H istória da i maginologia
RADIOLOGIA UNIDADE I
CAPÍTULO 1
A História da Radiologia
Radiologia mais de 1 século de história
A história da radiologia refere-se a um assunto de suma importância e de interesse que deve ser lido e interpretado por todos os que, de alguma forma, se interessam por essa especialidade, responsável pelas mudanças nos rumos da medicina mundial.
Biografia de Röntgen
Figura 1 – Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923).
Figura disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Radiologia>. Acesso em 22 ago. 2013.
Wilhelm Conrad Röntgen nasceu em 27 de março de 1845, em Lennep, Alemanha. Era filho único de Friederich Conrad Röntgen, industrial e comerciante de tecidos, e Charlotte Röntgen. Quando ele tinha três anos sua família se mudou para Apeldoorn na Holanda, próximo de onde moravam os
seus avós maternos. Estudou na escola de Utrecht, de onde, entretanto, foi expulso acusado de ter produzido uma caricatura de um dos professores. Seu pai o inscreveu num exame particular que lhe permitiria ingressar na Universidade de Utrecht (FRANCISCO, F. C., 2005).
Röntgen preparou-se para tal exame por um ano e, às vésperas do teste, o examinador que simpatizava com ele adoeceu e foi substituído por um dos professores que havia votado na sua expulsão. No dia seguinte, foi reprovado. Como segunda opção, inscreveu-se na Escola Politécnica de Zurique que aceitava estudantes menos qualificados desde que passassem num rigoroso teste de admissão. Röntgen começou a estudar em Zurique, em 1865, e dois anos e meio depois recebeu o diploma de engenheiro mecânico (FRANCISCO, F. C., 2005).
Já formado, passou a ser assistente do professor de física, Dr. August Kundt, nesta mesma instituição (FRANCISCO, F. C., 2005).
Röntgen e Dr. Kundt reorganizaram o laboratório de física experimental. Kundt foi transferido inicialmente para a Universidade de Wurzburg e depois, em 1874, para Estrasburgo, levando consigo Röntgen. Seus trabalhos tratavam de calor específico dos gases, condutividade térmica dos cristais, modificação dos planos da luz polarizada por influências eletromagnéticas, variações nas funções da temperatura e da compressibilidade da água e de outros líquidos. Röntgen aceitou o cargo de professor de matemática e química na Academia Agrícola de Hahenheim, em 1875, mas como não foi possível realizar suas experiências, retornou a Estrasburgo, agora com o posto de Professor Associado de física teórica podendo dedicar bastante tempo à investigação (FRANCISCO, F. C., 2005).
Assumiu o cargo de professor e diretor do Instituto de física da Universidade Hessian-Ludwigs, em Giessen, 1879, e, em 1888, a Universidade de Utrecht, que o havia eliminado como aluno, ofereceu- lhe a cátedra de física, mas Röntgen não a aceitou (FRANCISCO, F. C., 2005).
Em de outubro de 1888, Röntgen retornou à Universidade de Wurzburg, que dispunha de um impressionante instituto de física e, em 1894, foi nomeado reitor da Universidade (FRANCISCO, F. C., 2005).
O Descobrimento dos Raios-X
Em seu laboratório, em Wurzburg, Röntgen estava reproduzindo um trabalho de Lenard sobre raios catódicos. Röntgen teve a ideia de observar se os raios catódicos se propagavam para fora da ampola de Crookes. Ele sabia que isso somente seria possível se a ampola fosse envolta por um cartão preto e se estivesse em um ambiente escuro, devido à sua intensa luminosidade (FRANCISCO, F. C., 2005).
Röntgen, no dia 8 de novembro de 1895, resolveu passar uma corrente elétrica pela ampola de Crookes, e notou luminescência em uma placa de platinocianureto de bário que estava sobre a sua mesa muito afastada para ragir aos raios catódicos. Ele repetiu várias vezes o experimento afastando cada vez mais a placa de platinocianureto do tubo de descarga (ampola) (FRANCISCO, F. C., 2005).
Num segundo momento do experimento, ele colocou vários objetos entre o tubo e a tela, e praticamente todos os objetos não alteravam a luminescência da tela. Ao segurar esses objetos entre o tubo e a
tela, para testar os “raios novos”, viu os ossos de sua mão. Röntgen ficou entusiasmado e substituiu a tela fluorescente por uma fotográfica e conseguiu produzir uma imagem. Estava convencido de que havia descoberto uma nova forma de luz que os olhos eram incapazes de detectar. Pôde perceber que apenas o chumbo e a platina barravam por completo a luminescência da tela (FRANCISCO, F.
C., 2005).
Por sete semanas trabalhou isolado e em segredo em seu laboratório para determinar a natureza dos raios. Contou com a ajuda de sua esposa Anna Bertha, que servia as refeições no laboratório.
Inclusive ele chegou a passar esse período morando no laboratório (FRANCISCO, F. C., 2005).
Röntgen sabia que havia descoberto algo importante, mas precisava confirmar a validade de seu experimento. Conversou com sua esposa e pediu para ela colaborar participando do método. Ele imobilizou a mão de Anna Bertha entre a ampola (que emitia os raios) e uma placa fotográfica, e pode observar a imagem das sombras dos ossos da mão e um anel que ela usava em um dos dedos, cercado pelo contraste escuro das partes moles (músculos), os quais eram mais permeáveis aos raios. Este foi o primeiro “rontgenograma” (FRANCISCO, F. C., 2005).
Figura 2 – Laboratório de Röntgen Figura 3 – Radiografia da mão de Anna Bertha
Figuras disponíveis em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Radiologia>. Acesso em 22 ago. 2013.
Figura 4 – Experimento de Röntgen.
Figura disponível em: <http://www.fazano.pro.br/port147.html>. Acesso em 22 ago. 2013.
Propriedade dos Raios-X
Röntgen deu o nome de transparência à relação de brilho de uma tela fluorescente colocada diretamente atrás da estrutura a ser estudada e de raios-X ao agente que emana da parede da ampola de descarga. Ele mostrou que os “novos raios”, assim como a luz, podiam impressionar chapas, propagar-se em linha reta, entretanto, não eram refletidos nem refratados. Tinham a capacidade de atravessar muitos corpos opacos à luz. Observou também que a intensidade dos raios se reduz proporcionalmente ao quadrado da distância entre a fonte e a tela (FRANCISCO, F. C., 2005).
Notou que os raios atravessavam facilmente um livro com 1.000 páginas e sofriam pouca atenuação ao passar por uma tábua de madeira com 2 a 3 cm de espessura.
Ao utilizar uma folha de alumínio com poucos milímetros, os raios reduziam de forma importante seus efeitos, porém não faziam com que a fluorescência desaparecesse totalmente. Eram barrados por chapas de prata ou cobre com 1,5 mm de espessura (FRANCISCO, F. C., 2005).
Os “novos raios” não eram desviados por um campo magnético. Ao usar um ímã para desviar os raios catódicos no interior do tubo, observou que os raios-X passavam a ser emitidos de outra região, que correspondia ao novo ponto de incidência dos raios catódicos (FRANCISCO, F. C., 2005).
Röntgen concluiu que os “novos raios” não eram ultravioletas, pois não eram refratados ao passarem do ar para outras substâncias, não eram polarizados, nem refletidos de forma regular e que só a densidade dos materiais era capaz de influenciar sua observação (FRANCISCO, F. C., 2005).
O Mundo Descobre os Raios-X
No dia 28 de dezembro de 1895, Röntgen entregou seu relatório preliminar ao presidente da Sociedade de Física Médica de Wurzburg, e também radiografias experimentais da mão de sua esposa. Enviou aos seus amigos uma carta em que relatava a descoberta dos “raios-X” e descreveu algumas de suas propriedades.
Referiu também que o platinocianureto de bário não era a única substância que emitia luz quando exposta aos raios-X e considerou de extrema importância o fato de que uma placa fotográfica envolta em um papel grosso ou colocada no interior de uma caixa permitia que as imagens fossem documentadas, inclusive à luz do dia (FRANCISCO, F. C., 2005).
Em primeiro de janeiro de 1896, Röntgen enviou cópias do artigo e de algumas radiografias a vários físicos de renome e a informação sobre a sensacional descoberta chega a Z. K. Lecher, dono do Jornal Viena Presse, que, na manhã seguinte, já publicou extensa reportagem sobre o trabalho de Röntgen (FRANCISCO, F. C., 2005).
A Primeira Radiografia em Público
Na noite de 23 de janeiro de 1896, Röntgen apresentou seu experimento e deu uma palestra sobre o assunto na Sociedade de Física Médica de Wurzburg, e radiografou a mão do famoso anatomista
Albert Von Kolliker. Nesta reunião foi aprovada por unanimidade que os raios fossem chamados de raios Röntgen não só por homenagear o seu descobridor como também por ele ter descrito suas propriedades (FRANCISCO, F. C., 2005).
