable.
En los últimos años, la inteligencia artificial (IA) ha experimentado un notable desarrollo y mejora. En este sentido, la IA podría ayudar a efectuar la segmentación automática de múltiples órganos55 y la segmentación semiautomática de las lesiones56, agilizando el flujo de trabajo del posproceso ayudando a gestionar toda la enorme cantidad de información y datos que no pueden procesarse manualmente. También puede crear mapas de análisis de texturas, siendo una fuente de nuevos mapas paramétricos o imágenes para el análisis de texturas o la extracción radiómica56,57.
Seidler et al.57 utilizaron un análisis de textura asistido por aprendizaje automático de conjuntos de datos de IMV de TCED para diferenciar los ganglios linfáticos del CCECC metastásico de los ganglios linfáticos normales, inflamatorios o de linfoma, y descubrieron que la precisión, la sensibilidad, la especificidad, el valor predictivo positivo y el valor predictivo negativo para clasificar correctamente un ganglio linfático como maligno (es decir, CCECC metastásico o linfoma) frente a benigno eran del 92, el 91, el 93, el 95 y el 87%, respectivamente.
Una oportunidad importante de la TCED es la dosis de radiación. Pensar que la dosis de radiación es mayor con la TCED debido a la adquisición de datos a niveles de kilovoltaje altos y bajos es una creencia bastante extendida. En realidad, con los sistemas existentes la dosis de radiación se divide entre los datos adquiridos a los niveles de kilovoltaje bajo y alto, de modo que la dosis de radiación global suele mantenerse con TCED. Zhu et al.58, en un fantoma infantil de un paciente de 10 años, compararon el índice de TCDIvol de la TCES y la TCED y no encontraron diferencia significativa en la calidad de la imagen entre ambos TC, pero la cantidad de dosis en la TCES fue significativamente mayor que en la TCED. Tawfik et al.59 demostraron que la TCED de cabeza y cuello, ya sea con fines de diagnóstico o de investigación, es comparable con una adquisición estándar de 120 kV, incluso cuando la dosis de radiación es inferior en un 12%, con la ventaja de proporcionar múltiples conjuntos de datos adicionales que pueden aportar información adicional muy valiosa. Suntharalingam et al.60 compararon el TCDIvol de la TCES y la TCED y demostraron que las imágenes de cabeza y cuello con TCED de tercera generación permitían reducir la dosis de radiación a la mitad en comparación con la TCES, manteniendo una excelente calidad de imagen. Esto es especialmente imporante cuando se realizan exploraciones a niños o a pacientes oncológicos a quienes se deben practicar varias TC61.
No hay que olvidar que las imágenes sin contraste virtual evitan la necesidad adquirir un estudio basal permitiendo diferenciar el realce de las calcificaciones y otras lesiones de alta atenuación.
Otra ventaja de la TCED es que permite disminuir la cantidad de contraste por vía intravenosa necesaria para obtener las mismas cifras de atenuación que la TC. La reducción de la cantidad de contraste de yodo disminuye el riesgo de nefropatía inducida por contraste, lo que resulta beneficioso en términos de seguridad y costes62. A niveles de energía de rayos X más bajos, la atenuación del contraste de yodo aumenta a medida que el nivel de energía se acerca al límite K del yodo (33,2 keV), lo que permite reducir el contraste por vía intravenosa de yodo para obtener los mismos valores de TC63. Varios autores han descrito reducciones de la dosis de yodo de hasta el 70% en angio-TC aórtica y coronaria, conservando la calidad de imagen objetiva64–68. Para la angiografía por TC de cabeza y cuello, Zhao et al.69 describieron una reducción de contaste yodado y de la dosis de radiación en la angiografía por TC de cabeza y cuello, mejorando la intensidad de la señal y manteniendo la calidad de la imagen mediante la inyección de 50mL de 270mg de I/mL. El protocolo de exploración óptimo y el alcance varían en función de la casa comercial63.
AmenazasHay varias amenazas externas que dificultan la implantación de la TCED en la práctica clínica habitual. Desde un punto de vista práctico, hay 3 modalidades principales de diagnóstico por la imagen que compiten directamente con la TCED, que son las TCES, la PET/TC y la RM. Los equipos de TCES son más baratos y la adquisición y el posprocesamiento son más rápidos. Están ampliamente disponibles, con una menor complejidad física, por lo que son la tecnología más ampliamente utilizadaen la obtención de imágenes de TC de cabeza y cuello70.
