Sintonize na Radiologia: Tomografia Computadorizada

HISTORIA DA RADIOLOGIA

INTRODUÇÃO
Em 8 de novembro de 1895, um professor de Física teórica, o Doutor Wilhelm Conrad Roentgen , descobriu os raios X, em Wurzburg (Alemanha) , a partir de experiências com ampolas de Hittorf (Johann Wilhelm Hittorf - físico alemão) e Crookes( William Crookes- físico e químico inglês). Ao anoitecer do dia 8 de novembro de 1895, Roentgen escolheu um dos tubos Hittorf- Crookes de que dispunha em uma estante de seu laboratório, recobriu-o, com cuidado, usando uma cartolina preta , escureceu totalmente o laboratório e ligou o tubo aos eletrodos da bobina de Ruhmkorff. Ao passar a corrente de alta tensão através do tubo, verificou que nenhuma luz visível atravessara a cartolina preta que o revestia. Preparava-se para interromper a corrente de alta tensão quando percebeu que, a cerca de 1 metro do tubo, havia uma luz fraca. Sem entender o que se passava, Roentgen acendeu um fósforo e, com surpresa, verificou que a forma da misteriosa luz era um pequeno écran de platinocianeto de bário deixado sobre um banco. Roentgen sabia que a luz do écran não provinha dos raios catódicos e que pela distância , seria ela algum tipo de radiação. Sem saber qual a radiação, deu-lhe o nome de raios X.

Em 23 de janeiro de 1896, Roentgen proferiu a primeira e única conferência científica a respeito de sua descoberta, na Sociedade Físico- Médica de Wurzburg. Nessa conferência, fez a radiografia da mão do anatomista Albert von Koelliker. Em 1901, recebeu o prêmio Nobel de Física pela descoberta. Os instrumentos reunidos por Roentgen e pelos primeiros eletrorradiologistas (operadores de raios x) resultaram em uma cadeia emissora de raios X de baixo rendimento (1 a 2mA), fazendo com que a radiografia da mão necessitasse de vários minutos de exposição, e a do crânio, cerca de 1 hora. Adaptação da descoberta de Roentgen para fins médicos foi feita por eletrorradiologistas e engenheiros.

Ambrose e Hounsfield, em 1972 apresentaram um novo método de utilização da radiação para medir descontinuidade de densidades, obtendo imagens, inicialmente do cérebro, com finalidades diagnósticas. Nesse método cujo desenvolvimento transcorria há 10 anos, seriam feitas diversas medidas de transmissão dos fótons de raios X , em multiplos ângulos e, a partir desses valores, os coeficientes de absorção pelos diversos tecidos seriam calculados pelo computador e apresentados em uma tela como pontos luminosos, variando do branco ao preto, com tonalidades internediárias de cinza. Os pontos formariam uma imagem correspondende á seção axial do cérebro, que poderia ser estudada ou fotografada para avaliação posterior. Hounsfield acreditava que um feixe de raios X continha mais informações do que aquela que seria possivel capturar com o filme, e pensou que um computador talves pudesse ajudar a obtê-las.
A Tomografia Computadorizada médica começa a desenvolver-se nos anos de 1960, de forma lenta, por falta de apoio matemático. A mais prematura demonstração foi feita pelo neurologista William Oldendorf, que, em 1961, construiu manualmente um sistema de construção de uma seção transversal de um objeto constituído de argolas de ferro e aluminio. Embora inventivo, o estudo experimental usou um método considerado tosco de uma retroprojeção simples. O invento resultante, patenteado, era considerado impraticável porque necessitava de extensa análise.
A contribuição matemática fundamental para o problema da reconstrução foi feita em 1963 e 1964, por Allan Cormack, físico e matemático. Ele estudava a distribuição dos coeficientes de atenuação do corpo para que o tratamento por radioterapia pudesse ser bem direcionado para tumor-alvo. Além disso, também estava desenvolvendo um algoritmo matemático para reconstrução trimensional da distribuição da concentração de radionuclídeos a partir dos dados coletados de um equipamento de "câmara- pósitron", desenvolvido em 1962.
Nesse momento surge a figura de Hounsfield (Fig- 2.5). Engenheiro, experiente com radares, particularmente interessado em computadores, e com total liberdade da EMI para realizar suas pesquisas, foi o criador do primeiro computador totalmente transistorizado da Inglaterra. E já tinha idéias de estudar o interior de objetos tridimensionais a partir da rconstrução obtida pela absorção heterogênea de radiação pelos diferentes componentes. Criou o protótipo e inicialmente, usou uma fonte de amerício- 241, emissora de raios gama. O tempo de aquisição da imagem foi de 9 dias, e o computador levou 150 minutos para processar uma simples imagem. A seguir, Hounsfield (Fig-2.6) adquiriu um tubo e uma gerador de raios X, provavelmente porque os raios X tinham suas propriedades bem conhecidas, sendo uma fonte confiável de informação. Assim, o tempo de aquisição das imagens foi reduzido para 9 horas.

Após várias imagens experimentais com peças e animais, foi feita a primeira imagem diagnóstica, em uma paciente, selecionada pelo Drº Ambrose, com suspeita de tumor, no lobo frontal esquerdo, ainda não confirmado, a imagem obtida, mostrando a lesão causou euforia em Hounsfield e na equipe. Essas primeiras imagens foram monstradas no Congresso Anual do British Institute of Radiology, em 20 de abril de 1972. As reações foram de empolgação. Curiosamente, Hounsfield havia mostrado imagens seccionais de peças de cadáveres e de animais no congresso europeu realizado em Amsterdã no ano anterior, sem despertar nenhum interesse. A comunidade médica ali reunida não precebeu nem teve noção da revolução que se aproximava.
Em 1973, após 18 meses de uso do primeiro equipamento construído com finalidade clínica, Hounsfield e Ambrose apresentaram os resultados e sua experiência em artigos publicados.
O primeiro tomógrafo do Brasil foi instalado em São Paulo, no Hospital da Real e Benemérita Sociedade Portuguesa de Beneficiência, em 1977. Logo depois, o primeiro aparelho do Rio de Janeiro iniciou funcionamento, em 28 de julho de 1977, na Santa Casa da Misericórdia. A tecnologia não parou de evoluir, criando os aparelhos chamados de segunda, terceira e quarta gerações, os modelos helicoidais, cada vez mais rápidos, com imagem mais refinada, tempo de realização do exame mais curto e custo de produção menor, reduzindo acentuadamente os preços dos equipamentos e dos exames. Atualmente já existem, na prática médica , os tomógrafos multidetectores de 64,128 e 320 canais, o que transformou o estudo cardíaco pela radiologia. Esses exames fazem os exames em apnéia de aproximadamente 6 segundos. Surgindo em um momento no qual se pensava que a tomografia computadorizada não tinha mais pra onde evoluir, a aquisição volumétrica foi patenteada em 1976 e, em junho de 1980, imagens tridimensionais com resolução de 1.200x1.200 pixels foram obtidas e exibidas quase em tempo real.