Os Raios Röntgen
Röntgen foi procurado por muitas pessoas para que suas novas descobertas fossem exploradas comercialmente, porém, mantinha-se firme na tradição dos professores universitários alemães que acreditavam que suas descobertas e invenções pertenciam à humanidade e de forma alguma deveriam ser controladas por patentes e licenças (FRANCISCO, F. C., 2005).
Em fevereiro de 1896, Röntgen enviou ao Britist Medical Journal uma radiografia de um braço fraturado para provar o extraordinário poder diagnóstico de sua descoberta. O trabalho foi publicado na edição do mesmo mês e Röntgen aclamado como o descobridor de um milagre médico (FRANCISCO, F. C., 2005).
Os Raios- X Incorporados à Prática Médica
Os médicos reconheceram imediatamente a importância da descoberta dos raios-X e sua prática foi implementada rapidamente. A primeira radiografia diagnóstica, com uma fratura de Colles, foi realizada nos Estados Unidos, em 3 de fevereiro de 1896, sendo creditada ao Dr. Edwin Geada (1866-1935), (FRANCISCO, F. C., 2005).
Os Poderes Surpreendentes dos Raios
Em 1896, a utilidade dos raios-X para a medicina diagnóstica era inquestionável, e muitos médicos da época acreditavam também que existisse uma ação curativa destes raios (FRANCISCO, F. C., 2005).
Parte do equipamento de eletroterapia podia ser usada para gerar raios-X. Assim, pouco tempo depois do anúncio do trabalho de Röntgen, Emil Grubbe, um eletroterapeuta de Chicago, iniciou pesquisas sobre a irradiação terapêutica em uma mulher com câncer de mama (FRANCISCO, F. C., 2005).
0utros pesquisadores encontraram resultados notáveis dos raios-X no tratamento das lesões de superfície e de problemas da pele, assim como efeito bactericida e até para depilação estética, possível efeito curativo de doenças como tuberculose e câncer (FRANCISCO, F. C., 2005).
A possibilidade de curar doenças entusiasmou os médicos e a população da época, até a descoberta dos efeitos biológicos maléficos causados pela exposição continuada aos raios-X (FRANCISCO, F. C., 2005).
Os Raios-X entram nos Hospitais
Alguns laboratórios equipados com aparelhos de raios-X se especializaram na radiologia médica e pacientes começavam a ser encaminhados para estes estabelecimentos para a realização de estudos por operadores experientes (FRANCISCO, F. C., 2005).
Criaram-se laboratórios dos raios-X dentro dos hospitais. A integração da radiologia na função diária do hospital seguiria dois trajetos básicos diferentes em torno do mundo. Um deles consistia na dedicação de médicos especializados e o outro na necessidade de documentação do exame ser feita por “photographers” do hospital, os precursores dos técnicos de radiologia (FRANCISCO, F.
C., 2005).
Muitos hospitais, em 1905, passaram a ter os chamados Laboratórios de raios-X. As radiografias eram feitas e interpretadas por médicos com treinamento especializado e muitos anos se passaram até acontecer a legitimidade da necessidade de formação de médicos e técnicos especializados nesta área (FRANCISCO, F. C., 2005).
O Terrível Poder dos Raios-X
Em fevereiro de 1896, houve muita relutância por parte dos médicos em acreditar nos efeitos adversos causados pela exposição prolongada aos raios-X. Entre os sintomas adversos estavam vermelhidão, depilação, infecção e descamação da pele. Alegava-se que não havia nenhuma razão para supor que seus efeitos poderiam ser mais ou menos prejudiciais do que aqueles produzidos pela eletricidade (FRANCISCO, F. C., 2005).
Em 1904, morre Clarence Dally, assistente de Thomas Edison, devido a queimaduras e a uma série de amputações. Somente então os médicos se convenceram de que os raios poderiam ser fatais. Mesmo assim, era difícil acreditar em um efeito carcinogênico dos raios-X (FRANCISCO, F. C., 2005).
Com o passar dos anos, os jornais começaram a publicar com certa regularidade notas sobre o falecimento dos pioneiros da radiologia, associando o fato de que os novos raios assim como ajudavam poderiam matar. A grande maioria desses pioneiros não acreditava nos efeitos prejudiciais dos raios-X e, diariamente, expunham-se aos raios para posicionar pacientes, calibrar aparelhos, calcular a dose necessária para produzir eritema fazendo isso em suas próprias mãos (FRANCISCO, F. C., 2005).
Röntgen, por sua vez, sempre foi muito cuidadoso quanto à exposição aos raios-X. Ele acreditava que tais raios não eram inócuos e não se tem relatos que ele teve qualquer lesão pelos raios-X (FRANCISCO, F. C., 2005).
Prêmios e Homenagens
Em 1901, Röntgen ganhou o primeiro prêmio Nobel de Física. Absteve-se de procurar patentes ou reivindicações do epônimo de sua descoberta.
Em 1995, no centenário da descoberta dos raios-X, foi acatada a solicitação da Sociedade de Física Médica de Wurzburg, que fosse impresso um selo comemorativo em homenagem a Röntgen (FRANCISCO, F. C., 2005).
Últimos Anos de Röntgen
Röntgen aposentou-se em 1920, um ano após o falecimento de sua esposa, Anna Bertha. Em sua solidão, Röntgen lia notícias de jornal para o retrado da esposa falecida (FRANCISCO, F. C., 2005).
Em 10 de fevereiro de 1923, o descobridor dos raios-X faleceu em Munique. Seu funeral reuniu cientistas de toda a Alemanha e dos países vizinhos. Em seguida, conforme as instruções que deixou, seu corpo foi cremado e seus papéis e correspondência pessoal, lançados às chamas (FRANCISCO, F. C., 2005).
A história da radiologia no Brasil
Radiologia no Brasil
Em 5 de novembro de 1896, a primeira tese sobre radiologia foi apresentada por Adolpho Carlos Lindenberg, na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro. Este foi o primeiro relato deste porte feito por um médico brasileiro sobre os raios-X e sua utilidade na medicina (CARVALHO, A. C. P., 2001).
Primeiro Aparelho de Raios-X do Brasil
Em 1897, o médico José Carlos Ferreira Pires compra o primeiro aparelho de raio-X, elaborado com a supervisão de Röntgen. Este aparelho foi instalado na cidade de Formiga, Minas Gerais. Como a cidade não dispunha de energia elétrica, inicialmente tentou-se a utilização de baterias e pilhas de 0,75HP. Frustrado com os resultados, Dr. Ferreira Pires comprou um gerador de eletricidade a partir de um motor a gasolina (FRANCISCO, F. C., 2006).
Em 1898, ele realizou a primeira radiografia para demonstração de um corpo estranho na mão do então ministro Lauro Müller. O tempo para a realização de uma radiografia do tórax era aproximadamente 30 minutos e do crânio, em torno de 45 minutos (FRANCISCO, F. C., 2006).
Primeira Aula de Radiologia no Brasil
Em 1903, o professor João Américo Garcez Fróes ministrou a primeira aula de radiologia para os alunos do terceiro ano de medicina da Faculdade de Medicina da Bahia (FRANCISCO, F. C., 2006).
A Evolução da Radiologia no Brasil
O professor Roberto Duque Estrada fundou, em 1916, o primeiro curso de radiologia do Brasil. O curso era constituído de 30 aulas teórico-práticas, ilustradas com material selecionado do arquivo da Santa Casa da Misericórdia do Rio de Janeiro. Em 1930, o radiologista Nicola Caminha, passou a ser assistente do professor Duque Estrada (FRANCISCO, F. C., 2006).
Dr. Manoel Dias de Abreu, na Faculdade de Ciências Médicas, criou um exame por ele chamado de Roentgenfotografia, apresentado à Sociedade de Medicina e Cirurgia do Rio de Janeiro em julho de 1936. O exame tinha por princípio a fotografia do “écran” ou tela fluorescente. A documentação era feita através de filme comum de 35 mm ou 70 mm. No ano de 1939, no I Congresso Nacional de Tuberculose no Rio de Janeiro, a designação Abreugrafia foi aceita por unanimidade. A importância de sua obra também levou à criação da Sociedade Brasileira de Abreugrafia, em 1957, e à publicação da Revista Brasileira de Abreugrafia (FRANCISCO, F. C., 2006).
Na década de 1940, Nicola Caminha já era conhecido pelo curso de especialização que ministrava semanalmente em seu consultório, e o Dr. Emílio Amorim montava o seu primeiro consultório, recebendo diversos colegas para troca de ideias sobre laudos (FRANCISCO, F.
