Tomografia Computadorizada1 TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA BIOIMAGEM Em um setor de Bioimagem poderemos encontrar vários serviços de diagnóstico. Existem diversas formas e aparelhos que podem ser utilizados para obtenção de imagens de partes do corpo, órgãos e sistemas do paciente que irão ajudar em um diagnóstico mais preciso. Nem todos os aparelhos emitem ou utilizam a Radiação Ionizante. Temos como exemplo o Ultra-som e a Ressonância Magnética. Os aparelhos que emitem radiações (raios-X) para obtenção de imagens são os Tomógrafos Computadorizados, Mamógrafos e aparelhos de raios-X convencionais. Outro serviço é o da Medicina Nuclear que para obter as imagens utiliza radioisótopos como fontes de radiação onde o aparelho irá captar esta radiação que foi introduzida no organismo do paciente formando assim as imagens. A aplicação da radiação para fins diagnósticos teve origem com a descoberta dos raios-X em 1895 pelo físico Wilhelm Conrad Roentgen, na Alemanha. Por muito tempo os raios-X foram usados como método básico e único de formação de imagens médicas. Os raios-X fazem parte do espectro das ondas eletromagnéticas. São produzidos no interior da ampola, que é um envoltório que encerra sob vácuo todos os elementos envolvidos no processo. Os raios-X saem da ampola por uma abertura direcionada para o paciente, atravessam o paciente, sendo atenuados ou desviados, dependendo da natureza dos tecidos; Os raios-X, então, serão captados para produção da imagem, seja diretamente por um filme fotossensível no interior de um chassi fotográfico, no caso da radiografia simples, seja por detectores que quantificam a intensidade radiológica recebida e a transmitem para um processador que formará a imagem posteriormente (tomografia computadorizada). DEFINIÇÃO Do grego tome, corte + graphein, escrever. Procedimento radiológico de reconstrução informática da imagem de um corte do corpo a partir de uma série de análises de densidade efetuadas pela oscilação e/ou rotação do conjunto de tubos de raios X detectores. A tomografia computadorizada (TC) é um dos métodos de exame mais confiáveis e seguros disponíveis atualmente. É rápida, simples e totalmente indolor. A TC se constitui num aparelho de Raios X muito mais complexo que o convencional. Uma imagem de Raios X normal é plana, sendo que o paciente fica posicionado entre o tubo ou ampola que emite Raios X e o filme fotográfico Professor.: Ricardo Pereira e-mail.:
[email protected] Tomografia Computadorizada 2 que receberá esses raios. O que se obtém é uma projeção em duas dimensões do interior do corpo do paciente. Nas máquinas de tomografia a ampola que emite os Raios X gira totalmente em volta do corpo do paciente e, a medida em que gira, emite Raios X em 360° graus, ou seja, fazendo uma circunferência completa em torno do paciente. Na TC os Raios-X são concentrados num feixe estreito que passa apenas por uma pequena parte (fatia) do corpo. Ao contrário da tomografia linear, onde a imagem de um corte fino é criada mediante borramento da informação de regiões indesejadas, a imagem da TC é construída matematicamente usando dados originados apenas da seção de interesse. A geração de tal imagem é restrita a cortes transversais da anatomia que são orientados essencialmente perpendiculares à dimensão axial do corpo. A reconstrução da imagem final pode ser realizada em qualquer plano, mas convencionalmente é realizada no plano transaxial. INTRODUÇÃO / HISTÓRICO As duas principais qualidades dos Raios-X em termos de aplicação clínica são a enorme resolução espacial e capacidade de documentação panorâmica da região irradiada. Por outro lado, a radiografia simples não consegue mostrar diferenças muito sutis de densidade tecidual, sendo difícil visibilizar diferenças dentre as partes de um mesmo órgão, por exemplo. Para vencer este obstáculo, vários tipos de exames contrastados foram idealizados e utilizados durante décadas, como, por exemplo, a pneumoventriculografia, a ventriculografia iodada e a angiografia. Porém, a introdução destes meios de contraste torna o exame invasivo e não isento de morbidade. Por esta razão, é contínua a busca de novos métodos de diagnóstico cada vez menos invasivos e com maior capacidade de visibilização. Neste sentido, na década de 70, foi introduzido na prática clínica dois métodos extremamente poderosos, a tomografia computadorizada (TC) e a ultrasonografia, os quais, pela primeira vez, permitiram a visibilização do parênquima cerebral, ao invés de informações indiretas, como o desvio de vasos ou de ventrículos. A idealização da TC foi decorrente da dificuldade de se documentar uma estrutura oculta dentro da cavidade craniana. A invenção do método é atribuída a Hounsfield, um engenheiro inglês da empresa E.M.I., que iniciou seus trabalhos no final da década de 60 juntamente com o Físico Alan Cormak e, em 1973 apresentou os primeiros resultados clínicos. Professor.: Ricardo Pereira e-mail.:
[email protected] Tomografia Computadorizada 3 O primeiro experimento surgiu em 1961, com Oldendorf, buscando determinar se densas estruturas, internas ao objeto estudado poderia ser isoladas na imagem, construiu um phantom a partir de um bloco plástico medindo 10x10x4 cm com pregos de ferro inseridos em seu interior, para representar o contorno do crânio e mais dois pregos, um de alumínio e outro de ferro para representar massas internas. Utilizando uma fonte emissora de fótons I-131 colimada estreitamente, como um “feixe caneta”; um detector de sódio iodado para coletar as informações e um trilho por onde o phantom movimentaria-se, em um único sentido com velocidade constante. Oldendorf conseguiu através desse experimento relativos avanços para a época, mas limitado pela tecnologia não conseguiu armazenar os dados. Em 1967, a partir do modelo inicial montado por Hounsfield, os equipamentos evoluíram para se tornar cada vez mais rápidos e precisos, de maneira que, a cada avanço técnico significativo se denominou uma “geração”. CRONOLOGIA RESUMIDA DO DESENVOLVIMENTO DA TC 1917 – J.Radon: desenvolveu o instrumental matemático para a reconstruçao de um objeto a partir do conjunto de suas projeções (teoria gravitacional) 1961- Oldendorf e 1963- Cormack: desenvolveram o conceito de TC em modelos de laboratório; 1967 – Hounsfield começa a trabalhar no projeto do TC 1968 – Kuhl e Edwards construiram um scaner mecânico em medicina nuclear; 1971 – Começam os estudos clínicos com TC, juntamente com Ambrose; 1973 (abril) - Apresentação dos resultados no Annual Congress of the British Institute of Radiology Vantagens em relação a Radiografia Convencional A TC tem três vantagens gerais importantes sobre a radiografia convencional. A primeira é que as informações tridimensionais são apresentadas na forma de uma série de cortes finos na estrutura interna da parte em questão. Como o feixe de raios-x está rigorosamente colimado para aquele corte em particular, a informação resultante não é superposta por anatomia sobrejacente e também não é degradada por radiação secundária e difusa de tecidos fora do corte que está sendo estudado. Professor.: Ricardo Pereira e-mail.:
[email protected] Tomografia Computadorizada 4 A segunda é que o sistema é mais sensível na diferenciação de tipos de tecido quando comparado com a radiografia convencional, de modo que diferenças entre tipos de tecidos podem ser mais claramente delineadas e estudadas. A radiografia convencional pode mostrar tecidos que tenham uma diferença de pelo menos 10% em densidade, enquanto a TC pode detectar diferenças de densidade entre tecidos de 1% ou menos. Essa detecção auxilia no diagnóstico diferencial de alterações, tais como uma massa sólida de um cisto ou, em alguns casos, um tumor benigno de um tumor maligno. Uma terceira vantagem é a habilidade para manipular e ajustar a imagem após ter sido completada a varredura, como ocorre de fato com toda a tecnologia digital. Essa função inclui características tais como ajustes de brilho, realce de bordos e zoom (aumentando áreas especificas). Ela também permite ajuste do contraste ou da escala de cinza, o que é chamado de “ajuste de janela” para melhor visualização da anatomia de interesse. Estrutura e funcionamento de um tomógrafo Um tomógrafo e formado por um tubo de RX conectado mecanicamente e eletronicamente a um sistema de detectores. Este conjunto gira 360°em torno do paciente. As estruturas corpóreas vão atenuar o feixe de RX dependendo de vários fatores, entre eles sua densidade e numero atômico. Depois de passar pelo corpo a radiação atinge finalmente os detectores. Um giro de 360° produz uma “vista” que e um conjunto de projeções. Cada vista produz um conjunto de sinais analógicos que são enviados ao sistema de computação. Ao termino de cada giro o sistema tubo/detectores volta à posição inicial e a mesa sobre a qual esta o paciente, move-se alguns milímetros. Este processo vai se repetindo e gera uma enorme quantidade de dados. Os sinais elétricos gerados pelos detectores contem informação a respeito do quanto o feixe foi atenuado por cada estrutura do corpo (“coeficientes de atenuação”). Estas informações são acopladas aos dados sobre posição da mesa e do cabeçote. Dessa forma e possível a determinação das relações espaciais entre as estruturas internas e a fatia selecionada do corpo. Os sinais elétricos analógicos são então enviados ao sistema de computação que através de algoritmos específicos vai transformá-los em sinais digitais para compor as imagens que iremos ver na tela do computador. O Professor.: Ricardo Pereira e-mail.:
[email protected] Tomografia Computadorizada 5 tomograma calculado, ou seja, a imagem que vemos na tela do computador, corresponde a uma matriz dos valores de atenuação do feixe, visualmente apresentada em tons de cinza, em formato analógico. Atualmente ha vários tipos de tomógrafos: (1) convencional ou simplesmente tomografia computadorizada (passo a passo); (2) tomografia computadorizada helicoidal ou espiral; (3) tomografia computadorizada “multi-slice” e (4) tomógrafos mais sofisticados, como “ultra-fast” e “cone-beam”. Na tomografia helicoidal o tubo de RX gira em torno do paciente e os detectores podem girar também ou permanecerem estáticos. A mesa desloca-se simultaneamente e a trajetória do feixe de RX ao redor do corpo e uma espiral. SISTEMAS DE VARREDURA O sistema de TC foi evoluindo desde a sua criação conforme comentamos acima. Agora vamos descrever os diferentes tipos de varredura de cada “geração” dos tomógrafos: Scanners de primeira geração Foram fabricados pela EMI, empresa a qual Hounsfield pertencia e possuía uma ampola de anodo fixo com feixe linear de RX, um detector por corte e faziam movimento solidário de translação-rotação do conjunto ampola-detector, com tempo de corte de 5 minutos para reunir informações suficientes para um corte. Assim, um exame com 10 cortes demorava 50 minutos, no mínimo. Tomógrafo de primeira geração: • Surgiu em 1972 • Feixe “em lápis” • Detector único • Rotação/translação • 5 minutos para fazer um corte Professor.: Ricardo Pereira e-mail.:
[email protected] : rad_rick@hotmail. varreduras de 1 segundo são utilizadas para a maioria dos modernos scanners de terceira geração. o tempo de corte foi reduzido para 10 a 90 segundos.: Ricardo Pereira e-mail. Com estes avanços.com . movimento solidário de translação-rotação de 30º. que não era possível com os scanners antigos. Além disso. O paciente e a mesa são então movimentados através da abertura da gantry. Professor. limitando o estudo ao SNC. Uma abertura maior permite a varredura de todo o corpo. Porém. Nos aparelhos mais lentos era impossível manter a apnéia durante o corte. e o tubo e os detectores rodam um ciclo de 360° completo na direção oposta para criar um segundo corte de dados de tecidos. Tomógrafo de segunda geração: • Surgiu em 1974 • Feixe “em leque” com ângulo de abertura de 10 graus • Múltiplos detectores (~30) • Rotação/translação • Múltiplos ângulos de aquisição em cada posição • Maior ângulo de rotação • Tempo de varredura entre 10-90 segundos Scanners de Terceira geração O scanner de terceira geração inclui um banco de até 960 detectores em oposição ao tubo de raios X. somente de maneira precária se conseguia fazer estudos de abdome e tórax. possuíam ampola de anodo rotatório. que rodam em conjunto ao redor do paciente em um ciclo de 360° completo para criar um corte de dados de tecidos.Tomografia Computadorizada 6 Scanners de Segunda geração Já passaram a ser fabricados por diversas empresas. ainda assim. com feixe de RX em leque e cerca de 30 detectores. Os tempos de varredura foram novamente reduzidos significativamente. Terminado o corte. reduzindo o tempo de exame para 1 minuto num exame de cortes múltiplos (semelhante a um scanner de terceira geração). Tomógrafo de quarta geração: Surgiu em 1981 Feixe “em leque”. o paciente é deslocado e o corte seguinte é realizado.: Ricardo Pereira e-mail. Através de todo o movimento rotatório contínuo.com . o chamado corte circular é realizado com o paciente parado.Tomografia Computadorizada 7 Tomógrafo de terceira geração: • Surgiu entre 1975-1977 • Feixe “em leque” mais largo envolvendo toda a circunferência do paciente • Múltiplos ângulos de aquisição em cada posição • 500-1000 detectores • Tempo de rotação mais curto – até 0. podendo ser feito corte coronal nas extremidades e no crânio. Rotineiramente o plano de estudo é axial. pequenas rajadas de radiação são fornecidas por um tubo de raios X pulsado com ânodo rotatório com feixes em leque que fornece tempos de varredura menores.5 segundos • Tempo de varredura entre 2 -10 segundos Scanners de Quarta geração Os scanners de quarta geração se desenvolveram durante a década de 1980 e possuem um anel fixo de até 4800 detectores. largo Rotação do tubo Múltiplos detectores fixos (até 4800) circundando completamente o paciente Tempo de rotação mais curto – até 0. deitado na mesa de exame. que circundam completamente o paciente em um círculo completo dentro da gantry. Professor.5 segundos Em todo equipamento de TC.: rad_rick@hotmail. Um tubo de raios X único roda através de um arco de 360° durante a coleta de dados. etc. Dessa forma.: rad_rick@hotmail. Com esse sistema.com . O deslocamento da mesa determinará se vai ocorrer intervalo entre os cortes.) O grande progresso que ocorreu entre a segunda e a terceira geração de tomografia foi a passagem do movimento linear para o giro de 180º. fossa posterior. se faz uma radiografia digital. O desenvolvimento de anéis de deslizamento para substituir os cabos de raios X de alta tensão permite rotação contínua do tubo. na qual se planeja o estudo.). (Helicoidal e espiral são termos específicos de fabricantes para scanners do tipo de volume. órbita. sela túrcica. um volume de tecido é examinado. necessária para varredura do tipo helicoidal. outro progresso importante ocorreu: a passagem do giro de 180º para o giro contínuo. em vez de cortes individuais como em outros sistemas. superposição ou nenhum dos dois. Anteriormente o movimento do tubo de raios X era Professor. Se cortarmos com 10 mm e deslocarmos 15 mm haverá intervalo de 5 mm entre os cortes. Scanners de TC por Volume (helicoidal/espiral) ( quinta geração ) Durante os primeiros anos da década de 1990. com estudo combinado de tórax e abdome.Tomografia Computadorizada 8 A espessura do corte é dada pela abertura do colimador e varia de 1 mm (ouvido. os cortes serão contíguos. A rotina são os cortes contíguos. e dados são coletados.) a 10 mm (abdome. um novo tipo de scanner foi desenvolvido. servindo estas como base para a localização destes. por exemplo. o paciente é movido de forma contínua e lenta através da abertura durante o movimento circular de 360° do tubo de raios X e dos detectores. Espessuras intermediárias são usadas em seios da face. Os equipamentos eram obrigados. por exemplo. Agora. coluna. pelos cabos utilizados na transmissão de energia elétrica. Antes de iniciar os cortes. adrenais. criando um tipo de obtenção de dados helicoidal ou “em mola espiral”. cérebro.: Ricardo Pereira e-mail. A superposição é usada quando precisamos de alto detalhe em reconstruções nos planos sagital ou coronal. mas usamos intervalos nos longos exames de triagem de neoplasia. a fazer um movimento de ida e voltar ao ponto de partida antes de fazer outro movimento de ida. Assim se usarmos cortes de 10 mm e deslocarmos o paciente 10 mm. etc. Se cortarmos com 5 mm e deslocarmos 3 mm teremos superposição. chamado scanner de TC por volume (helicoidal/espiral). São traçadas linhas na topografia de cada corte. etc. entretanto. O que ocorre é que o computador interpola parte da imagem de uma espira com parte da seguinte. em especial a dos vasos. existe um ganho ao se realizar uma série de cortes durante uma apnéia. Assim as reconstruções são muito melhores. sendo a imagem obtida a partir de uma espiral ao invés de um círculo. Permitindo rotações contínuas do tubo. Continuamos a fotografar uma fatia circular. No Tomógrafo helicoidal são contínuos: Rotação do tubo e detectores (em alguns aparelhos os detectores podem ser fixos) Emissão de RX Movimento da mesa Aquisição de dados Professor. provocados pelas pausas respiratórias. O avanço mais marcante com a técnica helicoidal ocorreu a nível do abdome e tórax. e limitado a uma rotação de 360° em uma direção compreendendo um corte.: Ricardo Pereira e-mail. Segundo. No SNC ela é somente usada em situações onde existem problemas com movimentação. quando combinadas com o movimento do paciente. que. pois. criam dados de varredura do tipo helicoidal com tempos totais de varredura que são a metade ou menos daqueles de outros scanners de terceira ou quarta geração.com . Nesta técnica a ampola gira e emite RX ao mesmo tempo em que a mesa é deslocada. não havendo movimento respiratório a reconstrução é muito melhor. A apresentação da imagem não muda. devido ao impacto da técnica sobre a dificuldade de se lidar com a movimentação respiratória.Tomografia Computadorizada 9 restrito por cabos de alta tensão fixados. Imagine a reconstrução sagital ou coronal como uma pilha de moedas (os cortes axiais) que podemos “cortar” de cima para baixo. O que muda então com a técnica espiral? Primeiro existe um ganho em velocidade. por exemplo. Na técnica helicoidal não existe desalinhamento entre os cortes.: rad_rick@hotmail. formando uma imagem como a do corte circular. como em estudos de pediatria. criando um segundo corte com o paciente movendo um incremento entre os cortes. seguida por outra rotação de 360° na direção oposta. Características: Mais de uma fileira de detectores. Maior número de arcos detectores permite um maior número de cortes por rotação do tubo.5s. Reformatação de alta qualidade. No final de 1998. quatro fabricantes de TC anunciaram novos scanners multicorte. Maior numero de pacientes. Scanners de TC Multicorte Os scanners de terceira e quarta gerações desenvolvidos antes de 1992 eram considerados scanners de corte único. Professor. Aquisição volumétrica (sem espaçamento). 2000 imagens por exame. Pode ser associado à TC helicoidal ou convencional. capazes de obter imagens de um corte de cada vez. assumindo um formato piramidal.com .:
[email protected] Computadorizada 10 Vantagens da TC helicoidal: Maior velocidade de escaneamento: Exames mais rápidos. Feixe deixa de ser delgado. capazes de obter quatro cortes de TC em uma única rotação do tubo de raios X. Redução de artefatos de movimento.: Ricardo Pereira e-mail. Diminui a dose de contraste EV e permite avaliar diferentes fases da passagem do mesmo pelas vísceras. Esses são scanners de terceira geração com capacidades helicoidais e com quatro bancos paralelos de detectores. todos capazes de obter imagens de quatro cortes simultaneamente. Baixíssimos tempos de aquisição: 0. Aumenta a capacidade de diagnosticar pequenas lesões. Quando os elétrons atingem o alvo com energia suficiente ocorre o fenômeno de geração de raios X pela transferência de energia dos elétrons para o átomo de tungstênio. A direção do feixe é a dos sensores de raios X. A geração do feixe de fótons é realizada ao ar livre. há uma grande melhora na dissipação de calor gerado pela produção de raios X.: Ricardo Pereira e-mail. divulgação). sem confinamento. este tipo de aparelho se destaca por não possuir tubo de raios X ou ampola. A vantagem deste tipo de tecnologia está principalmente no fato de não existirem partes móveis. que estão posicionados diametralmente opostos aos anéis-alvo. que faz às vezes do cátodo. Partes componentes de um UltrafastCT da Imatron (Imatron Inc. Além disso. com os Estados Unidos hospedando mais de 70% destas unidades.com . o que sempre é um fator de limitação na velocidade de geração de imagens nos tomógrafos giratórios. ou o ânodo. Os anéis são desenhados para que as "pistas anódicas" neles contidas produzam um feixe de fótons com direção conhecida e precisa. O alvo. No caminho entre os anéis e os sensores. Atualmente.Tomografia Computadorizada 11 Sistema de canhão de elétrons ( sexta geração ) Este modelo de tomógrafo é o mais moderno que existe e utiliza-se de um conceito diferente na geração de raios X. Este fenômeno é idêntico àquele que ocorre dentro de uma ampola comum de raios X. Professor. o feixe de fótons interage com o paciente que está sobre a mesa. a ser atingido é um dos vários anéis de tungstênio que circundam o paciente na metade inferior do equipamento (parte inferior da mesa). a partir de um canhão de elétrons.: rad_rick@hotmail. já que a "pista anódica" possui área muito maior e fica um tempo muito menor recebendo o impacto dos elétrons acelerados. existem mais de 100 EBCT instalados no mundo. Conhecido como Electronic Beam Computed Tomography – EBCT (Tomografia Computadorizada por Canhão de Elétrons). Os elétrons são acelerados pelo canhão e desviados por um conjunto de bobinas ao longo to trajeto em direção ao alvo.. com capacidade para 10 Amperes. glucose rotulada com. Por exemplo. 15O ou 18F. Dividido em três partes. acumula Professor. aliviando o sistema de fornecimento de emergência de energia.Mesa com Movimento Preciso e Rápido: permite o movimento contínuo da mesa para a varredura de volumes.Sistema de refrigeração interno auto-contido: retira todo o calor gerado nos anéis. PET (Positron Emission Tomography) . o isótopo se acumula em uma área do corpo em que a molécula tem afinidade.Feixe de Elétrons: pode ser gerado com tempos da ordem de milisegundos. o sistema de baterias permite ao tomógrafo funcionar quando há falta de energia elétrica no hospital. E . Alem da mobilidade.Anéis-Alvo: construído de alvos múltiplos (na forma de semi-anéis) para uma varredura otimizada de corte simples ou cortes múltiplos.com .Canhão de Elétrons: permite até 640 mA de potência de raios X.Tomografia por Emissão de Pósitrons: O imageamento por emissão de pósitrons inicia com a aplicação de um traçador metabolicamente ativo . B . F .: Ricardo Pereira e-mail. possa carregar as baterias. 