Tomografia Computadorizada

TOMOGRAFIA

È um método diagnóstico, no qual são utilizados feixes colimadores, muito finos, de Raios X, integrados a computadores que fornecem imagens detalhadas de seguimentos corporais. Hoje em dia a tomografia vem sendo utilizada com frequência como método auxiliar em casos de
• Biópsia
• Punção
• Marcador (exterotacxia)
• Radiofrequência

1972- Após 72 anos da descoberta do Raio X o físico Golldfrey Hounsfield e o médico Cormack, inventaram um novo método de formação de imagem a partir da aplicação do Raios X o qual denominaram de TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA.

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CARACTERÍSTICAS DO MÉTODO

1 – A Tomografia apresenta feixe de aspecto laminar e em forma de leque.
2 – A aquisição das imagens ocorre no plano do “gantry” o que, primariamente, gera cortes transversais ao plano do corpo.
3 – A imagem final é digital e pode ser facilmente manipulada por softwares.
4 – Quanto maior a matriz melhor será a resolução da imagem.

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Evolução

Aparelhos:
• 1º Geração - 1 detector, cortes de vários minutos.
• 2º Geração - 5 a 50 detectores, cortes de 6 a 20 segundos
• 3º geração - 200 a 600 detectores, cortes de 3 a 8 segundos
• 4º geração - 300 a 1000 detectores, cortes de 1 a 4 segundos.

Os aparelhos de última geração chamados de multi-slice. Estes são compostos por mais de 1000 detectores, com tempo de cortes baixíssimos , e resolução de imagem aumentadas, reduzindo os artefatos causados pelos movimentos respiratorios , peristalgicos e até batimentos cardíacos.

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Princípios básicos na formação de imagem por TC .
Gantry

• Tubo com feixe de raio X;
• Movimento continuamente em círculo ao redor do paciente;
• RX atravessam a superfície corpórea da região examinada;
• Parte do RX é absorvida (sendo que tecidos corporais apresentam diferentes níveis de absorção e atenuação desses raios) e parte restante incide sobre os detectores de radiação que se encontram localizadas do lado oposto ao momento do tubo de raio X;
• Originam-se nestes detectores , sinais elétricos diretamente proporcional ao numero de feixes do raio X;
• Estes sinais são quantificados e gravados nos computadores;
• Produção de imagens formadas por múltiplos pontos (pixels) em diferentes tons de cinzas(escala de Hounsfield)
• 1000= branco -- tecido ósseo (radiopaco)
• 0 = água
• -1000 = negro -- ar (radiotransparente)

Na verdade os princípios físicos da tomografia computadorizada são os mesmos da radiografia convencional. Para a obtenção de imagens são utilizados os raios-x. Enquanto na radiografia convencional ou simples o feixe de raio-x é piramidal e a imagem obtida é uma imagem de projeção, na tomografia computadorizada o feixe é emitido por uma pequena fenda e tem a forma de leque.

Na tomografia computadorizada o tubo de raio-x gira 360º em torno da região do corpo a ser estudada e a imagem obtida é tomográfica ou seja “fatias” da região do corpo estudada são obtidas. Em oposição ao feixe de raios-x emitidos temos um detector de fótons que gira concomitantemente ao feixe de raios-x. Como na radiografia convencional as características das imagens vão depender dos fótons absorvidos pelo objeto em estudo.

Dessa forma, os fótons emitidos dependem da espessura do objeto e da capacidade deste de absorver os raios-x. Os detectores de fótons da tomografia computadorizada transformam os fótons emitidos em sinal analógico (quanto mais Rx chega, maior é a diferença de potencial, ou voltagem que cada detector fornece ao computador) e depois digital (o computador converte os valores de voltagem, contínuos, em unidades digitais, vistas abaixo).
Como dito anteriormente, para a formação da imagem de tomografia computadorizada a emissão do feixe de raio-x é feita em diversas posições, posteriormente as informações obtidas são processadas utilizando uma técnica matemática chamada de projeção retrógrada, ou outras, como a transformada de Fourier.
Um tomógrafo é formado por um tubo no interior do qual há um anel no qual estão localizados em posições opostas o emissor do feixe de raio-x e os detectores, sendo que este conjunto gira 360 graus para a obtenção da imagem.
Atualmente há vários tipos de tomógrafo: convencional ou simplesmente tomografia computadorizada, tomografia computadorizada helicoidal, tomografia computadorizada “multi-slice” e tomógrafos mais sofisticados, como “ultra-fast” e “cone-beam”. Na tomografia helicoidal além do tubo de raio-x e os detectores girarem, a mesa também é deslocada e a trajetória do feixe de RX ao redor do corpo é uma hélice (ou espiral, senso lato).
fonte detectores
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Características das Imagens Tomográficas
Entre as características das imagens tomográficas destacam-se os pixels, a matriz, o campo de visão (ou fov, “field of view”), a escala de cinza e as janelas.
O pixel é o menor ponto da imagem que pode ser obtido. Assim uma imagem é formada por inúmeros pixels. O conjunto de pixels está distribuído em colunas e linhas que formam a matriz. Quanto maior o número de pixels numa matriz melhor é a sua resolução espacial, o que permite um melhor diferenciação espacial entre as estruturas.