C., 2006).
Dr. Amorim, em 1950, cria um estágio em radiologia em seu novo consultório, o seu primeiro aluno foi Dirceu Rodrigues do Paraná, que frequentou sua clínica em 1950 e 1951. Nessa época, os médicos clínicos criaram o hábito de frequentar os consultórios de Emílio Amorim e Nicola Caminha para pedir opinião, esclarecer dúvidas e discutir casos clínicos (FRANCISCO, F.
C., 2006).
O primeiro programa de residência médica em radiologia no Brasil foi inaugurado em 1952 no Hospital dos Servidores do Estado, pelo Dr. Nicola Caminha, auxiliado por Waldir Maymone e tendo como alunos Alberto Álvares da Silva e Geraldo Uchoa (FRANCISCO, F. C., 2006).
A partir dos anos 1950, o ensino da radiologia dividia-se entre os grupos dos Drs. Emílio Amorim e Nicola Caminha. O primeiro curso de radiologia pós-graduação do país a ser reconhecido pelo Ministério da Educação foi o do Dr. Nicola Caminha.
Abércio Arantes Pereira consagrou-se como um dos principais radiologistas da área de ensino dirigindo o Instituto Estadual de Radiologia Manoel de Abreu e depois o Serviço de Radiologia do Hospital Universitário Clementino Fraga Filho. A Universidade Federal do Rio de Janeiro teve seu Departamento de Radiologia oficialmente inaugurado em junho de 1972, tendo como seu primeiro chefe o professor Nicola Casal Caminha (FRANCISCO, F. C., 2006).
Sociedade Brasileira de Radiologia
No dia 12 de dezembro de 1929, foi fundada a primeira sociedade de médicos radiologistas do Brasil na sede da Sociedade de Medicina e Cirurgia do Rio de Janeiro e foi chamada “Sociedade Brasileira de Radiologia e Eletrologia” (FRANCISCO, F. C., 2006).
No dia 2 de janeiro de 1930, foi eleita sua primeira diretoria, que tinha como presidente o Dr. Manoel de Abreu, vice-presidente Roberto Duque Estrada, Adalto Botelho e o secretário-geral Alkindar Monteiro Junqueira (FRANCISCO, F. C., 2006).
Em 25 de novembro de 1932, com um pequeno número de sócios e com grande carga de encargos e impostos, a Sociedade foi fechada. No dia 17 de setembro de 1943, um novo grupo de radiologistas liderados por Nicola Caminha reuniram-se com o propósito de reorganizar a antiga Sociedade Brasileira de Radiologia e Eletrologia, sob o nome de “Sociedade Brasileira de Radiologia Médica”
(SBRM), também sediada no Rio de Janeira (FRANCISCO, F. C., 2006).
A nova sociedade teve como presidente o Dr. Manoel de Abreu e tinha como finalidades: promover o progresso no domínio da radiologia como ciência e como prática profissional; estimular o estudo dos problemas econômicos da prática da Radiologia; promover o consagramento, o estímulo, a união e a leal cooperação entre os radiologistas (FRANCISCO, F. C., 2006).
Em 8 de novembro de 1895, Röntgen descobre os raios-X e que tais raios impressionavam chapas fotográficas, o que lhe permitiu fazer as primeiras radiografias de partes do corpo humano.
Em 28 de dezembro de1895, Röntgen apresentou o primeiro relato de sua descoberta à sociedade Físico-Médica de Würzburg (Alemanha) um relato detalhado de sua descoberta apresentando uma radiografia da mão de sua esposa.
Em 1897, logo após a descoberta dos raios-X, a radiologia brasileira e sul-americana teve início com o médico mineiro José Carlos Ferreira Pires, que trouxe para Formiga – MG, o primeiro aparelho de raios-X da América do Sul.
Em 1937, Manuel Dias de Abreu (1892-1962) nascido em São Paulo desenvolveu a Abreugrafia, um método rápido de cadastramento de pacientes para fazer radiografias do tórax, tendo sido reconhecida mundialmente.
Em 15 de setembro de 1948, foi fundado em São Paulo, durante a realização da primeira Jornada Brasileira de Radiologia, o Colégio Brasileiro de Radiologia.
A Radiologia é a parte da ciência que estuda órgãos e/ou estruturas por meio da utilização dos raios-X, envolvendo um processo de revelação. No Brasil, o Conselho Federal de Medicina reconhece a especialidade pelo nome de
“Radiologia e Diagnóstico por imagem’’ (FRANCISCO, F. C., 2006).
Por volta de 1970, por meio dos cateteres para angiografia, foi feita a oclusão de vasos tumorais, surgindo, assim, a Radiologia Intervencionista e Terapêutica.
Atualmente, são utilizados cateteres que dilatam e desobstruem artérias coronárias simplesmente passando-os pela artéria femoral do paciente com anestesia local, evitando, assim, cirurgias extracorpóreas para desobstrução de artérias (famosas pontes de safena).
Também na década de 1970, o engenheiro inglês, John Hounsfield desenvolveu a Tomografia Computadorizada, um método de diagnóstico que gera imagens transversais do corpo humano acoplando os raios-X a um computador (SANTOS, Edvaldo S.; NACF, Marcelo S., 2009; LOPES,C. C., 2013).
Por volta de 1980, foi colocada em prática a Ressonância Magnética, ela obtém imagens do nosso corpo similar à tomografia computadorizada, só que com várias vantagens: Não utiliza radiação ionizante (GE, 2009).
Os avanços no diagnóstico por imagens médicas
A Radiologia Digital
O advento do computador e o rápido avanço da tecnologia digital provocaram uma verdadeira revolução na área de diagnóstico por imagem, possibilitando a incorporação de diversas inovações, que garantem exames com melhor qualidade de imagem, maior precisão de resultados e mais conforto para os pacientes (DOMENICIS Jr., 2008).
Um dos muitos benefícios desse novo conceito é a possibilidade de se capturar, armazenar e disponibilizar imagens digitalmente por meio de um sistema de banco de dados denominado PACS (Picture Archiving and Comunication System).
Com isso, ganha-se maior velocidade na transmissão de dados, uma vez que médicos, hospitais, clínicas ou centros de laudos podem ter acesso imediato aos exames dos pacientes por meio da internet ou de sistemas de compartilhamento, o que agiliza o diagnóstico e a escolha do melhor tratamento. Além disso, graças à maior sensibilidade dos detectores de imagens presentes nos equipamentos hoje utilizados, temos exames cada vez mais rápidos e menor exposição do paciente à radiação (DOMENICIS Jr., 2008).
O advento da radiologia digital permitiu também a manipulação das imagens pelo computador.
Dessa forma, é possível melhorar a qualidade do material por manipulação digital, evitando a repetição do exame e a exposição do paciente à nova dose de radiação (DOMENICIS Jr., 2008).
Outra vantagem dessa tecnologia é o armazenamento seguro e duradouro dos exames, que podem ser arquivados em mídias digitais (CD ou DVD) ou mesmo em servidores específicos (datacenters), eliminando-se a necessidade de grandes áreas físicas para a guarda dessa documentação. Com isso, podemos também consultar exames anteriores do paciente quase que instantaneamente, criando- se um histórico mais completo desse indivíduo, o que facilitará o diagnóstico e o acompanhamento evolutivo de doenças (DOMENICIS Jr., 2008).
Histórico da Tomografia
Godfrey N. Housfield (1919-2004), em 1967 na Inglaterra, iniciou suas investigações sobre o reconhecimento de imagens e técnicas de armazenamento de dados em um computador, tendo como objetivo avaliar as medidas de transmissão de raios-X através de um corpo. Ainda em 1967,
na Inglaterra, junto com o Dr. Ambrose, realizou um estudo de um cérebro humano, conseguindo visualizar um tumor cerebral. O sistema empregado para a obtenção das imagens foi por eles denominado como Tomografia Computadorizada. Em setembro de 1971, em Londres, Dr. Ambrose realizou o primeiro exame de crânio (SOARES, F. A.; LOPES, H. B., 2000).
O método de diagnóstico por imagem obteve grande repercussão, particularmente pelas suas propriedades de avaliação de tecidos moles como os músculos, as vísceras e o parênquima cerebral, até então difíceis de serem demonstrados. Em 1974, a técnica tomográfica foi ampliada e passou também a ser utilizada nos demais sistemas e órgãos do corpo humano (NOBREGA, A., 2005).
Hounsfield, diante do recebimento de inúmeros prêmios de entidades físicas, médicas e sociais, chegou ao prêmio Nobel em medicina no ano de 1979, compartilhando o prêmio junto ao Dr.