13N.Sistema de Aquisição de Dados: desenvolvido para permitir uma aquisição contínua de dados tomográficos. o portal (450 kg). Tomógrafo Móvel A Philips Medical System já possui um tomógrafo móvel.: rad_rick@hotmail. eliminando o tempo morto entre os cortes e permitindo longos tempos de exames (para volumes grandes). este sistema diminui o trauma do paciente de ser removido de seu leito para ser levado até a sala de tomografia. a mesa para o paciente (135 kg) e o console de comando podem ser levados a qualquer local do hospital. conhecido como Tomoscan M.uma molécula biológica que carrega um isótopo emissor de pósitrons. Em alguns minutos. 11 C. como. o que permite que qualquer tomada de parede de 220 V. O tomógrafo possui um sistema elétrico que funciona com 4 baterias. C . todas com rodas. Com dimensões que permitem passar por portas de 90 cm de largura. com meia-vida de 20 minutos. D .Tomografia Computadorizada 12 Descrição das partes: A . inclusive ser levado em elevadores. Professor. aproximadamente. A interação das duas partículas resulta na conversão de matéria em energia na forma de 2 raios gamas. Estes raios gamas de alta energia emergem do ponto de colisão em direções opostas. SPECT calcula a concentração de radionuclídeos introduzidos no corpo do paciente. Como na tomografia computadorizada. A resolução final. onde a glucose é usada como fonte primária de energia. é um fator de 3 ou 4 pior do que na PET. os radionuclídeos.: rad_rick@hotmail. Como a fonte. está dentro do corpo do paciente. Quando os dois fótons são detectados simultaneamente por um par de detectores. é sempre conhecida. a linha de coincidências será incorreta. Naturalmente se um dos fótons foi espalhado. com energia total de 1.: Ricardo Pereira e-mail. SPECT (Simple Photon Emission Computed Tomography) – Tomografia Computadorizada por Emissão de Fótons Simples: Assim como na PET. O pósitron emitido colide com um elétron livre normalmente antes de atravessar 1 mm do ponto de emissão. O custo de uma imagem SPECT é da ordem de US$ 700. 500000 eventos de aniquilação. isto é feito girando o detector de fótons em torno do paciente. reconstruindo uma imagem bi-dimensional. não se pode utilizar a técnica de coincidência. As imagens são limitadas pelo ruído quântico. a distribuição do traçador é calculada por algoritmos de reconstrução tomográfica. O isótopo radiativo então decai por emissão de pósitron. para detectar a posição e a concentração do radionuclídeos.com . a colisão que deu origem a eles teve origem na linha que une os dois detectores. Como somente um fóton é emitido. A energia dos fótons da SPECT é de cerca de 140 keV. onde a localização e energia da fonte. a análise é muito mais complexa do que para a tomografia computadorizada. A resolução espacial é deteriorada pela ocorrência de coincidências acidentais. e são detectados por detectores em volta do paciente.022 MeV. e muito piores do que tomografia convencional. utilizada na PET. da ordem de 7 mm. Depois de.Tomografia Computadorizada 13 no cérebro. externa ao corpo. enquanto o de uma PET é da ordem de US$ 2000. Nos tomógrafos mais modernos. sejam mecânicas ou elétricas. podemos verificar a forma de interligação entres os diversos componentes. Estrutura complexa do ponto de vista mecânico. Estes seriam os itens mais complexos e. muitos destes armários foram incorporados pelos portais.: rad_rick@hotmail. entre outros.com . independente de sua geração. Pelo seu tamanho e imponência. b) eletrônica de controle. Além desses equipamentos. com certeza. Fisicamente. Contém o tubo de RX com anodo giratório refrigerado a óleo ou Professor. portanto o espaço total necessário para a implantação de um serviço de tomografia. Na Figura 1. Esta redução chegou a ponto de serem construídos tomógrafos móveis. a mesa motorizada para o paciente. pelo fato do paciente ficar envolvido por ele durante o exame e por não enxergarmos o movimento do cabeçote e dos detectores. cujo funcionamento elétrico não difere de um sistema de RX convencional. o que acabará reduzindo as partes do sistema aos três itens citados.: Ricardo Pereira e-mail. c) console de comando e computador. Há também uma tendência em se reduzir o tamanho e simplificar os componentes que integram um sistema tomográfico. os que requerem um maior cuidado por serem os mais caros. podem estar localizados na mesma sala ou em várias salas distintas. estes módulos. a seguir. No entanto.Tomografia Computadorizada 14 SISTEMA TOMOGRÁFICO Inicialmente poderíamos dizer que o tomógrafo de forma geral. um sistema de Tomografia Computadorizada é muito mais do que apenas os componentes citados. um console remoto para o médico radiologista fornecer o diagnóstico. chamados de armários devido a semelhança de forma. Vale lembrar que cada um destes componentes é formado por inúmeras partes. é constituído de três partes: a) portal. reduzindo. 1 .Gantry (portal): É o maior componente de um sistema tomográfico e o que mais impressiona. que já estão disponíveis no mercado. impressora fotográfica ou laser. há sempre um fascínio sobre seu funcionamento. o sistema é completado com a parte de alta tensão/alta potência.11. Motor para rotação do tubo. Motor para angulação do gantry. Dispositivo laser de posicionamento.(controle de kV e mA). A seguir essa informação e digitalizada e será transmitida ao computador que fará os cálculos matemáticos necessários para a formação da imagem. Conjunto de detectores. Professor.On-board Computer .com . motores e Sistemas mecânicos que permitem angulação e posicionamento (laser). A tecnologia de anéis deslizantes (“slip rings”) . sistema de aquisição de dados. Painel identificador do posicionamento da mesa e do gantry. Stationary Computer – (interação dos comandos do painel de controle com o sistema). filtros e colimadores. A abertura e relativamente estreita – em torno de 70-85 cm.Tomografia Computadorizada 15 água.: rad_rick@hotmail. o que e importante para alinhar a anatomia quando necessário. Botões controladores dos movimentos da mesa e do gantry. podendo ser moveis ou estáticos. Transformador do catodo. Transformador do anodo. DAS . o que permite rotação continua sem a interferência de cabos. em toda a circunferência do portal.Data Aquisition System. Junto aos detectores encontram-se placas e circuitos eletrônicos responsáveis pela transdução da informação sobre a quantidade absorção do feixe de RX pelo corpo do paciente. Transformador do filamento.: Ricardo Pereira e-mail. Resumo dos Componentes: Tubo de raios-X. Os detectores são dispostos em oposição ao tubo ou como nos tomógrafos mais modernos. Pistões hidráulicos permitem a angulação que pode alcançar ate 30 graus.dispositivos eletromecânicos condutores de eletricidade – eliminou a necessidade de cabos de alta tensão. em sinal eletrônico analógico. OBC . filamento que pode ser simples ou duplo (dual). Engrenagens e motores elétricos garantem precisão e velocidade ao sistema de rotação. Suporta 200kg. Vale lembrar. onde se encontram armazenados os protocolos para a aquisição das imagens e. Movimenta-se até 200 cm em sentido longitudinal (tampo deslizante). 4 . que no tubo de raios X. No tomógrafo. devido ao funcionamento constante do tubo durante um exame. dependendo do desenho e da operação do tomógrafo computadorizado. que funciona durante tempos menores que 1 segundo.000 a 10. 3 .com . Movimenta-se 120 cm em sentido horizontal (sistema de elevação do tampo). Possui acessórios (suportes do crânio.A Mesa de Comando É o local de onde enviamos as informações para o sistema. copo catódico. Cada fabricante tem sua própria forma de energizar o tubo de raios X. Importante fator principalmente em TC Multicorte. ainda. todo este calor é gerado durante alguns segundos de funcionamento. o que resulta numa produção de calor de 1. Não enverga (alta resistência). 99% da energia gerada é transformada em calor e apenas 1% é convertida em fótons.: rad_rick@hotmail. refrigeração.: Ricardo Pereira e-mail. Na mesa de comando podemos encontrar: Professor.Mesa de Exames É o local onde o paciente fica posicionado e possui as seguintes características: Constituída de material radiotransparente. o local utilizado para o tratamento e documentação das imagens adquirias. etc.Tomografia Computadorizada 16 2 – Cabeçote: O cabeçote de um tomógrafo é idêntico ao de um equipamento de raios X convencional: ampola com ânodo giratório.000 vezes mais do que um tubo de raios X convencional. Porém. existe a necessidade de um sistema de refrigeração eficiente. filtragem. dispositivos de contenção do paciente. suportes de soro e outros). aventais de chumbo.Tomografia Computadorizada 17 Monitor para planejamento dos exames. SENSORES DE RAIOS X Os detectores eletrônicos de raios X utilizados nos tomógrafos computadorizados devem possuir três características importantes: a) uma alta eficiência para minimizar a dose no paciente. TrackBall. luz de aviso.: Ricardo Pereira e-mail. porta revestida. 5 . sala baritada. vidro plumbífero. Monitor para processamento da imagens.com .Sistema de Radioproteção Regulamentado pela portaria 453: sala de comando separada da sala de exames.:
[email protected] Integrados A Bomba Injetora é conectada ao aparelho de TC e é controlada por ele. Mouse. Professor. b) estabilidade ao longo do tempo. Teclado alfa-numérico. Finalidades: Inibir exposição acidental Inibir exposição ocupacional Inibir doses desnecessárias nos pacientes 6 . Sistema de comunicação com o paciente. protetores de gônadas e tomografia computadorizada. c) ser insensível as variações de temperatura dentro do portal. monitoração individual por dosímetros. Sua finalidade é permitir que o contraste seja administrado no paciente com tempo e velocidade predeterminados para o exame. captura do fóton e conversão do sinal. Desta forma.85. A eficiência de conversão está ligada na capacidade de conversão precisa do sinal de raios X absorvido em um sinal elétrico. o sistema de detecção é não-ideal e resulta na necessidade de aumento da dose de radiação no paciente se o objetivo for manter a qualidade da imagem. a câmara fotomultiplicadora não pode ser utilizada em tomografia devido ao volume necessário para construí-la (sua miniaturização é impossível). Por sua vez. e uma faixa dinâmica larga. Ou seja. os fótons de luz irão atingir o fotodiodo (diodo sensível à luz) que é construído junto ao cristal de cintilação. O terceiro tipo de sensor de raio X. preferencialmente na direção oposta à incidência do feixe. O termo eficiência de dose algumas vezes é utilizado como sinônimo da eficiência do sensor. A forma de ajuste desses pontos são considerados segredos industriais. Os detectores de estado sólido normalmente possuem uma alta eficiência quântica e de conversão.45 e 0.com . Professor. ou regiões insensíveis. Os sistemas comerciais de tomografia utilizam-se de dois dos três tipos de sensores disponíveis: câmara de ionização e sensor de estado sólido.: Ricardo Pereira e-mail. Os cristais são atingidos diretamente pelo feixe de fótons de raios X. Cada fabricante procura alterar a construção de seus detectores visando melhorar uma destas características para obter uma eficiência total adequada. Estes fótons irão interagir com os átomos do cristal que irão transformar a energia de raios X em energia luminosa. há uma perda de 15% a 55% entre os fótons que estão disponíveis para conversão e o sinal elétrico disponibilizado pelo sensor. irão degradar a eficiência geométrica. Os fótons de luz produzidos serão então emitidos em todas as direções.Tomografia Computadorizada 18 A eficiência do sensor é uma função de três componentes básicos durante a sua construção: geometria. Não podemos esquecer que parte da energia dos fótons incidentes nos sensores também é convertida em calor.: rad_rick@hotmail. O princípio de