O campo de visão (FOV) representa o tamanho máximo do objeto em estudo que ocupa a matriz, por exemplo, uma matriz pode ter 512 pixels em colunas e 512 pixels em linhas, e se o campo de visão for de 12 cm, cada pixel vai representar cerca de 0,023 cm (12 cm/512). Assim para o estudo de estruturas delicadas como o ouvido interno o campo de visão é pequeno, como visto acima enquanto para o estudo do abdômen o campo de visão é maior, 50 cm (se tiver uma matriz de 512 x 512, então o tamanho da região que cada pixel representa vai ser cerca de 4 vezes maior, ou próximo de 1 mm).

Em relação às imagens, existe uma convenção para traduzir os valores de voltagem detectados em unidades digitais. Dessa forma, temos valores que variam de –1000, onde nenhuma voltagem é detectada: o objeto não absorveu praticamente nenhum dos fótons de Rx, e se comporta como o ar; ou um valor muito alto, algo como +1000 ou mais, caso poucos fótons cheguem ao detector: o objeto absorveu quase todos os fótons de Rx. Essa escala onde –1000 é mais escuro, 0 é um cinza médio e +1000 (ou mais) é bem claro. Dessa forma quanto mais Rx o objeto absorver, mais claro ele é na imagem. Outra vantagem é que esses valores são ajustados de acordo com os tecidos biológicos.

A escala de cinza é formada por um grande espectro de representações de tonalidades entre branco, cinza e o preto. A escala de cinzas é que é responsável pelo brilho de imagem. Uma escala de cinzas foi criada especialmente para a tomografia computadorizada e sua unidade foi chamada de unidade Hounsfield (HU), em homenagem ao cientista que desenvolveu a tomografia computadorizada. Nesta escala temos o seguinte:

-zero unidades Housfield (0 HU) é a água,
-ar -1000 (HU),
-osso de 300 a 350 HU;
-gordura de –120 a -80 HU;
-músculo de 50 a 55 HU.

Janelas são recursos computacionais que permitem que após a obtenção das imagens a escala de cinzas possa ser estreitada facilitando a diferenciação entre certas estruturas conforme a necessidade. Isto porque o olho humano tem a capacidade de diferenciar uma escala de cinzas de 10 a 60 tons (a maioria das pessoas distingue 20 diferentes tons), enquanto na tomografia no mínimo, como visto acima há 2000 tons. Entretanto, podem ser obtidos até 65536 tons – o que seria inútil se tivessemos que apresentá-los ao mesmo tempo na imagem, já que não poderíamos distingui-los. A janela é na verdade uma forma de mostrar apenas uma faixa de tons de cinza que nos interessa, de forma a adaptar a nossa capacidade de visão aos dados obtidos pelo tomógrafo.

Numa janela define-se a abertura da mesma ou seja qual será o número máximo de tons de cinza entre o valor númerico em HU do branco e qual será o do preto. O nível é definido como o valor (em HU) da média da janela.

O uso de diferentes janelas em tomografia permite por exemplo o estudo dos ossos com distinção entre a cortical e a medular óssea ou o estudo de partes moles com a distinção, por exemplo, no cérebro entre a substância branca e a cinzenta. A mesma imagem pode ser mostrada com diferentes ajustes da janela, de modo a mostrar diferentes estruturas de cada vez. Não é possível usar um só ajuste da janela para ver, por exemplo, detalhes ósseos e de tecido adiposo ao mesmo tempo.

As imagens tomográficas podem ser obtidas em 2 planos básicos: o plano axial (perpendicular ao maior eixo do corpo) e o plano coronal (paralelo a sutura coronal do crânio ou seja é uma visão frontal). Após obtidas as imagens, recursos computacionais podem permitir reconstruções no plano sagital (paralelo a sutura sagital do crânio) ou reconstruções tri-dimensionais.

Como na radiografia convencional o que está sendo analisado são diferenças de densidade, que podem ser medidas em unidades Hounsfield.

Para descrever diferenças de densidades entre dois tecidos é utilizada uma nomeclatura semelhante à utilizada na ultrassonografia: isoatenuante, hipoatenuante ou hiperatenuante. Isoatenuante é utilizada para atenuações tomográficas semelhantes. Hipoatenuantes para atenuações menores do que o tecido considerado padrão e hiperatenuante para atenuações maiores que o tecido padrão (geralmente o órgão que contém a lesão é considerado o tecido padrão, ou quando isto não se aplica, o centro da janela é considerado isoatenuante).

O sistema está composto de: Gantry, Mesa de Exames, Mesa de Comando, Computador para processamento das imagens .

O gantry é o corpo do aparelho e nele contém:

- Tubo de Raios-X
- Conjunto de Detectores
- DAS ( Data Aquisition System )
- OBC ( On-board Computer )
- STC ( Stationary Computer )
- Transformador do Anodo
- Transformador do Catodo
- Transformador do filamento
- Botões controladores dos movimentos da mesa e do gantry.
- Painel identificador do posicionamento da mesa e do gantry.
- Dispositivo LASER de posicionamento.
- Motor para rotação do Tubo .
- Motor para angulação do gantry.
Mesa de Exames:

- Suporta paciente até 180 Kg.
- Movimento de elevação.
- Mesa de tampo deslizante

TUBO DE RAIO X
DETECTORES

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PROTOCOLOS
Na maioria dos serviços radiológicos , protocolos de TC são regidos e seguidos, detalhando a técnica mais adequada para examinar varias regiões.
EXEMPLOS;
• Espessura /Incremento;
• Documentação;
• Extensão de estudo (primeiro ao último corte);
• Quantidade de dose;
• Ângulo da mesa;
• Janelas(osso/fígado/pulmão/cerebro, etc)
• Contraste necessário (Oral/ Ev/ retal)

LIMITAÇÕES DA CT
• Mulheres grávidas;
• Pessoas alérgicas ao contraste ;desde que o uso seja necessário;
• Pessoas que se submeteram a exames contrastados recentemente com a utilização de sulfato de bário;
• Distúrbios neurológicos (Parkinson ou outras afecções que causam movimentos involuntários);
• Disturbios psiquiátricos
ARTEFATOS