Comark, que também desenvolveu este projeto. A medicina pôde assim contar com um método pouco invasivo para confirmar hipóteses diagnósticas de afecções das diversas partes do corpo e indicar o tratamento com maior segurança (SOARES, F. A.; LOPES, H. B., 2000).
Desde o início da década de 1970, com a realização dos primeiros exames de tomografia em Londres com um tomógrafo de primeira geração e a comercialização de tomógrafos de terceira geração no Brasil, no final da década de 1980, este método de diagnóstico sofreu um grandioso avanço tecnológico o que permite hoje a realização de exames com máxima qualidade de imagens diagnósticas.
A Evolução dos Tomógrafos
Primeira Geração de Tomógrafos
Exposto à sociedade científica em 1972 por, Godfrey N. Housfield pela EMI Ltda., empresa a qual ele pertencia, o tomógrafo de primeira geração apresentava uma ampola de anodo fixo com feixe linear de RX e um detector. Utilizava um sistema de rotação-translação do conjunto ampola-detector. O padrão de varredura destes tomógrafos consistia numa translação de tubo de raios-X e do detector em conjunto, seguida de uma pequena rotação. O procedimento era repetido até completar 180º. Uma radiação X de feixe muito estreito (feixe linear ou em lápis) varria o corpo do paciente em meia volta (180º) com passo de 1º (LOPES, C. C., 2013).
O tempo de aquisição de um único corte tomográfico era geralmente de 5 minutos, e um estudo completo do crânio (20 cortes) frequentemente durava mais de uma hora e meia (LOPES, C.
C., 2013).
Ampola de raios x
Detector de
raios x Raios-X
Figura 4 – Sistema de detecção rotação-translação simples.
Figura adaptada e disponível em: <http://pt.scribd.com/doc/22717323/ Material-Didatico-Tomografia-Cefet>. Acesso em 26 ago. 2013.
Segunda Geração de Tomógrafos
Os equipamentos de segunda geração começaram a ser fabricados por algumas empresas em 1974.
Possuíam ampola de anodo rotatório, com feixe de RX em leque com ângulo de abertura de 10º e cerca de 30 detectores. Ao invés de um detector (como os tomógrafos da primeira geração), tinham um conjunto de detectores (30) posicionados estrategicamente do outro lado do tubo de raios-X, de maneira que um feixe de raios-X formava um leque e não mais uma linha única (feixe linear ou em lápis) de aquisição de dados. Mantiveram ainda as dificuldades dos movimentos mecânicos de translação e limitações de velocidade (tempo de varredura de cada corte 20 segundos) (LOPES, C. C., 2013).
Porém, ainda assim, somente de maneira precária se conseguia fazer estudos de abdome e tórax, pois era impossível o paciente conseguir fazer uma apneia durante o scaneamento de todos os cortes de um exame de tórax ou abdome. Estudo limitado a exames de crânio, coluna e musculoesquelético (LOPES, C. C., 2013).
Figura 5. Sistema de rotação-translação com múltiplos detectores
Detectores de raios x
Figura adaptada e disponível em: <http://pt.scribd.com/doc/22717323/ Material-Didatico-Tomografia-Cefet>. Acesso em 26 ago. 2013.
Detectores de raios x
Terceira Geração de Tomógrafos
Os tomógrafos da terceira geração surgiram entre 1975-1977. Nestes tomógrafos, o movimento de translação foi eliminado, mantendo-se apenas o movimento de rotação e o feixe de raios-X foi ampliado em leque mais largo envolvendo toda a circunferência do paciente. Graças às novas tecnologias do tubo de raios-X e o grande aumento no número de detectores (200 a 1.000), mudando-se completamente a geometria de varredura (LOPES, C. C., 2013).
Os detectores eram dispostos em oposição ao tubo de raios-X e rodavam em conjunto ao redor do paciente em um ciclo de 360° completo gerando um corte. Reduziu-se o tempo de varredura de um corte para em média 4 segundos, e houve uma melhora na qualidade da imagem (LOPES, C. C., 2013).
Figura 6 – Sistema de rotação com detectores móveis.
Figura adaptada e disponível em:<http://pt.scribd.com/doc/22717323/ Material-Didatico-Tomografia-Cefet>. Acesso em 26 ago. 2013.
Quarta Geração de Tomógrafos
Em abril de 1976, a firma AS&E introduziu o conceito de tomógrafo de quarta geração, que consistia em um tubo de raios-X, com movimento de rotação dentro de um conjunto fixo de detectores 3.000 a 4.800 detectores circundando completamente o paciente. Estes tomógrafos, contudo, devido a problemas de tecnologia dos computadores e dos detectores, matemática de reconstrução, processamento dos sinais e tubos de raios-X, só puderam entrar efetivamente em uso por volta de 1981 (LOPES C. C., 2013).
Nas máquinas de quarta geração, durante o exame, o gantry descreve uma volta completa de 360º em torno do paciente, com a ampola emitindo raios-X que, após atravessarem o corpo do paciente, são captados na outra extremidade pelos detectores (LOPES, C. C., 2013).
Esses dados são, então, processados pelo computador, que analisa as variações de absorção ao longo de secção observada, e reconstrói esses dados sob a forma de uma imagem. A mesa de exame avança então mais um pouco, repetindo-se o processo para a obtenção de uma nova imagem, alguns milímetros ou centímetros mais abaixo (LOPES, C. C., 2013).
A tomografia realizada com aparelhos de quarta geração também é conhecida por tomografia computadorizada, tomografia convencional e principalmente por tomografia axial (LOPES, C. C., 2013).
Rotineiramente o plano de estudo é axial, podendo ser feito corte coronal nas extremidades e no crânio, porém é necessário, para fazer os cortes coronais puros (sem reconstrução pós-aquisição da imagem axial), reposicionar-se o paciente na mesa de exame. Nestes aparelhos de quarta geração, quando necessário se fazer reconstruções coronais, as mesmas eram grosseiras e com baixa resolução espacial e pouca definição. Geralmente se evitava fazer reconstruções nestes aparelhos e optava-se por alterar a posição do paciente na mesa de exame para conseguir o plano coronal ou o sagital (LOPES, C. C., 2013).
A espessura do corte é dada pela abertura do colimador podendo variar dependendo da região do corpo e da estrutura a ser estudada. Para um exame de tórax, usava-se fazer cortes de 10 mm com 10 mm ou 5 mm com 7. Contudo, grandes volumes corporais, como tórax e abdome, podiam somente ser examinados através de cortes individuais (tomogramas) e, dependendo da quantidade de imagens, os pacientes permaneciam durante muito tempo na mesa de exame, sendo aproximadamente 30 minutos para um estudo completo de abdome (LOPES, C. C., 2013).
Se o deslocamento da mesa de exame que determina se vai ocorrer intervalo entre os cortes, superposição de cortes ou se os cortes serão contíguos (sem intervalo), é muito importante compreender que: Se optarmos por usar cortes de 10 mm de espessura e deslocarmos o paciente 10 mm, os cortes serão contíguos. Se definirmos que os cortes sejam com a espessura de 10 mm e deslocarmos a mesa de exame 15 mm, teremos um intervalo de 5 mm entre um corte e outro e ainda se utilizarmos cortes com a espessura de 5 mm e deslocarmos a mesa de exame com o paciente 3 mm teremos superposição de cortes (LOPES, C. C., 2013).
Na rotina, geralmente, eram feitos os cortes contíguos, mas eram usados intervalos nos longos exames de triagem de neoplasia, com estudo combinado de tórax e abdome. A superposição era usada quando se precisava de alto detalhe em reconstruções nos planos sagital ou coronal (LOPES, C. C., 2013).
Figura 7 – Sistema de rotação com detectores fixos.
Detectores de raios x
Figura adaptada e disponível em:<http://pt.scribd.com/doc/22717323/ Material-Didatico-Tomografia-Cefet>. Acesso em 26 ago. 2013.
Quinta Geração de Tomógrafos
Os tomógrafos da quinta geração também são conhecidos por tomógrafos espirais ou helicoidais.
Foram elaborados no início da década de 1990 e os primeiros aparelhos começaram a ser instalados em hospitais e clínicas no Brasil, em substituição aos aparelhos de quarta geração a partir de 1998, principalmente nos grandes centros de referência médica (LOPES, C. C., 2013).
Com esse sistema helicoidal, o paciente deitado na mesa de exame é movido de forma contínua e lenta através da abertura do gantry, durante o movimento circular de 360° do tubo de raios-X e dos detectores, criando um tipo de obtenção de dados helicoidal ou espiral. Dessa forma, um volume de tecido é examinado e dados são coletados em vez de cortes individuais como em outros sistemas (LOPES, C. C., 2013).