funcionamento é simples. Sensores de Estado Sólido Os sensores de estado sólido consistem em um arranjo de fotodiodos e cristais de cintilação. A eficiência total é um produto dos três fatores e geralmente se encontra entre 0. pois os sensores são fundamentais para definir a qualidade da imagem tomográfica produzida. Separadores finos colocados entre os elementos detectores para remover a radiação difusa. A eficiência na geometria está ligada a área do sensor que é sensível aos raios X em relação a área total de construção do sensor que será exposta ao feixe. A eficiência quântica (ou de captura do fóton) refere-se à fração do feixe incidente no detector que será absorvida e contribuirá para o valor do sinal medido. porém. Tomografia Computadorizada 19 Sensores de estado sólido: (a) detalhe da montagem do fotodiodo e do cristal de cintilação. que são colocados entre as câmaras. Neste tipo de dispositivo a detecção da radiação X ocorre de maneira muito simples. Este tipo de detector tem eficiência quântica menor se comparado ao de estado solido. (b) arranjo de detectores colocados lado a lado. Câmaras de ionização Consistem de câmara preenchida por gás comprimido (geralmente Xenônio) na pressão de 30 atm. Uma vez que vários elétrons sejam coletados. Uma alta tensão é aplicada aos separadores de tungstênio.: rad_rick@hotmail. obtém-se então uma corrente elétrica facilmente mensurável.: Ricardo Pereira e-mail. (b) detalhe elétrico.com . a fim de coletar os elétrons livres que são produzidos pela radiação. A câmara é compartimentalizada através de laminas de Tungstênio que coletam os íons liberados. até 4800 elementos. O fóton X ao atravessar o gás pode atingir um dos átomos e transferir sua energia para que um elétron do mesmo se torne livre. Câmara de ionização: (a) detalhe da montagem. Por dois motivos: aumentar a energia das moléculas de gás facilitando a liberação de elétrons quando incidir o RX e também para aumentar a quantidade de átomos do gás disponível para interagir com o feixe. Professor. define a espessura do corte e também limita o campo de visão ou largura do corte (scan diamenter ou field of view). O outro conjunto de colimadores é colocado logo a frente dos detectores (pós-paciente) e influencia na qualidade da imagem. Na tomografia computadorizada é comum ser colocado dois conjuntos de colimadores. pois reduz a radiação secundária.Tomografia Computadorizada 20 Esquema do funcionamento dos detectores: Colimação A colimação é necessária durante a operação do tomógrafo pelas mesmas razões que ela é necessária na radiografia convencional. Isto garante a eficiência do sistema. pois garante que a produção de fótons seja constante durante todo o exame e o feixe terá sempre o mesmo espectro. Sistema Elétrico Todos os tomógrafos computadorizados trabalham com tensão de tubo (kVp) fornecida por sistemas trifásicos ou de alta freqüência. Uma colimação adequada reduz a dose no paciente pela restrição do volume de tecido a ser irradiado. Os sistemas de alta freqüência têm sido Professor. Um conjunto de colimador é montado junto ao cabeçote (pré-paciente) e ajuda a controlar a dose de radiação no paciente.:
[email protected] .: Ricardo Pereira e-mail. Mais importante ainda é a qualidade de contraste da imagem que é aumentada pela diminuição da radiação secundária. eram feitas através de cabos de espessura limitada e havia necessidade de necessidade de rotação de ate 700 graus. então. Energia e sinais transmitidos para componentes rotacionais e estacionários do portal através de escovas estacionárias que deslizam sobre os anéis. pois permitem a compactação dos circuitos eletro-eletrônicos.Tomografia Computadorizada 21 preferidos pelos fabricantes no desenvolvimento de TC mais modernos. Com isso foi possível desenvolver os sistemas helicoidais.: rad_rick@hotmail. “escovas” elétricas permitem conexão entre os componentes rotacionais e estacionários. Professor. O sistema precisava parar para reverter a rotação entre os cortes. Permite rotação contínua.1990 Na maioria dos tomógrafos de gerações anteriores. Com a tecnologia de anéis deslizantes. Há. Não necessita rodar e parar. permitindo que o sistema de potência seja instalado dentro do próprio portal. as conexões entre os componentes do sistema rotacional do portal e os componentes da parte estacionária do mesmo. Tecnologia de anéis deslizantes (slip ring technology): .3 s. Características: Cabos conectados a anéis estáticos.: Ricardo Pereira e-mail. A função critica dos sistemas de anéis deslizantes e fornecer kilowatts para energizar o tubo de RX ao mesmo tempo em que transfere sinais digitais em alta velocidade e controla estes sinais. pois se diminuí um armário. Tempo de escaneamento ~ 0. e ganhe-se também na facilidade e barateamento do custo de manutenção.com . uma grande economia de espaço físico na sala. a escolha dos dois pelo técnico irá determinar que o pixel represente certa porção da área transversal ou corte realizado no paciente. ou ainda scan diameter. O pixel não tem uma dimensão ou comprimento definido. como ocorre no televisor.com . Assim. Equipamentos mais modernos chegam a trabalhar com matrizes de 1024 x 1024 pontos.: Ricardo Pereira e-mail. é formado pela diferente coloração em níveis de cinza de milhares de pontos. Se houver uma mínima diferença de densidades entre dois pontos consecutivos. É como se a imagem fosse dividida em uma matriz de N x N pontos. é justamente definir. seja no monitor ou no filme. Elementos Fotográficos A menor unidade de dimensão ou de imagem do tomograma computadorizado é o ponto fotográfico. o que significa dividir a imagem em mais de 1 milhão de pontos. A imagem que é apresentada ao técnico ou ao radiologista. conhecido em inglês por pixel (picture element). a imagem obtida do corte da anatomia é na realidade um conjunto de pontos com tons diferentes. E o trabalho do equipamento tomográfico. primeiro temos que entender como o computador trabalha com a imagem. juntamente com o computador. conforme demos uma idéia acima. é um valor fornecido pelo técnico operador quando da realização de Professor. indiretamente.: rad_rick@hotmail. então o computador atribuirá um tom de cinza diferente para cada um dos pontos. Atualmente.Tomografia Computadorizada 22 FORMAÇÃO DO TOMOGRAMA Matriz da Imagem Para entendermos melhor como é gerado um tomograma. Assim. pois depende do tamanho do campo de visão e da matriz de imagem. a imagem tomográfica é gerada com matrizes a partir de 256 x 256 pontos. passando por 320 x 320 até 512 x 512 pontos. ou field of view (FOV). o valor da densidade daquela pequena porção de tecido humano que cada um destes pontos está representando. O campo de visão (CDV). resultando no contraste que levará ao diagnóstico médico. ou esta quantidade. o tamanho do voxel irá definir o menor tamanho de patologia a ser identificada.: rad_rick@hotmail. deve ser do entendimento principalmente do radiologista. superior e inferior. Uma vez que saibamos o valor do campo de visão e a matriz escolhida. podemos calcular o quanto representa. Conhecido como voxel. este elemento. o que pode ser útil para alguns diagnósticos por permitir uma melhor resolução da imagem. A definição desta medida pelo técnico permitirá a visualização da imagem com a melhor resolução possível dentro dos limites do equipamento. mas sim a densidade de um pequeno volume do corpo do paciente. conforme ilustra a Figura acima. Logo. Para tanto. a densidade apresentada através do tom de cinza pelo pixel na tela estará representando na realidade. O valor que o técnico escolhe é definido pela largura do paciente ou da anatomia que está sob exame e pode representar um quadrado de lado L ou um círculo de diâmetro L. Por isso.com . pois de acordo com os parâmetros utilizados.9375 mm b) campo de visão de 35 cm apresentado por uma matriz de 256 x 256 pixels 1 pixel = 350 mm / 256 = 1. basta que dividamos a dimensão do campo de visão pelo valor da matriz. quando o equipamento permitir a definição exata do campo de visão.8789 mm Professor. o campo de visão é da ordem de 24 cm. para tórax/abdômen utiliza-se 35 cm ou 42 cm (paciente obeso). não representa apenas um corte que separou a anatomia do paciente em duas partes.6835 mm d) campo de visão de 45 cm apresentado por uma matriz de 512 x 512 pixels 1 pixel = 450 mm / 512 = 0. Este procedimento resulta em menos distorções na imagem do que ampliar a imagem após a realização do exame (ampliação digital). ou qual a dimensão de cada pixel em termos de medidas reais. Porém. Os valores permitidos para o FOV podem ser fixos (2 ou 3 valores) nos equipamentos mais antigos. o técnico deverá utilizar o espessômetro para medir o paciente e com isso informar ao computador a medida exata. ele estará ampliando a anatomia central do paciente.: Ricardo Pereira e-mail. ou ajustáveis de 1 em 1 cm nos tomógrafos mais modernos.3671 mm c) campo de visão de 35 cm apresentado por uma matriz de 512 x 512 pixels 1 pixel = 350 mm / 512 = 0.Tomografia Computadorizada 23 cada exame e representa a largura de visualização da imagem. não uma área. Na realidade. devemos lembrar que a imagem apresentada na tela. Se o técnico especificar um campo de visão menor do que a largura do paciente. o corte realizado no paciente possui uma espessura de alguns milímetros. ou direita e esquerda. Este valor está diretamente relacionado com a região do exame: para crânio. Vejamos os exemplos: a) campo de visão de 24 cm apresentado por uma matriz de 256 x 256 pixels 1 pixel = 240 mm / 256 = 0. Logo.Tomografia Computadorizada 24 Como podemos ver.3945 mm3 c) campo de visão = 35 cm.: Ricardo Pereira e-mail.3671)2 x 5 mm = 9.467 mm2) e a maior área (1. Isto dá uma diferença de 4 vezes entre a menor (0. por exemplo.: rad_rick@hotmail. corte = 5 mm 1 voxel = (350 mm / 256 )2 x 5 mm 1 voxel = (1. Esta mesma relação também pode ser estendida para a questão do voxel.9375)2 x 1 mm = 0. matriz = 256 x 256 pixels.9375)2 x 5 mm = 4.3448 mm3 Com os exemplos podemos notar que para que um tumor seja detectável. Assim. corte = 1 mm 1 voxel = (240 mm / 256 )2 x 1 mm 1 voxel = (0. corte = 5 mm 1 voxel = (240 mm / 256 )2 x 5 mm 1 voxel = (0. matriz = 256 x 256 pixels.869 mm2).com . cortes mais finos e matrizes maiores são sempre recomendadas por permitirem uma maior resolução na imagem. o ponto colorido na tela pode representar uma área no paciente de 0.6835 mm ou uma área de 1. o tempo e o esforço computacional aumentam também consideravelmente.8789 mm3 b) campo de visão = 24 cm. matriz = 256 x 256 pixels. matriz = 256 x 256 pixels.8689 mm3 d) campo de visão = 35 cm. bastando apenas multiplicar os valores das dimensões do pixel pela espessura do corte realizado. Por isso.3671 mm x 1. seu volume mínimo deve ser muito próximo do volume de voxel. Vejamos os exemplos: a) campo de visão = 24 cm. patologias menores que 1 mm2 não seriam detectadas com a escolha da resolução maior (opção b).3671)2 x 1 mm = 1.6835 mm x 0. teríamos a noção do menor volume identificável pelo exame tomográfico. corte = 1 mm 1 voxel = (350 mm / 256 )2 x 1 mm 1 voxel = (1. No entanto.3671mm. Professor. na realidade é um conjunto de números. na tela.Tomografia Computadorizada 25 Reconstrução da Imagem A imagem tomográfica. Assim. transformados em tons de cinza. Para descobrir o valor de densidade de cada ponto interior ao corpo humano. O tamanho da matriz. embora pareça ser a representação quase perfeita das anatomias do paciente em exame. O número finito de valores de atenuação correspondente ao objeto varrido é organizado na forma de uma matriz ou tabela.: Ricardo Pereira e-mail. ou