La PET/TC proporciona información funcional con alta sensibilidad para la estadificación de neoplasias malignas de cabeza y cuello, el diagnóstico de recidivas tumorales, ayuda para dirigir la biopsia, la detección de la localización del tumor primario desconocido71. Hoy en día, esta técnica está más disponible que la TCED. La PET/RM tiene el mayor contraste de los tejidos blandos de la RM en comparación con la TC. Esto ayuda a valorar las imágenes de las complejas estructuras anatómicas presentes en región de la cabeza y el cuello, y de gran utilidad en pacientes en los que se sospecha de enfermedad perineural o que tienen tumores primarios con alto riesgo de diseminación tumoral perineural, como las neoplasias de las glándulas salivales, los tumores orbitarios y el cáncer de piel, sin olvidar que permite una reducción significativa de la dosis de radiación en comparación con la PET/TC72.
El mayor competidor de la TCED en el área de la cabeza y el cuello es la RM, por muchas razones: la RM no utiliza radiación ionizante, está ampliamente disponible e incorporada a la práctica clínica diaria y proporciona mayor resolución tisular e información fisiológica gracias al uso de técnicas de difusión y perfusión. No utiliza contraste de yodo sino gadolinio, lo que reduce el riesgo de nefropatía inducida por el material de contraste. Sin embargo, no hay que olvidar el riesgo potencial de fibrosis sistémica nefrogénica que puede ocurrir con el material de contraste a base de gadolinio73. Debe tenerse en cuenta que, en muchos centros, el seguimiento de los pacientes con tumores de cabeza y cuello se realiza mediante74 TC.
La TC con recuento de fotones es una tecnología emergente que ha mostrado un enorme progreso en la última década. Utiliza un detector de rayos X con un poder de resolución de energía mejorado con ventajas sustanciales, que incluyen la reducción del ruido electrónico, el aumento de la relación contraste/ruido con el material de contraste yodado y la eficiencia de la dosis de radiación, la reducción del endurecimiento del haz y de los artefactos metálicos, una resolución espacial extremadamente alta, la adquisición simultánea de datos multienergéticos y la capacidad de obtener imágenes con múltiples agentes de contraste de TC y diferenciarlas entre ellos75, por lo que esta tecnología podría ser una gran amenaza para la TCED.
ConclusionesLa TCED puede ayudar a evaluar las la patología de cabeza y cuello al disminuir los artefactos metálicos o de endurecimiento del haz, aumentar la relación contraste/ruido del yodo, mejorar la calidad de la imagen mediante la reducción significativa del ruido, y proporcionar información específica de la composición de materiales. La TC puede adquirirse con una menor dosis de radiación y una menor carga de contraste yodado, pero puede consumir mucho tiempo, debiendo realizarse todavía algunas mejoras técnicas, con algunas debilidades que es necesario conocer (como la presencia de pseudorrealces) y amenazas, fundamentalmente la TC de recuento de fotones.
FinanciaciónNo se recibió ninguna financiación para este estudio.
Aprobación éticaEl comité ético del hospital aprobó este artículo.
Todos los procedimientos realizados en los estudios con participantes humanos siguieron las normas éticas del comité de investigación institucional y con la declaración de Helsinki de 1964 y sus enmiendas posteriores o normas éticas comparables.
Consentimiento para participarDebido a la naturaleza retrospectiva de esta revisión y a la anonimización de las imágenes, el comité ético local renunció a la necesidad de un consentimiento informado por escrito.
Conflicto de interesesLos autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Autoría- 1.
Responsable de la integridad del estudio: Eloísa Santos Armentia y Teodoro Martin Noguerol.
- 2.
Concepción del estudio: Eloísa Santos Armentia y Teodoro Martin Noguerol.
- 3.
Diseño del estudio: Eloísa Santos Armentia y Teodoro Martin Noguerol.
- 4.
Obtención de los datos: Eloísa Santos Armentia, Noelia Silva Priegue, Carlos Delgado Sánchez-Gracián, Carmen Trinidad López, Raquel Prada González.
- 5.
Análisis e interpretación de los datos: Eloísa Santos Armentia, Noelia Silva Priegue, Carlos Delgado Sánchez-Gracián, Carmen Trinidad López, Raquel Prada González,
- 6.
Tratamiento estadístico: N.A.
- 7.
Búsqueda bibliográfica: Eloísa Santos Armentia y Teodoro Martin Noguerol.
- 8.
Redacción del trabajo: Eloísa Santos Armentia y Teodoro Martin Noguerol.
- 9.
Revisión crítica del manuscrito con aportaciones intelectualmente relevantes: Eloísa Santos Armentia, Teodoro MArtin Noguerol, Noelia Silva Priegue, Carlos Delgado Sánchez-Gracián, Carmen Trinidad López, Raquel Prada González.
- 10.
Aprobación de la versión final: Eloísa Santos Armentia, Teodoro MArtin Noguerol, Noelia Silva Priegue, Carlos Delgado Sánchez-Gracián, Carmen Trinidad López, Raquel Prada González.
Nos gustaría agradecer al doctor José María García Santos, que aportó su visión, experiencia y comentarios para mejorar en gran medida este manuscrito.