Artefatos em anel ( Rings artifacts )-
Os artefatos na imagem que se apresentam em forma de anel, está inicialmente relacionado com problemas nos detectores.
Materiais de alta densidade.( Strike)
Objetos metálicos, implantes de materiais de alta densidade, como as obturações dentárias, projéteis de arma de fogo, entre outros, produzem artefatos lineares de alta densidade.
Materiais de alto número atômico.
Os materiais de alto número atômico tendem a ser comportar como os materiais metálicos e, produzir artefatos do tipo “Strike”. Os meios de contraste positivos como; o Iodo e o Bário em altas concentrações, devem ser evitados, ou, usados com critério.
Ruído da imagem.
O ruído, aspecto que confere granulosidade às imagens, ocorre principalmente em função da utilização de feixes de baixa energia ou, quando o objeto apresenta grandes dimensões, como no caso dos pacientes obesos.

APARELHO DE TOMOGRAFIA
Composto por um conjunto de sistemas:
• Sistema de emissão de raio X = Gantry
• Sistema de detectores de radiação = Gantry
• Sistema de reconstrução de imagem;
• Sistema de armazenamento e apresentação de imagens (HD/teclado/monitor);
• Mesa de exame;
• Sistema de armazenamento de informações ( impressora, multi-formato, ou laser,comum ou seca)

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VOLTAGEM
• Uma maior voltagem produz uma maior penetração em corpos grande e reduz o ruído da imagem
• Uma menor voltagem produz uma melhora na resolução de contraste em corpos médios e pequenos
mAs
• Configura a exposição durante a varredura;
• Um fator de mAs maior diminui o ruído da imagem, melhora o contraste, mais aumenta a dosagem de radiação recebida pelo paciente.

IMAGEM
• Convencionou-se examinar a CT produzida como se estivesse olhando para ela de baixo pra cima(a partir dos pés do paciente) , assim é importante lembrar qua as estruturas vistas a sua direita são aquelas do lado esquerdo do corpo do paciente.

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ÂNGULO DE VARREDURA (CORTES AXIAIS)
EX: 223º,360º OU 403º
• 223º - Varredura parcial que permite cortes de 0,6 segundos
• 360º - Volta completa (recomendada)
• 403º - 1 volta = 43° graus, onde permite uma sobrevarredura e ajuda a atenuar movimentos inconcientes do paciente)

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ESPESSURA

• Fatia de 1,0 mm é usado em alta resolução (ex:ouvido) ;
• Fatia de 2,5 mm usada como exemplo para base do crânio e varredura de fossa posterior (para minimizar o volume parcial de listras devido a estruturas óssea pequena é de alto contraste);

INCREMENTO

• A distância entre duas varreduras consecutivas.

SCAN TIME
• Tempo de varredura (corte ) da aquisição de uma fatia, tempos de 1,0 a 1,3 seg é adaptado á maioria dos casos padrões atualmente. Tempos maiores que 1,0 segundo são usados para alta exposição especiais(fatia fina com 500 mAs)
FILTROS
• Adequado para cada tipo de estudo (filtros moles e filtros duros)

MATRIX
• Numero de pontos (pixels) qua a reconstrução da imagem conterá 3402 , 5122 ,768 2,1024 2 quanto menor a matriz , menos espaço em arquivo ao armazenar, mais rapída a reconstrução, porém menos números de pixels, menor a qualidade de imagem.
Por matriz, entendemos um arranjo de linhas e colunas.
A imagem tomográfica é uma imagem matricial onde, o arranjo das linhas e colunas, formam os elementos de imagem denominados individualmente pixel, que é, por sua vez, a área resultante da interseccão das linhas com as colunas.
A espessura do corte forma a terceira dimensão e, está relacionada à profundidade do corte. O volume formado pelo pixel e pela profundidade do corte é conhecido por voxel.
Nos tomógrafos atuais a matriz usual possui alta definição e dimensões de 512 linhas x 512 colunas. O primeiro tomógrafo EMI possuia matriz de resolução 80 x 80.

CONTRASTE EM CT
• Via oral/ou via retal- Contraste hidrossulúvel (a base de iodo ) ou baritado diluido. Serve para aumentar a atenuação entre duas estruturas(analise de vísceras ocas). Administrado 1 hora antes do exame em sala. Via retal fazer diretamente em sala. (Usado para doenças pélvicas)

• Endovenoso - Administrado para o realce das estruturas vasculares e para aumentar o contraste entre esctruturas parenquimatosas, vascularizadas, hipovascularizadas, avascularizadas . O contraste iodado não-iônico vem progressivamente aumentando, devido a diminuição de número de reações alérgicas adversas comparado ao iônico.

PROCEDIMENTOS ESPECIAIS
• 3D
• MIP(angio)
• MPR(2D)
• 4D
Todas as aquisições devem ter espessuras finas e incremento de 50 a 70% da espessura( quanto mais informação mais fidedignas mais será a reconstrução multiplanar)

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GERAÇÕES DA TC

varredura linear de 1 °

(tubo)
ROTAÇÃO E TRANSLAÇÃO (180°)

CABOS DE ALIMENTAÇÃO

2^a geração

FEIXE EM FORMA DE LEQUE
AQUISIÇÃO DE DADOS

5 A 50 DETECTORES (FABRICANTE)

varredura linear de 10°

CORTES DE 6 A 20 SEG.

ROTAÇÃO E TRANSLAÇÃO (TUBO)

IMPULSO AOS EXAMES DE CORPO INTEIRO.

3^a geração

Eliminação da varredura linear (1° a 10° grau)

Inicio da varredura continua. (rotação continua)

600 detectores

Cortes de 2 a 5 seg.

Sensibilidade dos detectores cristal de iodeto de sódio

Por gás xenônio

Software mais rápidos

4^a geração

Detectores em 360° do gantry

(aproximadamente 800 a 4000 detec.)

Tecnologia Slip-Ring (Anéis Deslizantes)

Giro do tubo contínuo de 360°

Tempo de varredura de 1 a 3 seg.