tabela. desenham as várias anatomias do corpo humano. e–( µ)x Onde: Professor. O tamanho da matriz da imagem. Como as partes anatômicas possuem densidades distintas. que informam a densidade ou atenuação de cada ponto da anatomia examinada. o número de pontos fotográficos calculados (pixel’s) irá implicar no número de projeções individuais.com . No entanto. contudo. implicam num esforço computacional muito maior pelo computador. também influencia na qualidade da resolução da imagem. o que resulta em mais detalhes. dependendo das células que a compõem. Matrizes maiores significam mais pontos e pixel’s de menor área. ou seja. ou de densidade.: rad_rick@hotmail. as informações das densidades acabam formando imagens que. se obtém uma grande quantidade de dados para que o computador possa definir ponto por ponto da imagem qual seu valor de atenuação. Os valores de atenuação para cada conjunto de projeção são registrados no computador e a imagem tomográfica computadorizada é reconstruída através de um processamento computacional complexo. A transformação desses valores de atenuação nos vários níveis de cinza a cria uma imagem visual da seção transversal da área examinada. Como esta atenuação é realizada por todo o corpo. A Intensidade de Radiação Residual compreende a radiação incidente menos a radiação absorvida pelo objeto e pode ser obtida segundo a equação: N = NO. é necessário que se façam várias exposições em diferentes ângulos. o tomógrafo realiza a medição da atenuação de radiação que o corpo humano provoca quando atravessado por um feixe de raios X. 2.718) µ = Coeficiente de atenuação linear x = Espessura do objeto Considerando que a imagem tomográfica e formada por "n" pequeninos blocos de imagem correspondentes a cada voxel da matriz. ou seja. considera-se que o corpo humano é feito de um mesmo material ao longo daquele caminho. a equação poderia ser assim representada: N = NO . com a correspondente somatória dos resultados obtidos em cada projeção. Nos equipamentos atuais de matriz de alta resolução são necessárias. muitas vezes. A Professor.com .: Ricardo Pereira e-mail. x O numero de equações utilizadas para reconstrução de uma imagem aumenta em função do numero de detectores do equipamento e do numero de projeções utilizadas na construção da imagem. Retroprojeçao É um método teórico. Consiste basicamente na obtenção de imagens em diferentes projeções.000 equações para a reconstrução de uma única imagem. retroprojecão. a equação se toma mais complexa a medida que as matrizes vão apresentando melhor resolução. Métodos de Reconstrução das Imagens O método matemático utilizado na reconstrução das imagens e denominado algoritmo. 3.(µ1 + µ2 + µ3 + µ512) . O método analítico. Num equipamento atual que trabalha com matriz 512 x 512.: rad_rick@hotmail. e. O método interativo. o emprego de 200.Tomografia Computadorizada 26 N = Intensidade de Radiação Residual NO = Intensidade de Radiação Incidente e = Base do logaritmo natural (2. não utilizado nos equipamentos atuais. Basicamente três formas de cálculos são utilizadas para este fim: 1. dai a necessidade de um sistema de computação potente e veloz. E um método utilizado em alguns equipamentos comerciais. Professor.com . exceto pelo fato de que as freqüências correspondentes ao barramento verificado na retroprojeçao são eliminadas.I utilizou este método para a reconstrução de suas imagens. Embora parecido com o método da retroprojeçao. por eliminar as "contaminações". O método Interativo O método interativo considera um valor médio de atenuação para cada coluna ou linha da imagem. A vantagem do uso do método analítico pela analise bidimensional de Fourier reside no fato de o computador poder trabalhar com maior velocidade.: rad_rick@hotmail. O método Analítico É o método utilizado em quase todos os equipamentos comerciais. Retroprojeçao filtrada.M. tornando a imagem mais nítida. dado este relevante em qualquer sistema de tomografia.: Ricardo Pereira e-mail. Isto é feito para lembrar que o “raio” detectado é a soma de todos os efeitos de atenuação ao longo do caminho percorrido através do paciente. A partir deste pressuposto. ate a sua reconstrução final. apresenta imagens mais nítidas. contaminada pelo efeito das inúmeras projeções. Retroprojeçao Filtrada O método analítico de retroprojeçao filtrada e similar ao de retroprojeçao. O resultado final apresenta a imagem real do objeto. compara os resultados obtidos com a media previamente estabelecida e faz os ajustes necessários adicionando·se e subtraindo-se valores em densidades para cada elemento da imagem. O primeiro equipamento de tomografia E.Tomografia Computadorizada 27 intensidade medida pelo detector é chamada na literatura de raio-soma. Analise Bidimensional de Fourier O método da analise bidimensional de Fourier consiste em analisar funções de tempo e de espaço pela soma das freqüências e amplitudes correspondentes. O método analítico ainda e dividido em dois métodos amplamente conhecidos entre os matemáticos: A analise bidimensional de Fourier. Trata-sede um método complexo para os nossos conhecimentos e que foge ao escopo deste texto. que pode ser então apresentada no monitor. típica das varreduras convencionais. ao atravessar o corpo. Professor. Varreduras com ângulos menores são realizadas com o objetivo de diminuir o tempo de varredura e com ângulos maiores para diminuir os artefatos de movimento. Resumao: Formação da Imagem Tomográfica O processo pode ser dividido em três fases: aquisição de dados. Portanto.: rad_rick@hotmail. b) Fase de Reconstrução da Imagem A reconstrução de imagem de TC é um processo realizado por computador.: Ricardo Pereira e-mail. Os dados são duplicados se a rotação é completa. O ângulo mínimo de varredura necessário para obter a imagem através do mapeamento dos coeficientes lineares de atenuação da seção é 180°. Algoritmos matemáticos transformam os dados brutos em imagem numérica ou digital. O raio. Inicia-se com a exposição de uma seção da região do corpo a um feixe colimado de raios-X. 360°. a intensidade do sinal do detector é uma medida da atenuação. e a leitura do sinal do detector é proporcional ao grau de atenuação ou ao grau de penetração do raio. em que cada elemento de matriz.com . as várias imagens são somadas ponderadamente para que se possa obter a imagem final do corte. A imagem digital é uma matriz bidimensional. reconstrução matemática da imagem e formatação e apresentação da imagem. é atenuado.Tomografia Computadorizada 28 Após todos os cálculos. em estudos das regiões do tronco. a) Fase de Aquisição de Dados A fase de aquisição de dados é também conhecida como fase de varredura ou de exploração. Essa afirmação levanta uma questão interessante: se a qualidade de imagem pode ser ajustada pelo operador. O tamanho do voxel é fundamental na qualidade da imagem. de 512 x 512 ou 1024 x 1024 pixels. outra característica pode ser prejudicada na sua qualidade.Tomografia Computadorizada 29 denominado de pixel. aparelhos para enxergar a Professor. porque então não ajustar sempre para a melhor qualidade e visibilidade? A resposta não é tão simples quanto a pergunta. recebe um valor numérico denominado de número de TC. A tecnologia de imagens em medicina e como uma extensão do olho humano.: Ricardo Pereira e-mail. Da mesma forma que utilizamos um microscópio.: rad_rick@hotmail. que ele representa. O campo de visão (FOV) é o diâmetro máximo da imagem reconstruída. para que possa ser diretamente observada em um monitor de TV e. mas em imagenologia medica sempre existem ganhos e perdas a serem considerados: Muitas vezes quando se muda um item no protocolo para melhorar a qualidade das imagens. posteriormente documentada em filme. o voxel. A matriz de reconstrução é. em geral. Em imagenologia medica e fundamental equilibrar a qualidade de imagens e a dose para o paciente. sendo selecionado de acordo com o requisito clínico da imagem. QUALIDADE DE IMAGENS EM TC Em TC a visibilidade das imagens produzidas depende não apenas das características do tomógrafo. enfim. mas principalmente de como o mesmo e operado.com . selecionado pelo operador. borramento e ruído) e utiliza a dose de radiação necessária para produzir a qualidade de imagem requerida. Um protocolo otimizado equilibra as características da imagem (por exemplo. c) Fase de Apresentação da Imagem A fase final é a conversão da imagem digital em uma imagem de vídeo. O número de TC está relacionado ao coeficiente linear médio de atenuação do elemento do objeto. um telescópio. Sua altura é igual à espessura do corte e a base é estabelecida pela razão entre o campo de visão e o tamanho da matriz. ajustando os protocolos de acordo com as necessidades do exame que vai ser realizado. Os equipamentos em imagenologia médica devem oferecer imagens com sensibilidade de contraste suficiente para distinguirmos estruturas com densidades semelhantes. Em imagem digital o parâmetro mais importante para definir contraste é a profundidade da imagem ou o numero de bits por pixel – assunto que vamos discutir logo abaixo. transferindo o contraste entre as estruturas do corpo para a imagem. Depende de muitos fatores relacionados tanto a obtenção das imagens como ao processo de reconstrução. um pequeno tumor no fígado. Resolução de contraste (RC) Capacidade de distinguir duas densidades muito próximas. Isto define a amplitude das variações dos níveis de cinza. pois sua densidade e muito elevada e produz alto contraste com o “fundo”. A sensibilidade de contraste vai depender tanto das características do método a ser utilizado.com . Por exemplo. Quanto menor o Professor. A função principal da imagenologia em Medicina é converter o contrate físico em contraste visual.Tomografia Computadorizada 30 distancia. RC melhora com: > Pixel > Matriz (matriz fina) > mAs ( < ruído) > Espessura de corte Tudo o que < o ruído aumenta a resolução de contraste Resolução Espacial (RE) Capacidade de distinguir dois pontos muito próximos entre si. quanto das características intrínsecas da região a ser examinada. melhor será a resolução espacial.: Ricardo Pereira e-mail. os equipamentos médicos levam nossa visão a regiões invisíveis do corpo humano.: rad_rick@hotmail. Quanto maior o numero de projeções durante o processo de escaneamento. Quanto maior for a estrutura. uma área se isquemia no encéfalo. Distinguir um projétil de arma de fogo ou uma calcificação no corpo humano e sempre fácil. melhor e a resolução de contraste. Uma estrutura só será detectada se seu contraste com o meio for 3 a 5 vezes maior que o nível de ruído. : Ricardo Pereira e-mail.Tomografia Computadorizada 31 pixel.(mas > tempo de reconstrução) FOV > FOV sem mudar a matriz: > pixel (mas < CSR) Espessura de corte Cortes finos: < artefato de Volume Parcial Numero de projeções > Nº projeções > RE Parâmetros que Afetam a Qualidade da Imagem em TC A qualidade da imagem de TC é uma matéria complexa influenciada por parâmetros relacionados à dose. a RE depende de: Matriz > Matriz (matriz fina): > CSR – coeficiente sinal/ruído . Quanto mais “fina” (maior) for a matriz. corrente no Professor.: rad_rick@hotmail. 