Anales de la RANM

103 A N A L E S R A N M R E V I S T A F U N D A D A E N 1 8 7 9 TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA ESPECTRAL Y UNIDADES HOUNSFIELD Armiñana A, et al. An RANM. 2023;140(02): 101 - 113 tiva en función de la energía del haz de rayos X, hace relevante la revisión de esta información y la dependencia las UH obtenidas de los tejidos con la variación de la energía empleada para reconstruir las imágenes. Nuestro objetivo principal en este trabajo es estudiar pues la variabilidad asociada a la cuanti- ficación de las UH en las imágenes de TC y, en particular, el caso de uso de la TC espectral y sus reconstrucciones convencionales y monoener- géticas. Como objetivos secundarios se ilustrará como se obtienen las UH en entornos clínicos habituales y los factores que modifican su valor a diferentes energías. Se describirán también los criterios que permiten la caracterización de los diferentes tejidos biológicos en función de sus UH, las reconstrucciones que pueden obtenerse con las diferentes energías del TC espectral, y diferentes casos de uso de estas variaciones en las UH para diversas entidades patológicas. Coeficiente de atenuación y unidades Hounsfield Las imágenes de TC representan la reconstrucción del coeficiente de atenuación de los tejidos al paso de los rayos X. Este valor se obtiene a partir de la medida de la radiación emitida que logra atravesar los tejidos y llegar a los detectores. La diferencia entre la intensidad de la radiación emitida y la que llega al detector depende del coeficiente de atenuación y del grosor del material interpuesto en el trayecto del haz. Esta dependencia sigue una función exponencial (Ley de Lambert-Beer), donde se relaciona la intensidad transmitida (I) para un haz monoenergético de intensidad incidente (I 0 ) al atravesar un material de coeficiente de atenuación (μ) y grosor conocido (x). Por su parte, el coeficiente de atenuación depende del número atómico y la densidad del material interpuesto, estando determinado por la energía incidente. Por ejemplo, el coeficiente de atenuación para el agua tiene un valor de 1,84·10 2 cm -1 para 80 keV, mientras que para 120 keV su valor es 1,22·10 2 cm -1 . La atenuación del haz de rayos X se produce por la interacción de una parte de los fotones emitidos con el material que atraviesan, pudiendo ser disper- sados o absorbidos, sin lograr alcanzar el detector. En el rango de las energías empleadas en radiología (20-200 keV) ocurren principalmente dos tipos de interacciones responsables de esta atenuación: el efecto fotoeléctrico y el efecto Compton. El efecto fotoeléctrico se observa principalmente a energías bajas cuando un fotón experimenta una colisión con un electrón y lo desplaza de su orbital, quedando el fotón absorbido y liberándose el electrón. Cuando mayor es el número atómico del material, mayor es la energía necesaria para desplazar los electrones de sus orbitales y mayor la probabilidad de efecto fotoeléctrico. Por su lado, el efecto Compton ocurre cuando un fotón interac- ciona con un electrón de las capas más externas, transfiriendo parte de su energía cinética al disper- sarse. Ambas interacciones son responsables de la atenuación del haz y su probabilidad de ocurrencia aumenta con la densidad del material. Gracias a esta dependencia podemos distinguir entre los distintos materiales atravesados por el haz de rayos X (1). En los inicios de la TC se propuso una escala representativa de los posibles valores de atenuación, desde el aire (-1000) cuya atenuación es despre- ciable, con el agua como línea de base (Valor 0) y extendiéndose hasta infinito. Las unidades de cuantificación de los coeficientes de atenuación se conocen como unidades Hounsfield (UH). Estas UH son pues una transformación del coeficiente de atenuación del tejido estudiado, normalizado al coeficiente de atenuación del agua (2). De esta expresión se deduce que las UH dependen de la energía del haz de rayos X. Por ello, y como ejemplo, dado un coeficiente de atenuación para el tejido adiposo (1,80·10 2 cm -1 para 80 keV y 1,61·10 2 cm -1 para 120 keV), sus UH varían entre -69 y -58 para 80 keV y 120 keV, respectivamente (3). Es decir, las UH no son medidas absolutas sino relativas. La ley de Lambert-Beer es válida para un haz de rayos X monoenergético. Sin embargo, el tubo de rayos X de un equipo de TC emite haces multiener- géticos, cuya energía máxima se corresponde con el kilovoltaje aplicado al tubo. Dado que en los escáneres TC convencionales no se puede discernir (Expresión 1) Ley de Lambert-Beer escrita en función de μ. Sirve para calcular μ conociendo la intensidad emitida (I), la intensidad detectada (I) y el grosor del material (x). (Expresión 2) Transformamos μ a unidades Hounsfield, representándolo en una escala desde -1000 a infinito, con μ del agua como 0.