Realizava um exame de tórax em 1 min.

Detectores + velocidade = informação

CT CONVENCIONAL

5ª Geração

Sistema helicoidal (ou espiral)

Execução dos cortes com a mesa em movimento

Revolução: giro de 360° do tubo em 1 seg.

PITH: representa a razão entre o deslocamento da mesa pela esp. do corte.

Formula pith = incremento x revolução

esp. de corte

Ex:

Pith= 1:1

Significa dizer que a mesa está se deslocando na mesma proporção da esp. De corte por giro do tubo

Pith= 2:1 significa que a mesa se desloca o dobro da esp.de corte

O PITH é representado pela distancia entre uma espiral e outra em uma determinada revolução

6ª Geração

Tecnologia Multi-Slice

várias coroas de detectores pareadas.

As coroas podem apresentar detectores que vão desde 0,5 até 10 mm.

Revoluções :Velocidade com que o conjunto tubo-detectores gira no interior do gantry.

Revoluções de até 0,5 segundos ( tecnologia sub-second ).

Sincronização cardíaca.

Alta resolução anatômica.

Tecnologia Multi-Slice

(A) CONVENCIONAL (B) HELICOIDAL (C) MULT-SLICE

OS ATUAIS EQUIPAMENTOS DE FORTALEZA POSSUEM 64 CANAIS.

Novo lançamento da Toshiba Aquilion ONE com 320 canais

VALOR $2.5 MILHÕES

Trabalhando em 4D ele faz filmes mostrando o comportamento dos órgãos, em pleno funcionamento

como dos pulmões expandindo e contraindo durante a respiração.

COM QUE OBJETIVO FOI DESENVOLVIDO O MULTI-SLICE ?

COMPONENTES DA T.C.

A T.C. É DIVIDIDA DA SEGUINTE FORMA:

CORPO DO APARELHO (GANTRY)

MESA DE EXAMES

COMPUTADOR PARA O PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

UNIDADE DE DISTRIBUIÇÃO DE FORÇA

Lay-out Básico de uma Sala de Tomografia

Gantry

- 30°

+ 30°

CONTROLE MANUAL

Tubo de raios-x

Conjunto de detectores

DAS (data aquisition system)

OBC (on-board computer)

STC (stationary computer)

Transformador do anodo e catodo

E.T.C

1 tonelada de equipamentos girando em ate 0,5 seg

Tubo de raios-x

Os tubos de equipamentos de 3ª geração te uma vida media de 100.00 cortes.

Em quanto os equipamentos mult-slince tem uma vida media de 500.00cortes

STC (stationary computer)

É responsável pelo controle de corrente que alimenta o (slip-ring)

Colimadores

Responsável pela delimitação do feixe de Raios-x

Detectores

Os detectores em tomografia são os responsável por grande parte do avanço da tomografia

Eles estão divididos em 2 grupos,

sólidos (cristais luminescentes)

câmara de ionização (xenônio)

Sist. de resfriamento dos detectores

Transformadores do anodo e catodo

Inversor

É responsável por transformar corrente alternada em corrente continua.

OBC (on-board computer)

É repondsavel por controlar o kV e a mA e ainda receber os dados coletados pelo DAS (data aquisition system) transferindo ao processo de imagem

PDU( power distribuition unit)

Realiza a alimentação da corrente elétrica do equipamento e de seus acessórios.

Sistema trifásico

O pdu pode esta localizado em uma sala á parte.

Em uma temp. de 17° a 19° graus (garantindo assim sua estabilidade)

Transformador de alta tensão

Mesa de exame (Couch)

MESA

Material radiotransparente.

Alta resistência.

Peso Max. 180 kg.

Tampo deslizante.

Sist . de elevação do paciente.

Acessórios da mesa:

Suporte para crânio

Extensor da mesa

Dispositivos de contenção

Encosto para pernas

Proteções, coxins e faixas

Acessório de crânio

Extensão do topo da mesa

SUPORTE

Suporte pediátrico

Faixas de contenção

Apoio p/ braço

Sala de comando

É o local onde enviamos Infor. Para o sistema.

Protocolos

Aquisição de imagens

Tratamento e documentação das imagens adquiridas.

Monitores

Planejamento de exame

Tela Recon

Computador para processamento de imagem

São as CPU´s

Velocidade do processador

Memória RAM (alta capacidade de armazenar dados)

Hard-Disk

HARD-DISK

PRINTER ( Cabeça térmica)
USO DE MAGAZINES( laser)

Composição do filme em T.C

E constituído por uma película de PET(polietileno-tereftalato)

Esp. De 17µm.

Não contém emulsão fotográfica.

Não a necessita de:

químicos

Câmara- escura

Descarte de quimicos.

Controle externo

WORKSTATION
(ESTAÇÃO DE TRABALHO)

MONITOR

KEYBOARD

MOUSE

TRACKBALL

SIST DE COMUNICAÇÃO

TRACKBALL

KEYBOARD

FINALIDADES

REFORMATAÇÃO MULTPLANAR

RECONSTRUÇÃO 3D

MEDIDAS LINEARES

ANALISE DE DENSIDADE

ADIÇÃO OU SUBTRAÇÃO DE IMAGENS

ANALISE FUNCIONAL

A Física da T.C

Prof. alonso atila

Princípios de formação de imagem

Computador

Sistema binário de informações p/ interpretação e execução das imagens.

O elemento básico de informações é o bit (binary integer).

Onde admite o estado lógico 1 ou 0

(ON - OFF)

O conjunto de 8 bits permite a representação de 255 caracteres diferentes.

A ordem de execução de uma tarefa é dada pro byte.

Onde um byte é o conjunto de 8 bits.

Detectores Cristais luminescente
(iodeto de sódio)

Sinais elétricos analógicos que depois são convertidos em sinais digitais.

Detectores (câmara de ionização)
xenônio (Gás Nobre)

TUBO RX

COLIMADOR

Filtro

OBJ

COLIMADOR

DETECTORES

CPU

Atenuação

Este sinal elétrico e a radiação residual que e representada pele formula.