1. A Resolução Espacial também depende do numero de pixels da matriz. melhor será a resolução espacial. por parâmetros relacionados ao processamento da imagem e por parâmetros clínicos. maior será o numero de pixels e melhor será a resolução espacial como se pode ver abaixo: Resumindo.Parâmetros Relacionados à Dose de Radiação a) Fatores de Exposição Os fatores de exposição relacionados à dose de radiação para o paciente são os seguintes: tensão aplicada ao tubo de raios-X (kV).com . : rad_rick@hotmail. e) Inclinação do “Gantry” A inclinação do “gantry” é definida como o ângulo entre o plano vertical e o plano formado pelo tubo de raios-X. a separação entre cortes encontra-se na faixa de 0 a 10 mm se os cortes não são superpostos.Tomografia Computadorizada 32 tubo de raios-X (mA) e tempo de exposição (s). deve-se estar atento às implicações da espessura de corte na qualidade de imagem e na dose de radiação para o paciente. a separação entre cortes irradiados e de imagem. o feixe de raios-X e o conjunto de elementos de detecção. Nos estudos clínicos. durante a fase de exposição. os quais afetam tanto a qualidade de imagem como a dose de radiação para o paciente. que são os parâmetros selecionáveis. O passo é definido como a razão entre o deslocamento da mesa durante uma rotação completa do tubo e a espessura nominal de corte. Devem-se cobrir todas as regiões que possibilidade de apresentar sinais de doenças para a indicação do Considerando que todos os outros parâmetros permaneçam fixos. quanto 2 . é dada pelo passo. c) Incremento de Mesa Na TC seriada. maior o volume de investigação maior será a dose para o paciente. f) Volume de Investigação O volume de investigação é o volume de imagem definido pelo pelo fim da região estudada. permite inclinação de –25° a +25° Um ângulo diferente de zero pode ser apropriado para reduzir ou eliminar artefatos ou reduzir a dose de radiação em órgãos ou tecidos radiosensíveis. d) Passo ou Fator de Passo Na TC helicoidal a separação entre cortes.: Ricardo Pereira e-mail. é definida como o incremento da mesa menos a espessura nominal do corte.Parâmetros de Reconstrução e Apresentação da Imagem a) Campo de Visão (FOV) Professor. O gantry.com . início e tenham exame. normalmente. b) Espessura de Corte A espessura nominal do corte. Contudo. é selecionada de acordo com o tamanho da estrutura ou da lesão que se deseja estudar. entre 1 a 10 mm. Tomografia Computadorizada 33 O campo de visão (FOV) é definido como o diâmetro máximo na imagem reconstruída e abrange a faixa de 12 a 50 cm. e) Filtros pós-Processamento Em adição aos principais algoritmos de reconstrução que são aplicados aos dados iniciais de atenuação (dados brutos). Há uma larga variedade de tipos desses filtros. especificado pelo núcleo ou filtro de convolução c) Tamanho da Matriz de Reconstrução A matriz de reconstrução é o arranjo de linhas e colunas de pixels da imagem reconstruída. uma vez que se utiliza toda a matriz de reconstrução para uma região menor do que no caso de um FOV mais extenso. O FOV muito pequeno pode excluir sinais relevantes da doença. De modo geral. f) Fator de “zoom” Professor. a retroprojeção. para reproduzir uma faixa ampla de tecidos é apropriada uma janela mais larga. Janelas mais estreitas são mais convenientes para mostrar tecidos específicos. b) Algoritmo Matemático O algoritmo de reconstrução é composto de instruções matemáticas para o cálculo da imagem e as etapas principais são a convolução dos perfis de atenuação e. A largura de janela é definida como a faixa de números de TC que é convertida em tons de cinza. O aspecto e as características da imagem de TC são fortemente dependentes do algoritmo selecionado. Os tomógrafos mais antigos apresentam matriz de reconstrução de menor tamanho.com . Isto traz a vantagem de melhorar a resolução espacial da imagem. posteriormente. tipicamente 512 x 512 e 1024 x 1024. d) Ajuste da Janela de Apresentação Uma janela é caracterizada pela sua largura e o seu centro da janela.: rad_rick@hotmail. Escolher um FOV pequeno significa reduzir o tamanho do “voxel”.: Ricardo Pereira e-mail. muitos tomógrafos oferecem filtros pós-processamento que podem ser aplicados para suavizar ou intensificar a imagem final na tela do monitor. Ao se selecionar o FOV deve ser ponderado se todas as regiões com possíveis sinais de doença foram incluídas. expressos em UH. as imagens de um paciente de grande porte apresentam mais ruído do que as imagens de pacientes de menor porte.Tomografia Computadorizada 34 A imagem digital permite o uso do recurso de “zoom” para magnificar a imagem de um setor do campo investigado. Para uma dada exposição. acarretando. O paciente deve permanecer o mais imobilizado possível. de 10 a 15 cm do volume de investigação. COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO O coeficiente de atenuação é uma medida arbitrária criada por Hounsfield para quantificar a atenuação do feixe de RX apos atravessar o corpo.valores altos de atenuação (ossos) são representados em branco e valores baixos (ar. gordura) em preto. peristalse e engasgo. A representação de cada tecido na Escala de Hounsfield (EH) varia de acordo com o quanto este absorveu de fótons de RX. Então. valor de referencia por ser de fácil obtenção para calibrar os aparelhos. Ocorre que a grande quantidade de tecido adiposo em pacientes obesos produz melhor delineação das estruturas do que ocorre com pacientes não obesos. Assim. A EH varia de -1000 (ar) a +1000 (osso). Por convenção – para manter correspondência com a Radiologia . Os órgãos radiosensíveis devem ser protegidos sempre que possível isto quando estiverem fora do campo de imagem.Parâmetros Clínicos O tamanho e a composição do paciente afetam os aspectos característicos da imagem tomográfica. 3 . porém. As fontes principais de artefatos de movimentos involuntários do paciente são: respiração. Tecidos muito densos como os ossos.: Ricardo Pereira e-mail. por toda matriz de apresentação. O protetor de gônadas masculino tem se mostrado eficaz. embora com mais ruído. Atualmente foi estendida para + 4000 para poder incluir o osso cortical muito denso. A água corresponde ao valor zero da escala. O mesmo não ocorre com os protetores das gônadas femininas. espera-se que aumentando a dose de radiação poder-se-á ter uma imagem melhor. O “zoom” auxilia a análise de detalhes da imagem. Os valores dos pixels relativos àquele setor são redistribuídos.com . por interpolação. absorvem mais fótons que tecido pouco densos como o ar nos pulmões.: rad_rick@hotmail. Os artefatos ficam reduzidos diminuindo-se o tempo de aquisição de dados. Professor. atividade cardiovascular. a qualidade da imagem para o diagnóstico pode ser adequada. a perda de nitidez. Tomografia Computadorizada 35 Valores de densidade Para cada elemento de volume. Dependendo da radiação efetiva gerada pelo aparelho de tomografia. Portanto. Trata-se. voxel. Esta relação entre o coeficiente de atenuação do tecido e as unidades de Hounsfield forma a conhecida ESCALA DE HOUNSFIELD. a relação da atenuação dos diferentes tipos de tecidos para o padrão da água poderá variar. de um padrão universal. estes valores são suficientes para indicar ao radiologista se há sangue Professor. respectivamente. os valores de densidades listados na literatura devem ser considerados como simples indicações ou pontos de referência. Mas mesmo assim. Após a calibração interna do tomógrafo. Desta forma. facilitando a troca de informações entre técnicos e médicos radiologistas. Devemos lembrar que este valor de atenuação na realidade corresponde à quantidade média de absorção de radiação daquele tecido representado pelo pixel no monitor. Escala Hounsfield Em tomografia computadorizada. os tomógrafos do mundo todo trabalham com esta escala.com . pois. A densidade na tomografia computadorizada é diretamente proporcional (relação linear) com o coeficiente de atenuação. Esta é a vantagem da Escala de Hounsfield.: Ricardo Pereira e-mail. representam pontos fixos na escala de densidade do TC e mantêm-se inalterados mesmo com a variação da tensão do tubo. a densidade do tomograma para a água pura é ajustada para o valor numérico 0. e não como valores absolutos para um determinado tecido ou órgão. para uma dada energia do fóton. definidos como –1 000 HU e 0 HU. O coeficiente de atenuação quantifica a absorção da radiação X. o computador calcula um dado valor numérico que representa o valor do coeficiente de atenuação daquele voxel. O valor de atenuação do ar padrão e da água pura. ou simplesmente HU). sua invariância com qualquer parâmetro eletro-eletrônico. os valores de atenuação são medidos em unidades Hounsfield (HU). mecânica ou de processamento computacional. e a densidade do ar padrão para –1 000 unidades Hounsfield (Hounsfield units.: rad_rick@hotmail. uma constante do tecido influenciado por muitos fatores. : Ricardo Pereira e-mail.voxel. bem como a dispersão (variação máxima e mínima) em torno deste valor médio. rins e pâncreas. a seguir. Em órgãos parencmatosos como o cérebro. Através da comparação com os tecidos circundantes.:
[email protected] Computadorizada 36 normal ou coagulado numa determinada lesão. podemos verificar um resumo dos valores médios de alguns órgãos e tecidos do corpo humano. a estrutura pode ser descrita como isodensa (mesma densidade). hipodensa (baixa densidade) ou hiperdensa (alta densidade). o valor de atenuação dos tecidos circundantes sadios é normalmente usado para comparação. fígado. A imagem sozinha em nível de cinza de um objeto varrido fornece algumas informações da densidade relativa (radiodensidade) da estrutura presente na imagem. Professor. por exemplo. ou unidade Hounsfield. Estes mesmo valores podem ser visualizados graficamente na figura abaixo.com . representa a média aritmética de todos os valores de atenuação medidos num volume elementar individual . Densitometria A disposição dos detectores no anel de varredura facilita as medições quantitativas de densidade em áreas selecionadas livremente no objeto sob teste (regiões de interesse). O número de TC. ou mesmo ajudar a identificar secreções presentes nos pulmões. Na tabela 1. VARIAÇÃO DA IMAGEM A imagem tomográfica calculada pelo computador é na realidade um conjunto de milhares de valores de Hounsfield memorizados numa matriz quadrada. e estão presentes na literatura médica. o tempo de realização do exame.com . também pode ajudar na melhora da qualidade da imagem. Contudo. sendo substituídos por sistemas de rotação contínua. aqueles na faixa da gordura como gordura-densos. O médico radiologista seria capaz de distinguir apenas um tom de cinza dentro da Professor. peristalgia e batimento cardíaco podem ser desta forma eliminados. que em alguns equipamentos pode ser ajustado pelo técnico. devido à codificação digital em 12 bits (212 = 4096). uma vez que artefatos de movimentos causados pela respiração. e aqueles na faixa dos músculos. contudo. como músculo-densos. o que seria visível seria apenas uma massa de tecidos moles. alguma musculatura e ossos. é necessário que se realize uma correspondência entre a Escala de Hounsfield e a escala de níveis de cinza. o que interessa ao técnico e ao médico radiologista é uma imagem em tons de cinza mostrada no monitor. além dos pulmões ou regiões com ar. Por isso. o olho humano normalmente só pode distinguir entre 20 e 30 tons diferentes. que apresentam tempos mais curtos de varredura. Sistemas de varreduras lentas com movimentos alternados e de contra-rotação estão.: Ricardo Pereira e-mail. Para que isso aconteça. Estas relações são úteis na descrição e caracterização de tumores. Se toda a escala de densidade de 4 000 HU fosse apresentada em uma única imagem. Tempo de aquisição Varreduras de tempo curto são desejáveis em tomografias computadorizadas de corpo inteiro. abscessos e outras anomalias durante o diagnóstico radiológico. Estes valores podem variar normalmente de –1 000 HU a +3 095 HU.:
[email protected] Computadorizada 37 Os números de TC na faixa da água são descritos como água-densos. Porém. 2: valor central = 1000 HU largura = 400 HU cada nível de cinza representa 1. mas em contraste. A janela da imagem foi então desenvolvida como uma forma de produzir contrastes vívidos mesmo em diferenças densiométricas suaves. O nome janela é utilizado. mascaradas. Os ajustes da janela devem ser realizados de acordo com as estruturas a serem diagnosticadas. há o perigo de estruturas fora da faixa da janela serem inadequadamente apresentadas ou mesmo.16: Ex.Tomografia Computadorizada 38 faixa de diagnóstico de importantes tecidos moles. Vejamos dois exemplos de janela e a visualização da conversão de HU para cinza com ajuda da figura 2. O nível ou centro da janela (window center) determina o centro da escala de densidades. 1: valor central = 200 HU largura = 1400 HU cada nível de cinza representa 5. quais estruturas e órgãos são representados com os níveis intermediários de cinza. ou seja.5 HU Professor. e aqueles abaixo do limite inferior são apresentados em preto. A resolução é desta forma reduzida. não serem percebidas. O conceito da janela torna possível a expansão da escala de cinza (largura da janela – window width) de acordo com uma faixa arbitrária de densidades.5 HU Ex. e importantes informações para o diagnóstico seriam perdidas.com . Ele não poderia visualizar todas as nuances densitométricas mensuráveis pelo computador.: Ricardo Pereira e-mail. no entanto. Valores de atenuação acima do limite superior da janela aparecem com tom branco. Pois a faixa entre –100 HU e 100 HU seria vista pelo radiologista como uma mancha só.: rad_rick@hotmail. não em tamanho. tal qual uma janela comum. e também simboliza sua flexibilidade de movimentação. pois ela permite que se visualize apenas uma parte da imagem. Janelas estreitas proporcionam uma imagem de alto-contraste. diferenças pequenas de densidades aparecem homogeneamente sendo assim. Com ajustes de janela mais amplos. conseguimos ver apenas o que é muito diferente. não é possível ver o parênquima cerebral. perdemos pequenos detalhes. vemos muito bem o mediastino e a musculatura. Quando escolhemos uma “janela larga”. Novamente na analogia. ou determina o número de TC que será o cinza central da extensão da largura da janela. representamos poucas unidades de densidade nos mesmos tons de cinza. assim. como na obtenção de imagens do tórax.com .: Ricardo Pereira e-mail. janela estreita. O nível da janela é geralmente determinado pela densidade de tecido que ocorre mais freqüentemente dentro de uma estrutura anatômica. Assim.Tomografia Computadorizada 39 Resumão: Largura da Janela e Nível da Janela (Centro da Janela) A largura da janela (WW) refere-se à extensão de números de TC que são exibidos como matizes de cinza. como na obtenção de imagens do crânio). representamos centenas de valores de densidade para cada tom de cinza. ar e osso. controla a densidade da imagem. a largura da janela controla o contraste. por exemplo. o mediastino fica obscurecido. mas. podemos ter maior detalhe do que estamos vendo. (janelas amplas contraste baixo.: rad_rick@hotmail. Qual a diferença entre elas? O “centro” a janela larga para osso tem largura de 2000 UH e centro de 300 a 600. contraste alto. Assim. é como se tivéssemos uma janela bem estreita. Assim. também chamado algumas vezes de centro da janela. mas o parênquima pulmonar é delineado pelo ar. por isto chamamos de “janela óssea” No tórax. O centro da janela fica na média das estruturas que queremos ver melhor. No caso do tórax. apenas osso. perdemos os extremos e ganhamos em capacidade de ver detalhes em torno do centro que escolhemos. tendo uma pequena porção de cenário para ver. O nível da janela (WL). A analogia é com uma grande janela voltada para o horizonte. Na janela pulmonar a largura é em torno de 2000 a 4000 UH e centro em torno de 600 negativos (-600 UH). Para vermos “tudo” de uma vez. por isto chamamos de “janela pulmonar”. Esta janela é usada Professor. Quando escolhemos uma “janela estreita”. Janela ampla indica mais números de TC como um grupo (escala longa ou contraste baixo). perdendo a visão do horizonte. usamos a janela estreita. Nível alto: para visibilizar tecidos densos. permitindo o diagnóstico de lesões muito sutis. No caso do encéfalo. Janela “fechada” . por exemplo.com . Em patologias como o Trauma.: Ricardo Pereira e-mail. com centro na densidade do parênquima cerebral. Particularmente nas imagens Professor. onde procuramos fraturas e lesões parenquimatosas. fotografamos os mesmos cortes duas vezes.Tomografia Computadorizada 40 para procurarmos gânglios entre os vasos do mediastino. PROBLEMAS COMUNS EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA O efeito de Volume Parcial Em tomografia. CENTRO (LEVEL): Ajusta o centro da janela e é o centro da EH. Nível baixo: para visibilizar tecidos de baixa densidade. Um filme com janela de partes moles e outro com janela óssea.seleciona menos estruturas mas fornece mais detalhe e aumenta o contraste. JANELA: define a extensão de níveis de cinza que me interessa para ver uma determinada parte do corpo.: rad_rick@hotmail. a imagem final representa a densidade correspondente de cada tecido através de uma escala de cinzas. A largura de janela define os limites superior e inferior da Escala de Hounsfield que me interessam: Janela “aberta” – mostra a maioria das estruturas. bem como neoplasias e qualquer outra lesão com densidade de partes moles. para vermos a diferença entre a substância branca e cinzenta. Tomografia Computadorizada 41 com pouca resolução (matrizes baixas). embora não possam ser evitados. Materiais de Alta Densidade (Strike) Objetos metálicos. como projeteis de bala. Ruído da Imagem O ruído. devem ser evitados ou usados com critério. por exemplo.Este efeito tende a ser reduzido nas matrizes de alta resolução. Artefatos Artefatos de Anel (Rings Artifacts) Os artefatos em forma de anel que se apresentam na imagem estão inicialmente relacionados com problemas nos detectores. implantes de materiais de alta densidade. em altas concentrações. O primeiro procedimento do operador nestas circunstancias é efetuar uma calibração nos detectores. Isto pode acontecer. Materiais de Alto Número Atômico Os materiais de numero atômico alto tendem a se comportar como os materiais metálicos e a produzir artefatos do tipo "strike". um voxel pode ser representado numa tonalidade de cinza não correspondente ao tecido que representa. entre outros. A presença desses artefatos pode ser atenuada a partir do uso de um feixe de alta energia (120/140 kV). produzem artefatos lineares de alta densidade em conseqüência dos altos coeficientes de atenuação linear apresentados por estes materiais. ocorre principal mente em conseqüência da utilização de feixes de baixa energia ou quando o Professor. A maior parte dos equipamentos modernos admite uma única calibração diária. causando um artefato de imagem conhecido por Efeito de Volume Parcial.: rad_rick@hotmail.: Ricardo Pereira e-mail. aspecto que confere granulosidade as imagens. ocasionalmente pode ocorrer de perderem os valores de referencia. A periodicidade com que devemos fazer essas calibrações varia de aparelho para aparelho. Os cálculos efetuados pelo computador podem atribuir uma tonalidade de cinza correspondente a de um tecido muscular. quando um voxel representa a imagem de um material de baixa densidade e parcialmente a imagem de um material de alta densidade. o que ocasiona artefatos na imagem na forma de anéis.com . Como os detectores necessitam de calibração com o “ar" para reconhecimento dos demais tecidos. Os meios de contraste positivos como o iodo e o bário. como as obturações dentarias. Uma imagem digital e representada no sistema de computação por números em forma de dígitos binários denominados “bits” (binary digits). Quando visibilizamos uma imagem na tela do computador. a relação entre o valor numérico atribuído ao pixel e o brilho exibido. Imagens analógicas incluem fotos. O valor do pixel esta relacionado ao brilho (ou cor) que vamos enxergar quando a imagem digital for convertida em imagem analógica para visualização. Uma imagem digital é uma matriz de pixels. da miliamperagem ou pelo tempo de exposição. Recolhe os dados brutos de cada tomograma através dos detectores. Imagens médicas apesar de processadas digitalmente tem que ser exibidas em formato analógico. como no caso dos pacientes obesos. Neste tipo de imagem podemos ver vários níveis de brilho (ou densidade do filme) e cores. A principal vantagem das imagens digitais e que podem ser processadas de varias maneiras por sistemas de computação. Cada pixel e representado por um valor numérico.: Ricardo Pereira e-mail. centro de todo o sistema. pois se trata de uma matriz matemática de números. pinturas e imagens médicas gravadas em filmes ou exibidas em monitores de computador. Nessas condições. PROCESSAMENTO DE IMAGENS A unidade de processamento é um computador. Cada pixel e representado por um valor numérico. por exemplo.: rad_rick@hotmail. ha que se aumentar a dose de exposição pelo aumento da kilovoltagem.com . Para serem captadas pelo olho humano as imagens devem ser analógicas.Tomografia Computadorizada 42 objeto apresenta grandes dimensões. Imagens digitais são gravadas como vários números. Trata-se de uma imagem continua e não composta de partes (pixels). Não podemos “ver” imagens digitais. Professor. Todos os métodos de imagem que produzem imagens digitais devem convertê-las para imagens analógicas. A imagem e dividida em uma matriz de pequenos elementos pictóricos (pixels). e determinada por ajustes de ”janela” como iremos discutir depois. Os dados são inicialmente armazenados no formato digital. por exemplo. Profundidade da imagem: Numero de bits que representa cada pixel na imagem Com 8 bits por pixel teremos 28 = 256 níveis de cinza o que é o mínimo necessário para imagens medicas. Depois cada pixel será representado por uma serie de bits. etc. O valor final é a soma dos valores individuais em cada “casa”. Sistemas numéricos: o sistema numérico humano baseia-se em dez dígitos (temos 10 dedos nas mãos. Vamos em seguida discutir os aspectos que afetam o numero de pixels em uma imagem e o numero de bits por pixel (profundidade da imagem).Tomografia Computadorizada 43 Ao lado pode ver se a estrutura de uma imagem digital.).dígitos binários (binary digits = bits). Pixeis largos induzem borramento na imagem. Sistema numérico de computadores: representados por um espaço “cheio” e um espaço em branco ..: Ricardo Pereira pixeis largos e-mail.com . centena... cada digito ocupa uma “casa” – dezena. Primeiro ela e dividida em uma matriz de pixels. pois o detalhe anatômico será representado por um numero menor de pixeis: Pixeis estreitos Professor.: rad_rick@hotmail. O detalhe anatômico depende das dimensões dos pixeis. Acima de dez. milhar. Via oral ou via retal – contraste hidrossolúvel (a base de iodo) ou baritado diluído – Serve para aumentar a atenuação entre duas estruturas (análise de vísceras ocas).: Ricardo Pereira e-mail. • Endovenosa (e.v).r) (quando o paciente apresentar perfuração em qualquer porção do trato gastrointestinal).: rad_rick@hotmail. • Via oral – administrado 1 hora antes do exame em sala. • Via retal (v. – Água (meio de contraste isodenso): • não produz diferença de intensidade. • Contrastes positivos à base de bário também são utilizados numa escala menor (sistema digestório). Professor. Contrastes negativos – Ar (colonotomografia e pneumoartrotomografia).Tomografia Computadorizada 44 Tópicos sobre o uso de meios de contraste em TC • Via oral (v. • evidencia a morfologia de determinadas vísceras. • Uso de