Tomografia
História.
A tomografia computadorizada (TC), introduzida na prática
clínica em 1972, é uma modalidade da Radiologia reconhecida
pelo alto potencial de diagnóstico.
A TC possibilitou a investigação por imagem de regiões do corpo
humano
até
então
não
reproduzidas
pelos
métodos
convencionais.
Além disso, substituiu alguns exames que traziam muito
desconforto e determinados procedimentos que acarretavam
alto risco para o paciente.
História.
Em reconhecimento ao extraordinário impacto clínico proporcionado pela TC, os inventores A.M. Cormack e G.N. Hounsfield foram agraciados com o Prêmio Nobel em Medicina e Fisiologia de 1979.
Introdução.
• A invenção da TC apoiou-se nos seguinte pontos:
Um tubo de raios-X gira, emitindo radiação, em torno do
paciente, num plano axial. Um conjunto de detectores
posicionados no lado oposto do tubo captam os fótons de raios-X
que atravessam o paciente sem interagir.
Um algoritmo de reconstrução, composto de uma sequência de
instruções matemáticas, converte os sinais medidos pelos
detectores em uma imagem.
Introdução.
• Destacam-se os seguintes pontos de superioridade da imagem
por TC sobre a imagem radiográfica convencional:
A possibilidade de distinguir as estruturas de órgãos e tecidos
com pequenas diferenças de densidade, em especial entre os
tecidos moles.
A obtenção de uma imagem da seção de corte de interesse sem
a superposição das imagens das estruturas anatômicas não
pertencentes à seção em estudo.
Introdução.
As imagens das estruturas anatômicas conservam as mesmas
proporções, isto é, não há distorção geométrica.
Introdução.
As
imagens
digitalizadas
admitem
manipulações
pós-reconstrução da imagem, tais
como: ampliação, refinamento,
reformatação em outros planos
(2D) e reconstrução da imagem
tridimensional (3D).
Introdução.
• A obtenção de imagens digitais para as medições
quantitativas das densidades dos tecidos e dos tamanhos
das estruturas.
Introdução.
Com todos os benefícios indubitáveis da TC à saúde,
deve-se atentar para o fato que o método utiliza
radiação
ionizante
e que a dose de radiação recebida pelo
paciente é considerada alta em comparação aos outros
métodos de diagnóstico radiológico, sendo ultrapassadas
apenas pelas doses envolvidas nos procedimentos
radiológicos intervencionistas.
Introdução.
• A qualidade da imagem de TC é influenciada pelos:
Parâmetros da técnica relacionados à dose de radiação.
Parâmetros relacionados à reconstrução e à apresentação da
imagem.
Parâmetros clínicos (tamanho do paciente, sua cooperação em
relação ao movimento e o procedimento de administração de
meio de contraste).
Introdução.
Os primeiros tomógrafos foram destinados a estudos exclusivamente da cabeça. Logo a seguir, os projetos dos tomógrafos permitiram investigações de outras regiões do corpo.
Até 1989, a aquisição dos dados era realizada exclusivamente corte a corte. Este tipo de varredura é hoje denominada axial, convencional ou seriada.
Durante esta fase, as grandes alterações nos projetos recaíram sobre o tipo de geometria, acoplamento e mecanismos de movimento do conjunto tubo de raios-X e detectores e o número de detectores. À medida que os diferentes tipos de varredura foram introduzidos no mercado, foram sendo diferenciados pela nomenclatura de “primeira”, “Segunda”, “terceira” e “quarta geração”.
Introdução.
O padrão de varredura destes tomógrafos de primeira geração consistia de uma translação de tubo de raio X e do detector (um ou no máximo dois) em conjunto, seguida de uma pequena rotação. O procedimento era repetido até completar 180º.
Introdução.
Na segunda geração de tomógrafos, ao invés de um detector um conjunto de detectores colocava-se do outro lado do tubo de raio X, de forma que o feixe de raio X formava um leque e não apenas uma linha única de aquisição de dados.
Introdução.
Na terceira geração de tomógrafos, o movimento de translação foi eliminado, mantendo-se apenas o movimento de rotação e o feixe de raios X foi ampliado graças às novas tecnologias do tubo de raios X e o grande aumento no número de detectores, mudando-se completamente a geometria de varredura. O tempo de aquisição tornou-se bem mais rápido e a qualidade da imagem sofreu uma melhora bastante significativa.