Sinal digital

Os sinais digitais são transmitidos de forma discreta e podem ser facilmente

Manipulados por computador

Neste caso os valores discretos são transformados em dígitos e convertidos no sist. binário.

Os sinais digitais constituem o principio da formação da imagem digital.

DAS (Sist. de aquisição de dados)

Os sinais são enviados ao DAS do computador,que faz a sua conversão analógica em digital para depois serem transmitidos a central CPU para a reconstrução da imagem

Como os sinais dos detectores são transformados em imagem ?

Para isso são necessárias múltiplas tomadas de dados em diferentes ângulos de projeção.

A partir destes dados ,o computador interpreta o grau de densidade dos diferentes tecidos, atribuído a cada um, valores correspondentes em uma escala de cinza.

Projeções

Depois deste sinal elétrico o computador

Para a construção dos cortes tomográficos mais de 200.000 cálculos matemáticos são necessários.

Daí a necessidade de computadores mais potentes.

Sinais emitidos são amplificados e armazenados para depois serem analisados matematicamente.

Transformada de Fourier

Retro-projeção

A intensidade do sinal detectada é proporcional ao numero de fótons atenuados e recebidos pelos detectores.

Para que a imagem digital possa ser interpretada como a imagem de um objeto,os dígitos de cada PIXEL da imagem são convertidos em tons de cinza.

ELEMENTOS DA IMAGEM

Matriz

Pixel

Voxel

MATRIZ DA IMAGEM

Definição :

É o arranjo das linhas e das colunas que formão a imagem digital.

Quanto maior o n° de linhas e colunas maior é a matriz e melhor será a resolução da imagem final .

Matrizes mais utilizadas:

256x256

320x320

512x512

1024x1024

Pixel (Piture Element)

O pixel é o elemento Pictório quadrado que compõem a matriz.

(menor unidade de imagem)

É o elemento formado pele interseção das linhas e colunas da matriz e é denominado PIXEL.

Quanto menor o pixel, e maior a sua quantidade,maior será a matriz e melhor será sua resolução

O pixel e um elemento BI-DIMENSIONAL

Formula

EX: um campo de visão de 24 cm por uma matriz de 256

Qual o tamanho do pixel.

Pixel = 240

256

Pixel =0,9375 mm

voxel

O voxel é a unidade de volume da imagem.

O volume formado pelas dimensões do pixel e profundidade do corte é conhecido como voxel.

ISOTRÓPICO X ANISOTRÓPICO

O voxel pode ser isotrópico quando apresenta as mesmas dimensões entre largura,altura,e profundidade.

Anisotrópico quando essas medidas forem diferentes

Anisotrópico

VOXEL é a unidade tridimensional da imagem

Fov (fiel of view) ou
campo de visão

O FOV e a área examinada pela tomografia.

Ou seja é o diâmetro de apresentação das imagens.

CAMPO DE VARREDURA

Na pratica é importante ajustar o diâmetro do FOV selecionado para não incluir uma região fora da área de exploração.

Uma boa comparação do FOV seria como se ele fosse um chassi na radiologia convencional

Assim:

S.small seria um 18x24

Small seria um 24x 30

Isso apenas em forma de comparação

COMO SE DETERMINA A COR DO PIXEL?

A cada pixel é dado uma tonalidades de cinza , que vão desde o ‘’preto‘’ ao ‘’branco’’

PRETO NO BRANCO

Entre esta relação a uma variação de 256 tonalidades de cinza.

Essa variação acorre pelos sinais interpretados pelo computador, vindo dos detectores e devido a atenuação dos fótons de RX.

QUALIDADE DA IMAGEM DIGITAL

Resolução espacial

Resolução de contraste

Resolução temporal

Resolução espacial

A resolução espacial esta relacionada com o grau de detalhes da imagem digital.

Quanto maior a matriz maior a resolução espacial .

Resolução de contraste

O n° de bits define a quantidade de graduação de cinzas que tomará parte na imagem.

Quanto maior o n° da bits maior será a escala de cinza e melhor a resolução de contraste

Resolução temporal

Esta relacionada com o tempo de aquisição de imagem.

N° DE TC
OU
ESCALA DE HOUNSFIELD

É uma escala de valores de atenuação que cobra uma faixa de -1000 a +1000.

-1000 0 +1000

ar água osso

( UH ) ESCALA DE HOUNSFIELD

DENSIDADES MAIORES QUE A ÁGUA ASSUMEM VALORES (+) E DENSIDADES MENORES (-)

Lembrando que estes valores variam de aparelho p/ aparelho.

Já que os coeficientes de atenuação dependem da distribuição e energia do feixe de RX.

Garantia da qualidade de
desempenho das imagens

CLASSIFICAÇÃO DE DENSIDADES

Hiperdenso: alta densidade (osso,contraste...)

Isodenso: intermediário ( água , tecidos... )

Hipodenso: baixa densidade (ar, gordura... )

Hiperdenso

Isodenso

Hipodenso

DOCUMENTAÇÃO TOMOGRÁFICA

UMA VEZ O EXAME REALIZADO E FEITA A DOCUMENTAÇÃO DAS IMAGENS.

AS IMAGENS DEVEM SER DOCUMENTADAS LEVANDO-SE EM CONSIDERAÇÃO QUAL O TECIDO DE INTERESSE.

Manipulação da imagem

WL (WINDOW LEVEL)

É o ponto central de uma faixa de n° de TC.

É a faixa de n° de TC ao longo da faixa de cinza.

Janela ‘’fechada’’

Alto contraste

Ruído da imagem.

São granulosidade da imagens e ocorre principalmente em função de feixes de baixa energia ou, quando o objeto apresenta grandes dimensões, como no caso dos pacientes obesos.