A ampola de raio-X apresenta um giro continuo, a mesa faz movimentos de translação com aquisições de imagens simultâneas. Os tubos são mais resistentes e dependentes de um poderoso suprimento de alta voltagem. Os detectores são de cristais de cintilação ou de câmaras de ionização e possui maior capacidade para a captação de fótons de raios-X. É capaz de adquirir dados de grandes volumes, até mesmo um metro de extensão corporal em apenas 32 segundos para obtenção de aproximadamente 100 imagens (LOPES, C. C., 2013).
Na tomografia helicoidal ou de quinta geração, além do tubo de raios-X e dos detectores girarem, a mesa também é deslocada e a trajetória do feixe de raios-X ao redor do corpo é em hélice ou espiral. A hélice é possível porque a mesa do paciente, em vez de ficar parada durante a aquisição, durante o corte, como ocorre na tomografia convencional (quarta geração), avança continuamente durante a realização dos cortes. Na tomografia convencional, a mesa anda, e a cada novo corte. Na helicoidal, ela avança continuamente enquanto os cortes são realizados (LOPES, C. C. 2013).
Pelo fato da mesa de exame se mover ao mesmo tempo em que a ampola de raios-X emite os raios-X, a imagem obtida parte de uma espiral, ao invés de um círculo (como a quarta geração). A apresentação da imagem não muda, entretanto, continuamos a fotografar uma fatia circular. O que ocorre é que o computador interpola parte da imagem de uma espiral com parte da seguinte, formando uma imagem como a do corte circular (LOPES, C. C., 2013).
O que muda com a técnica helicoidal é o ganho de velocidade na varredura de um exame. Essa velocidade de aquisição de imagens, por meio de uma série de cortes, permite que o paciente faça uma apneia de, por exemplo, 30 segundos, enquanto todo o seu tórax é scaneado sem interferência de movimentos respiratórios. Não havendo movimento respiratório, a reconstrução das imagens axiais nos planos coronal e sagital é muito melhor (sem degraus ou desalinhamento entre os cortes) (LOPES, C. C., 2013).
Outras vantagens deste método helicoidal: A dose de contraste endovenoso, utilizado em alguns exames, pode ser reduzida devido ao curto tempo de realização do exame (LOPES, C. C., 2013).
Permite avaliar diferentes fases da passagem do contraste pelas vísceras, é muito importante que essa rapidez permita a realização da fase arterial e portal do contraste nas artérias. Com os tomógrafos de quarta geração, a fase arterial não era possível e algumas vezes nem a fase portal restando apenas o contraste na fase de homogeneização. Não há espaçamento entre os cortes aumentando a capacidade de diagnosticar pequenas lesões (LOPES, C. C., 2013).
Figura 8 – Rotação do tubo de raio-X na TC helicoidal.
Detectores de raios-X x
Tubo de raios-X x
Figura adaptada e disponível em:<http://pt.scribd.com/doc/22717323/ Material-Didatico-Tomografia-Cefet>. Acesso em 26 ago. 2013.
» Tomógrafos da primeira geração: sistema de detecção rotação-translação simples.
» Tomógrafos da segunda geração: sistema de rotação-translação com múltiplos detectores.
» Tomógrafos de terceira geração: sistema de rotação com detectores móveis.
» Tomógrafos de quarta geração: sistema de rotação com detectores fixos.
» Tomógrafos de quinta geração: rotação do tubo de raios-X com movimento simultâneo da mesa de exame.
Sexta Geração (Tomógrafo Multislice)
Em 1998, iniciou-se a comercialização dos equipamentos de tomografia computadorizada denominados dual slice que após um disparo da ampola de raios-X fornece duas imagens.
Posteriormente surgiram os aparelhos de múltiplos detectores, ou mais popularmente conhecidos por tomografia multislice ou apenas, multislice. O primeiro desta categoria foi o tomógrafo multislice de quatro canais, capaz de obter imagens de quatro cortes simultaneamente. Esses tomógrafos começaram a ser adquiridos pelos principais hospitais de referência em São Paulo e no Brasil no ano de 2000 (LOPES, C. C., 2013).
Esses aparelhos ou scanners de sexta geração possuem a mesma capacidade helicoidal e com quatro bancos ou fileiras paralelos de detectores, capazes de obter quatro cortes de TC em uma rotação do tubo de raios-X (LOPES, C. C., 2013).
A sexta geração de tomógrafos inicia com aparelhos multislice com quatro conjuntos de detectores de raios-X, ou seja, a cada corte realizado se adquiria quatro imagens ao invés de uma única imagem conseguida pelos aparelhos espirais de quinta geração (LOPES, C. C., 2013).
Estes aparelhos multislice com quatro detectores começaram revolucionar a técnica de aquisição de imagens no início dos anos 2000, sendo na época, objeto de constantes pesquisas voltadas principalmente para a redução nos tempos dos exames, alta qualidade nas resoluções das imagens, redução à exposição do paciente à radiação. Outra modificação importante introduzida nos tomógrafos de múltiplos detectores (multislice), diz respeito à velocidade de rotação do gantry muito superior aos aparelhos de gerações anteriores (LOPES, C. C., 2013).
Os aparelhos single slice helicoidais (uma imagem por corte), de uma forma geral, têm tempo de rotação do gantry de 1 segundo, enquanto alguns aparelhos com múltiplos detectores multislice oferecem um tempo de rotação de até 0,5 s gerando quatro cortes a cada rotação com a metade do tempo de corte, tornando-se até oito vezes mais rápidos em comparação aos tomógrafos helicoidais (LOPES, C. C., 2013).
Ainda no início da década de 2000 (entre os anos de 2001 e 2004), os tomógrafos multislice foram disparando em avanço tecnológico e foram lançados aparelhos multislice com oito conjuntos de detectores de raio-X capazes de, a cada corte, gerar oito imagens; aparelhos com 16 conjuntos de detectores de raios-X capazes de, a cada corte, gerar 16 imagens e aparelhos com 32 conjuntos, fileiras ou anéis de detectores de raios-X capazes de, a cada corte, gerar 32 imagens (LOPES, C.
C., 2013).
Figura 9 – Representação dos detectores de RX de tomógrafos: (A) Detector de tomógrafo de quinta geração (helicoidal); (B) detector de raios X de tomógrafo multislice com um conjunto de quatro canais; (C) detector de tomógrafo multislice com um conjunto de 8 canais e (D) detector de tomógrafo multislice com um conjunto
de 16 canais
A B C D
Figura adaptada e disponível em: <http://www.acbo.org.br/revista/biblioteca/tomografia/>. Acesso em: 26 ago. 2013.
Bases Físicas da Tomografia Computadorizada. Disponível em: <http://www.siemens.
co.ao/pool/about_us/radiology/bases.pdf>. Multislice Tomografia Computadorizada.
3. ed. São Paulo: Revinter, 2011.
Em meados de 2005, surge o primeiro aparelho multislice com 64 canais de detectores de raio-X capazes de a cada corte gerar 64 imagens. É muito importante ressaltar que a partir do aparelho multislice 64 houve um imensurável avanço na qualidade das imagens por tomografia computadorizada pelo fato da redução do tempo de aquisição das imagens. Foi a partir deste aparelho chamado informalmente na época apenas por 64 que houve a possibilidade de ser obter imagens cardíacas de alta qualidade, sem a interferência de artefatos de movimentos dos músculos cardíacos, servindo como um método alternativo da angiografia coronariana convencional com aquisições sincronizadas com o eletrocardiograma (LOPES, C. C., 2013).
Uma segunda vantagem relacionada à velocidade de obtenção de imagens é a capacidade de adquirir um grande número de cortes finos rapidamente. Essa velocidade, por exemplo, torna possível a angiografia por TC com doses menores do contraste exigido; ou um exame de abdome completo por TC é possível com cortes muito finos de 2 a 3 mm, em um tempo de exame razoavelmente curto (LOPES, C. C., 2013).
Com a implementação dos tomógrafos multislice, o tempo de exame diminuiu muito, mas a quantidade de imagem gerada era muito grande para cada exame. Essas imagens precisavam ser processadas, ou seja, após o exame era feito o pós- processamento de imagem para as mesmas serem fotografadas em filmes com 12, 16, 20, 24 ou outras configurações dependendo da região do corpo a ser estudada e gravada em CD-Room para serem entregues ao paciente (LOPES, C. C., 2013).
As estações de trabalho, workstations, não são mais consideradas como um console acessório, e sim um instrumento fundamental na transformação da imagem axial para a imagem volumétrica, que pode ser apresentada com reconstruções multiplanares (coronais, sagitais e oblíquos).
Tridimensionais, como o “volume rendering”, o MIP (maximum intensity projection) e o MinIP (minimum intensity projection). As reconstruções em qualquer plano de corte podem chegar a uma resolução igual à do plano axial (LOPES, C. C., 2013).