A terceira geração de tomógrafos foi desenvolvida em 1974 pela firma Artronix, mas só colocada em prática em 1975 pela GE. Posteriormente, em 1977, a Philips melhorou a terceira geração de tomógrafos introduzindo o princípio do "geometric enlargement" que contribuiu para o desenvolvimento das técnicas de alta resolução nos tomógrafos subseqüentes.
Introdução.
Em abril de 1976 a firma AS&E introduziu o conceito de tomógrafo de quarta geração que consistia num tubo de raio X, com movimento de rotação dentro de um conjunto fixo de detectores.
Introdução.
Em 1985, a
quinta e a
sexta
gerações
que
culminaram com o sistema
helicoidal
.
Com
ele
é
possível
a
aquisição
de
dados de grandes volumes
(até um metro de extensão
corporal) em apenas
32
segundos
para obtenção de
milhares
de
cortes
tomográficos.
Introdução.
A TC helicoidal, também conhecida como espiral ou volumétrica, tem as seguintes vantagens: A realização da varredura completa sobre um órgão ou região com o paciente prendendo uma única vez a respiração, de modo que todos os dados são coletados no mesmo estágio de respiração.
Lesões dúbias podem ser reavaliadas sem exposição adicional à radiação. Melhorou significantemente a qualidade das reconstruções 3D e 2D.
Nos estudos com administração de meio de contraste intravascular, é possível estudar um órgão completo, o fígado, por exemplo, em diferentes fases de intensificação do meio de contraste: a fase arterial, a fase portal e a fase tardia.
Formação da Imagem.
• O método de formação dos tomogramas
computadorizados é bem mais complexo do que a
imagem radiográfica convencional. O processo
pode ser dividido em três fases:
Aquisição de dados.
Reconstrução matemática da imagem.
Formatação e apresentação da imagem.
Fase de Aquisição de Dados
• A fase de aquisição de dados é também conhecida como fase de varredura
ou de exploração.
Inicia-se com a exposição de uma seção da região do corpo a um feixe colimado de raios-X, na forma de um leque fino, envolvendo as suas extremidades.
Fase de Aquisição de Dados.
Os fótons de radiação que
atravessam a seção do corpo sem
interagir atingem um conjunto de
elementos detectores, no lado
oposto, tendo o paciente ao
centro.
Fase de Aquisição de Dados.
O raio, ao atravessar o corpo, é atenuado, e a leitura do sinal do
detector é proporcional ao grau de atenuação ou ao grau de
penetração do raio.
Fase de Aquisição de Dados.
Durante a rotação, as leituras dos detectores são registradas em
intervalos fixos de tempo.
Os sinais dos detectores codificados que alimentam os programas de reconstrução da imagem são denominados dados brutos.
O termo “pitch” é definido como a
distância percorrida pela mesa de exames durante um giro de 360° do tubo de raios X dividido pela colimação do feixe de raios-X.
PITCH: Espessura do Corte Imagem
Fase de Reconstrução da Imagem.
A reconstrução de imagem de TC é um processo realizado por computador. Algoritmos matemáticos transformam os dados brutos em imagem numérica ou digital.
A imagem digital é uma matriz bidimensional, em que cada elemento de matriz, denominado de pixel, recebe um valor numérico denominado de número de TC.
O número de TC está relacionado ao coeficiente linear médio de atenuação do elemento do objeto, o voxel, que ele representa.
Por definição, o número de TC da água é
Fase de Apresentação da Imagem.
A fase final é a conversão da imagem digital em uma imagem de vídeo, para que possa ser diretamente observada em um monitor de TV e, posteriormente documentada em filme.
A relação entre os valores do número de TC do pixel da matriz de reconstrução para os tons de cinza, ou de brilho, da matriz de apresentação é estabelecida pela seleção da janela.
Fase de Apresentação da Imagem.
Fase de Apresentação da Imagem.
Após o processo de varredura e processamento dos dados brutos é necessário “fotografar” as imagens selecionadas para o diagnóstico.
Fase de Apresentação da Imagem.
Ferramentas de processamento de imagem.
Referência.
• Oliveira Costa, Nancy. Mamografia – Posicionamentos Radiológicos. Editora Corpus, São Paulo, 2008. ISBN 978-85-60408-08-5
• Mamografia: da prática ao controle. Ministério da Saúde. Instituto Nacional de
Câncer. – Rio de Janeiro: INCA, 2007. 109p.
CDD 618.190 757 2
• Bontrager, Kenneth L. & Lampignano, John P. Tratado de Posicionamento
Radiológico e Anatomia Associada. 7ª Edição, Rio de Janeiro – RJ. 2010. ISBN
978-85-352-3438-1