Artefatos

Os materiais de alto número atômico tendem a ser comportar como os materiais metálicos e, produzem artefatos

Como:

OBJ METÁLICOS

PROJETEIS

PRÓTESES METÁLICAS

OBTURAÇÕES DENTARIAS

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Princípios da Tc do Crânio

PROPÓSITO
o propósito primário da tomografia computadorizada de crânio é fornecer
um diagnóstico definitivo que geralmente não exige exames com¬plementares
para verificação. A TC de crânio, em muitas circunstâncias, fornece esse alto
grau de confiabilidade. Trauma craniano agudo, por exemplo, pode resultar na
formação de hematoma epidural ou subdural. Esse tipo de lesão pode ser
diagnosticado rapidamente, com precisão e inequivocamente através da TC
de crânio.
INDICAÇÕES PATOLÓGICAS
Praticamente qualquer suspeita de processo patológico envolvendo o encéfalo
é uma indicação para tomografia computadorizada de crânio.
Algumas das indicações mais comuns para tomografia computadorizada de
crânio incluem as seguintes:
Suspeita de neoplasias, massas, lesões ou tumores encefálicos . Metástases
encefálicas
Hemorragia intracraniana
Aneurisma
Abscesso
Atrofia cerebral
Alterações pós-traumáticas (tais como hematomas epidurais e sub¬
durais)
Alterações adquiridas ou congênitas

REPARAÇÃO

Antes de se iniciar o exame, deve se colocar a cabeça do paciente sobre o suporte no sentido decúbito dorsal. Esclarecer e explicar o exame, a sua realização e o que se espera do paciente

TÉCNICA DE POSICIONAMENTO:

Centralizar a linha longitudinal do gantry com o Plano Médio Sagital (PMS), centralizar a linha paralela com o Plano Vertical Ouvido (PVO). A linha do Fov deve estar paralela a linha Orbito Meatal. Os Cortes podem se iniciar com o paciente entrando (IN), ou saindo (OUT). Se estiver entrando (IN), a linha de orientação Axial do Gantry deve estar 10 cm acima do parietal, se estiver saindo (OUT), a linha Axial deve estar na região inferior da Mandíbula.

TOPOGRAMA OU ESCANOGRAMA DO CRÂNIO

Primeiramente deve ser feito o escanograma, geralmente em perfil, a fim de se marcar o campo de varredura (dfov)

ANATOMIA DO CRÂNIO

1. Seio Maxilar. 2. Osso Nasal. 3. Arco Zigomático.

Posição do corte no scanograma

-----------------------------------

2. Osso Nasal 4. Globo Ocular. 5. Células Etmoidais 6. Seio Esfenoidal 7. Células mastóideas 10. IV Ventrículo. 11. Ouvido Médio

Posição do corte no scanograma

------------------------

5. Células Etmoidais 10. IV Ventrículo. 13. Lobo Temporal. 16. Fossa Selar 17. Tentório.

Posição do corte no scanograma

-------------------

4. Globo Ocular. 5. Células Etmoidais 10. IV Ventrículo. 12. Nervo Óptico. 13. Lóbulo temporal. 14. Cerebelo. 15. Seio Sigmóide.

Posição do corte no scanograma

-------------------------------

13. Lóbulo Temporal. 18. Cisterna Supra Selar. 19. Lóbulo Frontal. 20. Músculo Retro Superior

Posição do corte no Scanograma

---------------------------------

19. Lobo Frontal. 22. Seio Frontal. 23. Cissura de Silvio. 24. Cisterna Quadrigeminal.

Posição do corte no scanograma

--------------------------------

22. Seio Frontal. 23. Cissura de Silvio. 25. III Ventrículo. 26. Entrada Frontal Ventrículo Lateral. 28. Glândula Pineal (Pituitária) Calcificada. 29. Núcleo Caudado.

Posição do corte no scanograma

-------------------------------

22. Seio Frontal. 26. Entrada Frontal Ventrículo Lateral. 28. Glândula Pineal Calcificada. 29. Núcleo Caudado. 30. Entrada Occipital Ventrículo Lateral. 31. Plexo Coróide Calcificado. 32. Hoz (Cissura) Cerebral

Posição do corte no scanograma

--------------------------------

26. Entrada Frontal Ventrículo Lateral. 29. Núcleo Caudado. 30. Entrada Occipital Ventrículo Lateral. 32. Hoz (Cissura) Cerebral. 33. Substancia Cinza Cortical. 34. Substancia Branca Sub cortical.

Posição do corte no scanograma

----------------------------

32. Hoz (Cissura) Cerebral 33. Substancia Cinza Cortical. 34. Substancia Branca Sub cortical. 35. Ventrículos Laterais

Posição do corte no scanograma

-----------------------

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Tomografia Computadorizada de Tórax
PROPÓSITO
o propósito primário da tomografia computadorizada torácica é servir como
um adjunto diagnóstico à radiografia convencional de tórax. Entretanto,
devido à relação custo/benefício, a radiografia convencional de tórax ainda
é a ferramenta primária de rastreamento em pacientes com suspeita de
doença torácica. A TC serve como uma modalidade de obtenção de i
imagens valiosa na avaliação e manejo de condições previamente
diagnosticadas.
INDICAÇÕES PATOLÓGICAS
As indicações patológicas comuns para a TC torácica são as seguintes:
Lesões hilares e mediastinais
Aneurismas
Abscesso ou cisto (bolsa cheia de líquido)
Doença cardíaca e pericárdica
Processos patológicos do tórax (ou seja, asbestose)
Dissecação da aorta

EXEMPLO DE PATOLOGIA TORÁCICA (Figs. 22.55 e 22.56) Essas figuras
demonstram como a tomografia computadorizada de tórax pode ser usada
para fornecer informações diagnósticas a respeito de uma massa mediastinal.
A radiografia em AP (Fig. 22.55) de uma criança do sexo masculino com 53
dias de idade mostra alargamento mediastinal (setas) de causa desconhecida.
Uma varredura por TC axial (Fig. 22.56) mostra uma massa bem-circunscrita
e homogênea no mediastino posterior. A partir do valor de atenuação da massa,
que é ligeiramente acima do da água, ficou demonstrado tratar-se de um cisto
broncogênico.