A chamada resolução isotrópica está associada com a situação em que se obtêm reconstruções multiplanares com uma resolução espacial semelhante à do corte original, utilizando-se cortes ultrafinos de 0,5 mm para o estudo de pequenas partes do corpo. As imagens podem ser reconstruídas em qualquer plano de corte, podendo chegar a uma resolução igual à do plano axial, nos demais planos (LOPES, C. C., 2013).
A Tomografia Computadorizada Multislice representa uma grande evolução em relação à Tomografia Computadorizada Convencional. Seu grande diferencial consiste na aquisição de imagens com espessuras submilimétricas no plano axial e a reconstrução dessas imagens nos outros planos:
sagital, coronal ou 3D (LOPES, C. C., 2013).
Com este aparelho é possível obter imagens com cortes finíssimos de apenas 0,5 mm, proporcionando diagnósticos mais seguros. As reconstruções podem ser feitas em 3D e em 4D (3D em forma de vídeo) coloridas, o que melhora na avaliação dos volumes (LOPES, C. C., 2013).
A partir do ano de 2007, as três empresas mais importantes na área de equipamentos médicos- diagnósticos em imagem (Siemens, GE e Philips) disponibilizam primeiramente para comercialização o aparelho multislice com 128 canais e na sequência os aparelhos com 256 canais (LOPES, C. C., 2013).
No ano de 2010, é lançado para comercialização no Brasil o aparelho de tomografia computadorizada multislice com 320 canais. Este aparelho é considerado até hoje (2013) o que existe de mais alta tecnologia em tomografia computadorizada no mundo representando maior agilidade na execução do exame diagnóstico (LOPES, C. C., 2013).
Há 15 anos, quando o primeiro tomógrafo multislice de quatro detectores, começou a ser comercializado, houve um vasto avanço desta tecnologia até a chegada em 2010 dos tomógrafos de 320 detectores (LOPES, C. C., 2013).
Os tomógrafos de 320 detectores combinam maior rapidez na obtenção de imagens com níveis menores de radiação. O equipamento, torna possível o procedimento 3 vezes mais rápido que os similares e, por isso, proporciona mais conforto e segurança para os pacientes (LOPES, C. C., 2013).
Ideal para exames cardiológicos e oncológicos. Este aparelho possibilita examinar todo o tórax e as artérias coronárias em menos de 1 segundo, com baixa dose de radiação. Este fato permite a realização do exame, por exemplo, em crianças sem sedação ou anestesia. A exclusiva tecnologia 4D Spiral permite aquisições dinâmicas de até 48 cm de cobertura do corpo e um sistema inovador garante a redução do ruído durante o procedimento. Para evitar a exposição desnecessária de órgãos sensíveis à radiação, foi desenvolvido o sistema X-CARE que inibe em até 40% a emissão de raios-X sobre órgãos sensíveis como: mamas, tireoide e cristalinos, mantendo a qualidade da imagem. Para exames de tórax e abdome essa redução pode chegar de 50% a 60%, dependendo do paciente (LOPES, C. C., 2013).
O novo equipamento, além da baixa radiação e pequena quantidade de contraste venoso, é ideal para avaliar a anatomia e o grau de comprometimento das artérias coronárias, permitindo ao cardiologista um melhor diagnóstico e controle da doença coronária obstrutiva (LOPES, C. C., 2013).
Existe também um modelo de tomógrafo multislice com 128 canais, que conta com duas ampolas raio-X (dual source) e dois detectores de 64 canais cada (LOPES, C. C., 2013).
Os estudos e as pesquisas na área de diagnóstico por imagem em tomografia avançam continuamente e muito possivelmente novos aparelhos mais aprimorados surgirão nos próximos anos (LOPES, C.
C., 2013).
Tomógrafos Especializados
Cone Beam
A tomografia computadorizada de feixe cônico, também conhecida como Cone Beam, foi criada para uso odontológico. Foi utilizada de maneira mais frequente pela odontologia a partir do final da década de 1990 pelos cirurgiões bucomaxilos faciais e pelos implantodontistas (HATCHER, D. C.;
ABOUDARA, C. L., 2004).
A TC Cone Beam utiliza raio-X e permite obter a reprodução do complexo maxilomandibular em qualquer um dos três planos do espaço (HATCHER, D. C.; ABOUDARA, C. L., 2004).
Atualmente os recursos deste exame (imagem volumétrica, largura e profundidade) são utilizados por todas as especialidades da odontologia trazendo para próximo do cirurgião dentista a possibilidade de visualizar mais do que uma periapical ou radiografia panorâmica pode lhe oferecer. Hoje, fraturas, perfurações endodônticas, perdas ósseas, patologias do complexo maxilomandibular, localização de terceiros molares e supranumerários e cortes nos três planos para cefalometria são facilmente identificadas pelo equipamento (SCARFE, W. C.; FARMAN, A.
G.; SUKOVIC, P., 2006).
A vantagem da Tomografia Computadorizada Cone Beam é a imagem volumétrica, sendo o feixe de raio-X em forma de cone, daí o nome Cone Beam. Enquanto na tomografia médica ou Fan Beam, a aquisição é por planos, na Cone Beam a aquisição é feita em um único volume que depois será processado na workstation, que fará as reconstruções conforme seja solicitado pelo radiologista.
Isto faz com que a dose de exposição ao paciente seja bem menor, similar a do exame periapical da boca toda (HATCHER, D. C.; ABOUDARA, C. L., 2004).
Figura 10 –Tomógrafo Cone Beam.
Figura disponível em: <http://www.kavo.com.br/PT/Produtos/Linha-de-Imagem/Tom% C3%B3grafos/i-CAT.aspx>. Acesso em: 26 ago. 2013.
Ultra-fast CT
Os aparelhos Ultrafast CT ou Electron Beam Computed Tomography (EBCT) Score de Cálcio Coronário são utilizados para detectarem o risco do infarto e morte súbita. O aparelho identifica a existência de cálcio numa placa obstrutiva de aterosclerose em pessoas aparentemente saudáveis, a partir de 30% de oclusão. Este exame é feito em cerca de 15 minutos e não é invasivo, ou seja, não exige procedimento cirúrgico. O número deste aparelho é muito pequeno no Brasil em relação aos tomógrafos multislice (LOPES, C. C., 2013).
História da Ressonância Magnética
A história da ressonância magnética inicia-se por volta de 1937 quando o físico russo Isidor I.
Rabi, trabalhando nos Estados Unidos da América, descobriu um fenômeno importante, em que denominou de ressonância magnética nuclear. Naquela época já era conhecido que os prótons contidos nos núcleos de átomos tinham um movimento em torno do próprio eixo, denominado de spin. Como os prótons e os elétrons em suas órbitas ao redor do núcleo de átomos formam um dipolo elétrico, e estes dipolos estão em constante movimento, gera-se também um dipolo magnético (PHILIPS, 2007).
Rabi descobriu que submetendo uma substância, como, por exemplo, o hidrogênio a um forte campo magnético externo, os dipolos magnéticos nucleares alinhavam-se todos às linhas desse campo (precessão) e podiam absorver energia rádio magnética externa proporcional à intensidade do campo magnético. O que ele chamou de fenômeno da ressonância (PHILIPS, 2007).
Rabi observou, também, que quando cessado o campo magnético aplicado, os dipolos retornavam ao seu movimento aleatório e durante esse relaxamento devolviam a energia absorvida na forma de ondas eletromagnéticas cuja frequência era típica de cada tipo de átomo. Ao analisar o espectro dessas frequências, Rabi era capaz de medir a quantidade de cada átomo na amostra, criando um novo método de análise molecular que foi chamado de espectroscopia de ressonância magnética nuclear (PHILIPS, 2007).
O método utiliza a emissão de sinais de rádio de baixa intensidade quando átomos sofrem a ação de um campo magnético muito forte. Este processo foi demonstrado pela primeira vez, em 1946, de maneira independente, pelos físicos Felix Bloch (1905-1983), e Edward Mills Purcell (1912-1997), os quais receberam o Prêmio Nobel de Física, em 1972, pela descoberta (TUOTO, E. A., 2006).
Figura 11 – Precursores da Ressonância Magnética.
Isidor Isaac Edward Mills Purcell Felix Bloch
Figura disponível em: <https://sites.google.com/site/radiologiaminhameta/home/ressonncia-magntica>. Acesso em 24 ago. 2013.
Durante as décadas de 1950 e 1960, a RM foi utilizada simplesmente como ferramenta analítica para os químicos e os físicos no estudo da estrutura, configuração e processos de reação química (PHILIPS, 2007).