meios de contraste em tomografia é freqüente.o). • Um dos contrastes positivos mais utilizados é à base de iodo.com . Orientar o paciente a ingerir líquidos após os exames baritados para favorecer sua eliminação.contraindicado (usar contraste iodado). Contrastes a base de bário • O contraste de sulfato de bário (BaSO 4) é utilizado exclusivamente nos exames do sistema digestivo. • O bário utilizado não é o mesmo que o utilizado em radiografia. Deve possuir diluição alta. hipovascularizadas avascularizadas. Professor.5 ml/kg. Volume de contraste nos exames de rotina em TC – Volume médio de contraste no paciente adulto é de 1 a 1. Administração do contraste – Preferência via intravenosa. devido à diminuição de número de reações alérgicas adversas comparado ao iônico. – Garantir que o paciente não apresenta nenhuma reação adversa. • Também desencadeiam reações anafiláticas nos pacientes. • Uso em pacientes com antecedentes alérgicos ao contraste iodado.: Ricardo Pereira e-mail. Reações aos Meios de Contraste Baritados • Não são injetados na corrente sanguínea. – Crianças 2ml/kg.com . – Para ingestão via oral protocolo define a quantidade de quanto contraste deve ser diluído em água (40ml de contraste por litro de água para exames do sistema digestivo).: rad_rick@hotmail. – Angiotomografia: 1. • Contraste endovenoso – administrado para o realce das estruturas vasculares e para aumentar o contraste entre as estruturas parenquimatosas: vascularizadas.Tomografia Computadorizada 45 • Via retal – fazer direto em sala (para doenças pélvicas). • Pacientes com histórico de perfuração no trato gastrointestinal . pois pode causar efeito strike nas imagens. • O contraste iodado não-iônico vem progressivamente aumentando. Utilização restrita. – Tempo para o profissional que administra o contraste deixar a sala de exame.5 a 2 ml/kg. – Velocidade de injeção depende do protocolo quando o uso de bomba injetora (em geral 3ml/s). – Injetado manualmente. • Podem aderir às paredes do trato gastrointestinal e provocar ressecamento no paciente. CONCLUSÕES • Todo paciente deve ser considerado de risco. • Devemos considerar condições clinicas e patológicas antes da administração do contraste. Pré-teste • É a injeção previa de pequena quantidade de contraste e a observação do paciente quanto aos sintomas característicos.: rad_rick@hotmail. Ocorre no sentido de profilaxia Uso de Medicamentos • Anti-histamínicos e corticóides • Administrados antes da injeção via venosa. • Ter previamente determinada a política no caso de complicações.com . pequenas refeições até duas horas antes da injeção. • Jejum de 8 horas para refeições pesadas com o objetivo de diminuir a massa no sistema gastrintestinal diminuindo a possibilidade de náuseas e vômitos. • Método indicado para situações onde o paciente apresenta quadro de agitação. • Estabelecer procedimentos de informação ao paciente. • Ter certeza da indicação precisa do MC. • Todo paciente deve ser informado da natureza e riscos do meio de contraste • Meios de contraste iodados são seguros.Tomografia Computadorizada 46 Decisões antes de injetar o contraste • Inicialmente todos os pacientes podem ser considerados pacientes de risco! • Antes da injeção do meio de contraste alguns pontos devem ser analisados: • Identificar os fatores de risco versus benefício potencial de seu uso. • Teste fora de uso Sedação e Anestesia • Prevenir reações causadas por reações devido a ansiedade e medo: Náuseas. quando o paciente já apresentou reações e necessita realizar novamente o contraste. • Avaliar as alternativas de métodos de imagem que possam oferecer o mesmo diagnóstico ou ainda superiores.: Ricardo Pereira e-mail. vômitos e urticárias – reações leves. MEDIDAS PROFILÁTICAS Hidratação e Jejum • Hidratação contínua é permitida. Professor. : Ricardo Pereira e-mail.: rad_rick@hotmail. Modelo de questionário a ser preenchido ao se usar meios de contraste Professor.com .Tomografia Computadorizada 47 • O uso de pré medicação é bastante controverso. Lesão por Esforços Repetitivos). pode resultar na formação de hematoma epidural ou subdural. Alguns pacientes podem ter parte do corpo pressionada pelo equipamento ou.Tomografia Computadorizada 48 Tópicos sobre Segurança em TC • A tomografia é regulada pela Portaria 453. • Equipamentos dotados com laser para posicionamento do paciente deve-se tomar o cuidado para não direcionar o feixe luminoso nos olhos do paciente. em muitas circunstâncias. Esse tipo de Professor. • Cuidado com a postura correta na operação do equipamento e condutas inadequadas no trabalho (LER. fornece esse alto grau de confiabilidade. da ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária).: rad_rick@hotmail. ruído na imagem. fazer calibração dos detectores. pelo menos uma vez ao dia. é conveniente. • Controle de qualidade periódico (espessura do corte. • Existem em alguns equipamentos mecanismos de segurança especiais que permitem interromper a alimentação elétrica do conjunto gantry/mesa (presença de fumaça ou faíscas nos componentes). • Cuidados quanto à angulação do Gantry durante o exame. A TC de crânio. Mãos livres sobre os teclados de forma que o antebraço forme aproximadamente 90º com o braço. evitando-se danos à mesa de exames e problemas no seu deslocamento durante o procedimento. Pés apoiados no chão ou suporte. • Problemas de software -> desligar (ShutDown) -> reiniciar (Start Up). até mesmo. Trauma craniano agudo. • Monitor na altura dos olhos (distância de 40 – 80 cm). Evita artefatos do tipo anelar. • Para prolongar a vida útil. • Após o aquecimento do tubo.com . etc) -> uso de phantons (fantomas). resolução espacial. apresentar fobia por causa da proximidade do equipamento. por exemplo. de 02/06/98. • Respeitar o limite de massa estipulado pelo fabricante. PRINCIPAIS EXAMES REALIZADOS PELA TC Tomografia Computadorizada de Crânio O propósito primário da tomografia computadorizada de crânio é fornecer um diagnóstico definitivo que geralmente não exige exames complementares para verificação. o tubo de raios X deve ser aquecido após duas horas de inatividade (Warm-Up).: Ricardo Pereira e-mail. Alterações adquiridas ou congênitas. Dissecação da aorta.: Ricardo Pereira e-mail.: rad_rick@hotmail. Hemorragia intracraniana. Indicações Praticamente qualquer suspeita de processo patológico envolvendo o encéfalo é uma indicação para tomografia computadorizada de crânio. lesões ou tumores encefálicos . Aneurisma. Alterações pós-traumáticas (tais como hematomas epidurais e subdurais). Atrofia cerebral. Entretanto. Abscesso. asbestose).com . Metástases Encefálicas. A TC serve como uma modalidade de obtenção de imagens valiosa na avaliação e manejo de condições previamente diagnosticadas. Tomografia Computadorizada Abdominal e Pélvica Professor. massas. Aneurismas.Tomografia Computadorizada 49 lesão pode ser diagnosticado rapidamente. com precisão e inequivocamente através da TC de crânio. Processos patológicos do tórax (ou seja. Doença cardíaca e pericárdica. Algumas das indicações mais comuns para tomografia computadorizada de crânio incluem as seguintes: Suspeita de neoplasias. Indicações As indicações patológicas comuns para a TC torácica são as seguintes: Lesões hilares e mediastinais. devido à relação custo/benefício. a radiografia convencional de tórax ainda é a ferramenta primária de rastreamento em pacientes com suspeita de doença torácica. Abscesso ou cisto (bolsa cheia de líquido). Tomografia Computadorizada de Tórax O propósito primário da tomografia computadorizada torácica é servir como um adjunto diagnóstico à radiografia convencional de tórax. Massas de tecidos moles e doenças dos músculos pélvicos. Indicações Abdome Suspeita de lesões primárias ou metastáticas do fígado. Devido à sua velocidade e precisão. tendo a TC substituído a linfangiografia na detecção de malignidades dos linfonodos. Processos patológicos dos linfonodos. Professor. Pelve Carcinomas de próstata.Tomografia Computadorizada 50 Com o advento da tomografia computadorizada. Pancreatite. tais como colangiopancreatografia retrógrada endoscópica (CPRE). difícil de ser diagnosticada). Abscessos. Hematomas hepáticos ou esplênicos.: rad_rick@hotmail. foi muito reduzido devido à abrangência e à relação custo/benefício da TC. Processos patológicos das adrenais. pâncreas. Suspeita de abscessos.rim ou baço.: Ricardo Pereira e-mail. O uso de exames diagnósticos padrões. Exclusão ou detecção de doença oculta (uma doença oculta ou encoberta. a TC se tornou uma ferramenta de controle e tratamento eficaz para doença abdominal e pélvica e tem sido especialmente útil em casos de malignidade. colo uterino. a habilidade para diagnosticar morfologia abdominal e pélvica foi significativamente acentuada.com . especialmente em pacientes traumatizados. Avaliação da articulação do quadril. bexiga e ovário. Osso: faixa mais alta positiva da escala. Imagem Hiperdensa: valores de atenuação altos. Contornos: regulares ou irregulares Limites: precisos ou imprecisos Relação com estruturas vizinhas: a TC permite a visualização de todos os órgãos situados no plano de corte.: Ricardo Pereira e-mail. A definição da imagem depende do contraste entre as diferentes densidades das estruturas.Tomografia Computadorizada 51 Resumao: Incidências Estudo das estruturas em cortes axiais e. menores ou iguais à 100 UH (Imagens do preto ao cinza escuro) – Ar. permitindo maiores informações que na Radiologia Convencional. para o qual é atribuído o valor numérico de zero. Lesão não captante. entre o ar e a água. bem como demonstrar processos dinâmicos de funcionamento dos órgãos estudados). Imagem Mista: imagem com as duas densidades (parcialmente hipodensa e hiperdensa). Professor. Vol. Ar (pulmão e tubo digestivo): faixa mais baixa negativa. Lesão hipercaptante.: 1 a 5 mm. em alguns casos. Cortes coronais >> obtidos nos estudos de algumas regiões (sela turca). Peq. Lesão hipocaptante. Densidade Imagem Hipodensa: valores de atenuação baixos.: rad_rick@hotmail. Unidades Hounsfield (UH).: 10 a 12 mm). Cortes sagitais >> dificilmente conseguidos (disposição do tubo de raios X). maiores ou iguais a 100 UH (Imagens brancas) – Calcificações. est. meio de contraste. Os valores numéricos dos coeficientes de absorção dos tecidos são calculados sempre em relação ao coeficiente linear da água.com . Espessura do corte >>varia de acordo com o volume do órgão ou lesão a ser analisada (est. relação espacial e seus limites. Uso do meio de contraste: endovenoso à base de iodo (visualização dos vasos. gordura. Maior sensibilidade do computador = maior gama de tons intermediários. em todos os exames. coronais. Documentação do estudo feita em filmes especiais (+ sensíveis que os utilizados na Radiologia Convencional). líquor. Planos de cortes >> selecionados pelo operador. Cortes axiais >> feitos de rotina. : rad_rick@hotmail. • série do corte. extensão do estudo. Professor. • angulação do gantry. Artefatos de movimento: imagens tremidas (sem nitidez). • X e Y.com .: Ricardo Pereira e-mail. • posição do corte em relação a mesa.Tomografia Computadorizada 52 Lesão espontaneamente densa. uso de contraste. em decorrência de movimentos voluntários ou não do paciente. • filtro. angulação do gantry. e que tem origem a partir de corpos estranhos (metal das próteses dentárias). Os protocolos de exame devem descrever: • espessura de corte/espaçamento. Artefatos metálicos: imagens que não pertencem à lesão. janela As imagens registram: • registro do exame / dados do paciente. • espessura do corte. número do corte. • FOV (área que está sendo examinada). Lesão isodensa.