PROCEDIMENTO PARA TC COMPLETA DO TÓRAX
Para determinar onde os cortes devem ser obtidos, obtém-se comumente
uma varredura de localização piloto ou sentinela, na qual os detetores e o
tubo mantêm-se estacionários, enquanto o paciente se move para cima
através da abertura do gantry na mesa do paciente (Fig. 22.57). À medida
que o paciente se move através da abertura do gantry, é feita uma exposição,
os dados são processados pelo computador e produz-se uma imagem que
se assemelha a uma radiografia convencional (Fig. 22.58).
Uma vez obtida essa radiografia de localização, a localização do primeiro
corte é colocada nos ápices, conforme mostrado pela linha número 1, e é
selecionado o nível final (mostrado pela linha número 30). A varredura continua
até o nível do diafragma nos casos de patologia do mediastino. Se a
preocupação primária é tumor maligno pulmonar, a varredura continua até o
nível das adrenais. Essa varredura é feita por¬que vários tumores malignos
pulmonares metastatizam para as adrenais.
Em exames por TC de tórax de rotina, uma espessura de corte de 10 mm e
incremento da mesa são comumente utilizados. Nos casos de lesões menores,
seções menores, de 3 a 5 mm, são utilizadas.
Massas de tecido mole freqüentemente constringem ou comprimem o esôfago.
Para ajudar a distinguir entre as duas, soluções esofágicas radiopacas são
freqüentemente utilizadas para opacificar o esôfago pelo revestimento da
mucosa.
Com o advento de scanners de terceira ou quarta geração com tempos de
exposição mais rápidos, os artefatos de movimento produzidos pelos
movimentos respiratórios e cardíacos foram praticamente eliminados. Os
pacientes devem ser instruídos a prender a respiração da mesma forma para
cada exposição, tanto em expiração quanto em inspiração, ou em volume
de repouso. Esse padrão de contenção da respiração constante é importante
em todo o exame, de modo que a flutuação anatômica seja evitada.
Entretanto, com um sconner de volume (espiral), como se utiliza fre
qüentemente para a TC de tórax, pode ser utilizada uma técnica de uma
apnéia. Com essa técnica, o paciente faz duas ou três respirações pro¬fundas
e então é solicitado a conter a respiração por 20 a 30 segundos.

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Anatomia Seccional do Tórax
A anatomia do tórax é coberta detalhada mente no Capo 2, sobre anatomia
geral do tórax, no Capo 10, sobre o tórax ósseo, e no Cap. 23, sobre o
coração e o sistema circulatório do tórax. Os leitores devem dominar a
anatomia a partir desses capítulos antes de continuarem com esse estudo
da anatomia seccional do tórax.
CONTRASTES
O uso de contrastes intravenosos é importante para a visualização de
estruturas no mediastino. Os protocolos do Departamento de Radiologia
e/ou do radiologista determinam o tipo específico de contraste, o volume
injetado e os locais de injeção.
SEÇÕES AXIAIS DO TÓRAX
Cinco varreduras por TC de tórax de amostra de 10 mm de espessura são
mostradas em orientação axial. Radiografias de tórax e fotografias de modelo
são mostradas à direita de cada imagem por TC, com o nível de varredura
sombreado em verde para ajudar a orientar o leitor para as estruturas
anatômicas visualizadas nesse nível.
O exame para essas varreduras foi obtido com injeções rápidas de contraste
intravenoso.

CORTE AXIAl 1 (Fig. 22.59)
O corte axial 1 representa um corte ao nível da incisura esternal.
As partes marcadas são as seguintes:
A. Veia jugular interna direita
B. Artéria carótida comum direita
C. Traquéia
D. Esterno
E. Articulação esternoclavicular
F. Clavícula
G. Veia jugular interna esquerda
H. Artéria subclávia esquerda
I. Artéria carótida comum esquerda
J. Vértebra T2-13
K. Artéria subclávia direita
L. Espinha e processo acromial da escápula
M. Cabeça do úmero

CORTE AXIAL 3 (Fig. 22.60)
O corte axial 3 representa um corte através da porção inferior do manúbrio.
As partes marcadas são as seguintes:
A. Veia braquiocefálica direita (com contraste)
B. Artéria braquiocefálica (inominada)
C. Manúbrio do esterno
D. Veia braquiocefálica esquerda
E. Artéria carótida comum esquerda
F. Artéria subclávia esquerda
G. Esôfago
H. Vértebra 13-T4
I. Traquéia

CORTE AXIAL 3 (Fig. 22.60)
O corte axial 3 representa um corte através da porção inferior do manúbrio.
As partes marcadas são as seguintes:
A. Veia braquiocefálica direita (com contraste)
B. Artéria braquiocefálica (inominada)
C. Manúbrio do esterno
D. Veia braquiocefálica esquerda
E. Artéria carótida comum esquerda
F. Artéria subclávia esquerda
G. Esôfago
H. Vértebra 13-T4
I. Traquéia

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Tomografia Computadorizada Abdominal e Pélvica
PROPÓSITO
Com o advento da tomografia computadorizada, a habilidade para
diagnosticar morfologia abdominal e pélvica foi significativamente acentua¬da.
Devido à sua velocidade e precisão, 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. O uso de exames diagnósticos
padrões, tais como colangiopancreatografia retrógrada endoscópica (CPRE),
foi muito reduzido devido à abrangência e à relação custo/benefício da TC.
INDICAÇÕES PATOLÓGICAS E EXEMPLOS
Abdome
Suspeita de lesões primárias ou metastáticas do fígado, pâncreas,
rim ou baço (Fig. 22.64)
Processos patológicos das adrenais
Processos patológicos dos linfonodos, tendo a TC substituído a lin
fangiografia na detecção de malignidades dos linfonodos
Pancreatite
Abscessos
Hematomas hepáticos ou esplênicos
Pelve
Carcinomas de próstata, colo uterino, bexiga e ovário
Massas de tecidos moles e doenças dos músculos pélvicos
Suspeita de abscessos
Avaliação da articulação do quadril, especialmente em pacientes
traumatizados, como se vê na Fig. 23.65 (seta)
Exclusão ou detecção de doença oculta (uma doença oculta ou
encoberta, difícil de ser diagnosticada)

EXEMPLOS DE PATOLOGIA ABDOMINAL VISUALlZADA PELA TC