Em 1970, o método médico estadunidense Raymond Vahan Damadian descobriu que a ressonância magnética podia ser usada como ferramenta diagnóstica por meio de estudos com
tecidos cancerosos, os quais exibem sinais mais longos do que os de tecidos sadios. Damadian concluiu que diferentes enfermidades afetam a duração dos sinais de maneiras diversas (TUOTO, E. A., 2006).
O químico americano Paul Christian Lauterbur aperfeiçoou a descoberta de Damadian em 1971, criando a técnica dos gradientes que está em uso até hoje. (TUOTO, E. A., 2006).
Mais tarde, o físico britânico Sir Peter Mansfield demostrou como os sinais da ressonância magnética poderiam ser processados matematicamente para a geração de uma imagem tridimensional (TUOTO, E. A., 2006).
Figura 12 – Precursores da Ressonância Magnética.
Paul Lauterbur Sir Peter Mansfield Raymond Damadian
Figura disponível em: <https://sites.google.com/site/radiologiaminhameta/home/ressonncia-magntica>. Acesso em: 24 ago. 2013.
Em 1973, Paul Lauterbur apresentou ao mundo a primeira imagem por ressonância magnética de um organismo vivo, um molusco encontrado por sua filha em uma praia em Nova York, EUA (TUOTO, E. A., 2006).
Em 1976, Peter Mansfield e seus colegas, em Nottinghan, criaram as primeiras imagens de uma parte do corpo: uma imagem de corte transversal de um dedo da mão. Foram chamadas de imagens por ressonância magnética, ao invés de ressonância nuclear magnética. A diferença seria que a ressonância nuclear magnética ocorre quando um núcleo é colocado no campo magnético e é varrido por uma radiofrequência o que leva o núcleo a defletir sua magnetização. Já a imagem por ressonância magnética é muito similar, porém mais complexa na sua aplicação. Nela, a origem geométrica das ressonâncias emitidas por estes núcleos transformados é detectada e calculada por uma análise de transformação de Fourrier (PHILIPS, 2007).
Em 1977, foi mostrada por Peter Mansfield imagens de RM de tórax, de cabeça e de abdome em 1978 (PHILIPS, 2007).
Raymond Damadian concluiu a construção da primeira máquina de ressonância magnética de corpo inteiro da história em 1977. Realizou, em 3 de julho de 1977, o primeiro exame de ressonância magnética do corpo humano (em um paciente portador de câncer). Esta foi a primeira imagem de ressonância magnética do corpo humano da história (PHILIPS, 2007).
A imagem original da primeira RM de corpo inteiro da história foi doada à Smithsonian Institution e, atualmente, encontra-se em exposição no National Inventors Hall of Fame, em Ohio EUA (PHILIPS, 2007).
Damadian foi o primeiro a reconhecer a utilização da ressonância magnética no diagnóstico médico, enquanto Lauterbur e Mansfield foram os responsáveis pelo aperfeiçoamento funcional do método (PHILIPS, 2007).
Damadian fundou uma empresa chamada Fonar que, em 1980, lançou a primeira máquina a ser comercializada no mundo. Seu protótipo foi parar num museu de História Americana em Washington nos Estados Unidos (PHILIPS, 2007).
Após a construção do primeiro equipamento de RM de corpo inteiro com magneto supercondutor, foi rapidamente reconhecida sua melhor qualidade na geração de imagens de tecidos moles com contraste superior ao obtido por outras técnicas. Por volta de 1983, os contínuos desenvolvimentos em hardware e software resultaram na confecção de sistemas de geração de imagens de corpo inteiro por RM, capazes de produzir imagens de alto contraste (PHILIPS, 2007).
No ano de 1990, dois pesquisadores americanos, Seiji Ogawa e John W. Belliveau conseguiram demonstrar que o nível de oxigenação do sangue funcionava como agente de contraste em imagens de RM. Conseguiram formar imagens da microvasculatura cerebral sofrendo alterações de fluxo induzidos por anestésicos, hipoglicemia que alteravam o fluxo cerebral. Com essa técnica, começou-se a desenvolver a ressonância magnética funcional (PHILIPS, 2007).
Por volta de 1992, o grupo de Ogawa e Belliveau conseguiu demonstrar que a RM poderia ser usada para estudar a ativação cerebral de indivíduos. No método usado, inicialmente se fazia uma imagem de RM do cérebro de um indivíduo em repouso e depois eram repetidas estas imagens após estímulos, constatava-se que para cada estímulo era ativado uma região diferente do cérebro.
A partir daí muitos cientistas e pesquisadores tem se empenhado a tentar estudar as funções do cérebro com o uso da RM (PHILIPS, 2007).
O Prêmio Nobel em Fisiologia ou Medicina de 2003 foi concedido somente a Paul Lauterbur e a Sir Peter Mansfield pelas descobertas que levaram ao desenvolvimento do método de imagem por ressonância magnética (PHILIPS, 2007).
Raymond Damadian sentiu-se extremamente injustiçado pela Assembleia do Prêmio Nobel, Damadian é citado na bibliografia mundial como o inventor ou um dos inventores da imagem por RM (PHILIPS, 2007).
Damadian recebeu a National Medal of Technology, em 1988, em conjunto com Lauterbur, concedida pelo presidente dos Estados Unidos. Também ganhou um lugar no National Inventors Hall of Fame (EUA) em 1989 (PHILIPS, 2007).
A Evolução da Ressonância Magnética no Brasil
No Brasil, o primeiro equipamento de RM foi instalado no em 1986, no Hospital Israelita Albert Einstein, em São Paulo. Era um equipamento de 0.5 Tesla (T) da marca Philips (LOPES, C. C., 2012).
Foi Inaugurado, em 1990, o primeiro centro de ressonância magnética em hospital público do Brasil, levando o Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HCFMUSP) à condição de hospital da rede pública mais bem equipado do País (LOPES, C. C., 2012).
No final do ano de 1991, foi inaugurado o setor de ressonância magnética do Hospital Sírio Libanês, em São Paulo onde, na época, funcionava um Magneton Siemens de 0.5T (LOPES, C. C. 2012).
Existem três tipos de aparelhos de ressonância magnética disponíveis para comercialização. São eles:
Aparelhos de Alto Campo, podendo apresentar potência de 1,0; 1,5; 2,0 (pouquíssimo comercializados) ou 3,0 T; Aparelho de Campo Aberto ou Céu Aberto com potência geralmente inferior a 0,3T (existindo modelos com potência de 1,5T) e Aparelhos Dedicados, direcionados a exames principalmente de musculoesquelético geralmente apresentam imagem de qualidade inferior e com menor definição, por isso pouco aceito e difundido entre os radiologistas (LOPES, C. C., 2012).
Os aparelhos com potência de 0,5T eram considerados como aparelhos de alto campo até final da década de 1990 (LOPES, C. C., 2012).
Os aparelhos de ressonância magnética de 3,0T começam a ser adquiridos primeiramente pelos hospitais de referência médica aqui no Brasil no final de 2005 e principalmente 2006 e o número de aparelhos com essa potência instalados em hospitais e clínicas médicas no país até o ano de 2010 era extremamente pequeno em relação ao número de aparelhos com 1,0T e 1,5T de potência (LOPES, C. C., 2012).
Atualmente, encontramos em hospitais e clínicas médicas aparelhos de ressonância magnética com potência de campo de 1,5T e, em bem menor número, devido ao alto custo, o aparelho de 3,0 T (LOPES, C. C., 2012).
São poucas as instituições de saúde que ainda possuem em uso aparelhos de 0,5T (antigamente considerados de alto campo) e hoje de uso clínico e extremamente limitados. Ainda encontramos em bom número os aparelhos de 1,0T (por muitos radiologistas, não mais considerado de alto campo). Esses aparelhos também apresentam grandes limitações por não permitirem aquisições de sequências funcionais não fazerem alguns tipos de exames mais complexos e detalhados por não terem bobinas e uma tecnologia apropriada como os equipamentos de maior potência de campo magnético (1,5 e 3,0T) (LOPES, C. C., 2012).
Também encontramos, em menor proporção, os aparelhos de campo aberto que são reservados principalmente aos pacientes claustrofóbicos. Contamos também com alguns modelos de aparelhos de ressonância magnética de alto campo (1,5T) com diâmetro de gantry mais amplo podendo acomodar melhor os pacientes com sobrepeso e obesidade (LOPES, C. C., 2012).
A ressonância magnética de 3,0T tem um campo magnético mais alto em relação aos equipamentos equivalentes utilizados até então no Brasil, fornecendo em torno de 40% mais sinal que os aparelhos de 1,5T, levando ao maior detalhamento e resolução da imagem de lesões cada vez menores. A partir dos equipamentos de 1,5T e principalmente com os de 3,0T foi possível o estudo funcional por ressonância magnética além de exames como espectroscopia, ângios, exames cardiológicos, sequências de perfusão e difusão, estudo dinâmico de fluxo, exames de mama, próstata entre outros (LOPES, C. C., 2012).
Em alguns hospitais universitários dos Estados Unidos, já existem equipamentos de 7 tesla funcionando apenas para pesquisa (LOPES, C. C., 2012).
Em 2005, começaram estudos para projeto de um aparelho de ressonância magnética de 7,0T. Em 2012, o primeiro aparelho de 7.0T foi instalado na faculdade de medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP) apenas para uso experimental. (LOPES, C. C., 2012).
A imagem por ressonância magnética é hoje um método de diagnóstico estabelecido na prática clínica e em crescente desenvolvimento. Grandes avanços continuam sendo feitos, seja em análise estrutural cerebral com refinamento progressivo da resolução espacial ou em imagens de mama, coração, abdome, sistema musculoesquelético, vasos sanguíneos entre outros. A RM funcional destaca-se como uma das técnicas que vem permitindo explorar funções cerebrais como memória, linguagem e controle da motricidade (MAZZOLA, ALESSANDRO, A. 2009).
A angiografia por ressonância magnética ganha precisão progressiva e a espectroscopia por ressonância magnética é usada para diagnosticar tumores, demências, além de algumas desordens metabólicas. As sequências de difusão, que estuda a diminuição de movimentos brownianos em lesões agudas, e as sequências de imagens difusão-tensoras, que permitem reconstruir tratos de substância branca intracerebrais e acompanhar sua integridade ou degeneração secundária, são muito utilizadas para o diagnóstico em neuroimagem (MAZZOLA, ALESSANDRO, A., 2009).
Na década de 1980 surgiram os primeiros aparelhos de RM só que as aquisições das imagens eram demoradas e os exames se resumiam a observação da morfologia/ patologia musculoesquelética, crânio e coluna vertebral. Os exames de abdome e pelve eram prejudicados pelos artefatos de movimento do paciente devido ao lento tempo de cada sequência. No final da década de 1990, foi possível fazer exames de abdome com apneia e com aquisições mais rápidas (SZENFELD, DENIS, 2006).
Os exames de RM de coração começaram a ser feitos no início da década de 2000 (pesquisa de tumor cardíaco e mediastinal), porém eram captadas imagens estáticas do órgão que não permitiam a análise da função (contratilidade) do miocárdio (SZENFELD, DENIS, 2006).
A partir de 2006, com os aparelhos de 3,0T, começaram a ser feitas sequências ultrarrápidas (sequências dinâmicas) que permitiam a visão do coração em movimento. Estas sequências adquirem múltiplas imagens nas diferentes fases do ciclo cardíaco. O monitor (trigger) colocado no paciente permite que o aparelho agrupe as imagens de maneira adequada e monte um clipe dinâmico mostrando a contração cardíaca (SZENFELD, DENIS, 2006).
A RM cardíaca permite a visualização da viabilidade do miocárdio e permite a identificação de focos de fibrose ou necrose, com sequência de realce tardio com resolução espacial superior à da cintilografia (SZENFELD, DENIS, 2006).
A avaliação da perfusão do miocárdio por RM permite diagnosticar: miocardiopatias (isquêmica, dilatada e hipertrófica), doenças de depósito e infiltrativas, malformações congênitas e tumores (SZENFELD, DENIS, 2006).
Aparelhos de Ressonância Magnética Especiais
Magneton Espree
Até hoje existiam aparelhos de campo aberto e os mais fechados (com uma circunferência de tubo menor). Os abertos (baixo campo) traziam muito conforto para o paciente, mas como o campo magnético era baixo, as imagens eram de baixa qualidade e muitos exames mais sofisticados não podiam ser feitos. Os aparelhos fechados (alto campo) tinham o túnel estreito e longo (modelos mais antigos) trazendo um pouco de desconforto e aos pacientes com claustrofobia, sensação de aperto durante o exame (LOPES, C. C., 2012).
O Magneton Espree com resolução de 1,5T é um aparelho de alto campo que tem um design inovador com o túnel largo com vão de 75 cm de largura e mais curto (125 cm de comprimento) que os modelos tradicionais (SIEMENS, SPREE, 2010).
Desta forma a sensação de desconforto e aperto é muito reduzida entre os pacientes. Na maioria dos exames o paciente fica com a cabeça e as pernas para fora do aparelho. Evidentemente, nos exames de cabeça e do pescoço, a cabeça fica dentro do magneto, mas o amplo espaço diminui muito o desconforto. Além de ser muito espaçoso e confortável, o Espree veio equipado com todos os softwares e bobinas disponíveis (SIEMENS, SPREE, 2010).
Este aparelho é indicado para realização de exames em pacientes claustrofóbicos e obesos (suporta até 220 Kg sendo que os tradicionais suportam até 120-130 Kg com limitação de uso de algumas bobinas) (SIEMENS, SPREE, 2010).
Figura 13 – Magneton Espree.
Figura disponível em: <http://www.src-poa.com.br/site/index.php?option=com_content&task=view&id=43>. Acesso em: 21 de ago. 2013.
Magneton Achieva
A Achieva-X Series Ramp é uma plataforma flexível que permite a um hospital comprar um equipamento de 1.5T (Tesla) com possibilidade de fazer uma transição econômica para 3.0T (PHILIPS, ACHIEVA, 2010).
O Achieva-X Series Ramp oferece todas as funcionalidades avançadas de um equipamento 1.5T high-end, incluindo exames de todo o corpo, espectroscopia, ressonância funcional, tratografia, exames cardiológicos e imagens dinâmicas. O equipamento foi desenvolvido com base no Achieva
3.0T X Series. Por isso, quando a hospital julgar necessário, pode aumentar a capacidade do magneto e fazer mudanças no sistema para obter o que há de mais avançado em ressonância magnética (PHILIPS, ACHIEVA, 2010).
O-Scan e S-Scan
A Esaote Healthcare do Brasil fabricante mundial de sistemas e aparelhos de diagnóstico médico por Imagem, apresentou durante a Hospitalar 2010 o O-Scan e o S-Scan, equipamentos de Ressonância Magnética dedicada a extremidades que garantem uma alternativa aos pacientes que sofrem da claustrofobia (ESAOTE, 2011).
O O-Scan: Ressonância Magnética dedicada com design exclusivo para extremidades possui um magneto compacto, uma cadeira confortável e abrange articulações como joelho, tornozelo, pé, mão, punho e cotovelo. O S-Scan: Ressonância Magnética dedicada para análise musculoesquelética abrange as aplicações: pés, ombros e coluna (ESAOTE, 2011).
Figura 14 – RM de pórtico aberto ou magneto compacto O-Scan.
Figura disponível em: <http://www.tecnoimagen.com.ar/oscan.html >. Acesso em: 21 de ago. 2013.
Figura 15 – RM S-Scan.
Figura disponível em: <http://www.hotfrog.com.br/Empresas/Esaote-Healthcare-do-Brasil/S-scan-242416>. Acesso em: 21 de ago. 2013.
Magneton Campo Aberto 3 Lados
Figura 16 Magneton de campo aberto 3 lados 0,35T.
Figura disponível em: <http://www.cdip.com.br/exames7.aspx>. Acesso em: 21 de ago. 2013.
Medicina Nuclear
Conceito
A Organização Mundial da Saúde assim define a Medicina Nuclear: É a especialidade que se ocupa do diagnóstico, tratamento e investigação médica mediante o uso de radioisótopos como fontes radioativas abertas (SAPIENZA, M. T; BUCHPIHGUEL, C. A; HIRONAKA, F. H., 2008).
A Sociedade Brasileira de Biologia, Medicina Nuclear e Imagem Molecular a define como a especialidade médica que emprega fontes abertas de radionuclídeos com finalidade de diagnóstico e de terapia (SAPIENZA M. T; BUCHPIHGUEL, C. A; HIRONAKA, F. H., 2008).
Trata-se de uma especialidade médica (que é ramo da radiologia) que se fundamenta na utilização da energia nuclear para fins médicos de diagnóstico e de terapia mediante o uso de substâncias conhecidas na física como isótopos radioativos porque emitem radiações (SAPIENZA M. T;
BUCHPIHGUEL, C. A; HIRONAKA, F. H., 2008).
Histórico da Medicina Nuclear
Período de 1896-1927
Em 1896, Henri Becquerel (1852-1908) descobre o Urânio primeiro isótopo natural. Os isótopos radioativos que existem na natureza são chamados de isótopos naturais.
Ele recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1903 (SAPIENZA, M. T; BUCHPIHGUEL, C. A; HIRONAKA, F. H. 2008).
