Apostila TC Arnaldo

 

 

   S    I    A    R    E    G    S    A    N    I    M    E    D    A    C    I    G     Ó    L    O    N    C    N    E    T     O     Ã    Ç    A    C    U    D    E    D    E    D    L    A    R    E    D    E    F      O    R    T    N    E    C

Arnaldo Prata Mourão

Aparelhos de Tomografia Computadorizada Tecnologia em Saúde 

 V.9

 

Aparelhos de Tomografia Computadorizada

 

Arnaldo Prata Mour˜ a ao o

Aparelhos de Tomografia Computadorizada

Belo Horizonte Julho 2005

 

˜ Arnaldo Prata. MOURAO, Aparelhos de tomografia computadorizada - Belo Horizonte: NEHOS/CEFET-MG, V.8, 2005. 118p.(Tecnologia em Sa´ u ude) de)

1.Tomografia Computadoriza Com putadorizada da 2 2.Radiologi .Radiologia a M´eedica dica 3.Engenharia Biom´edica edica I T´ıtulo

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Sum´ ario

1 In Intr trodu odu¸ c˜ ca ¸ ˜o 1.1 1.1

13

Hist Hist´´orico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2 A tomogr tomografia afia e sua sua evolu evolu¸ c˜ ¸ ao

17

2.1

Os ap apaarelhos conv onvencionais ais de tomogr ografia afia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.2 2.2

Os ap apar areelh lhos os de to tomo mogr grafi afiaa co comp mput utad ador oriz izad adaa . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2. 2.33

A evol evolu¸ u¸cc˜ao ˜ao tecnol´ogica dos aparelhos de TC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.4

2.3.11 2.3.

Aparel Aparelhos hos de prim primeir eiraa gera¸ gera¸ cc˜˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.3.22 2.3.

Aparel Aparelhos hos de segund segundaa gera gera¸¸cc˜ a˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.3.33 2.3.

Aparel Aparelhos hos de terc terceir eiraa gera¸ gera¸cc˜˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.3.44 2.3.

Aparel Aparelhos hos de quarta quarta gera¸ gera¸cc˜ a˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.3.5

Aparelhos helicoidais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.3.6

Aparelhos multicorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Subsistemas dos aparelhos de TC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.4.1

O gantry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.4.2

A mesa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.4.3

O gerador de raios X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.4.4

Os detectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.4.5

O sistema computacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.4.6

O painel de controle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.4.7

A imagem f´ısica

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.5 Aparel Aparelhos hos de quint quintaa gera¸ gera¸cc˜˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

3 Parˆ ametros de controle

42

3. 3.11

A co coli lima ma¸¸cc˜˜ao do feixe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3.2

Eixos de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.3 3. 3.44

O fator mAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 A al alta ta te tens ns˜˜ao kV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3. 3.55

O tem tempo po de de rot rota¸ a¸cc˜˜ao do tubo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.6 Algori Algoritmo tmoss de de reco reconst nstru¸ ru¸cc˜ a˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.7

A matriz de imagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3. 3.88

A re reso solu lu¸¸cc˜ a˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

4 A gera¸ c c˜ a ˜o das imagens

52

4.1 4.1

A ge gerra¸cc˜ a˜o dos dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

4.2 4.2

A ob obte ten¸ n¸ cc˜ a˜o da imagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.2.1

M´etodos etodos de reconstru¸cc˜ a˜o da imagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4.2.2 4. 2.2

A co cons nstr tru¸ u¸cc˜˜ao da imagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.3

Imagem gem nos apare arelhos convencionais de TC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.4

Imagem gem nos apare arelhos helicoid oidais de TC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.5

4.4.1 4. 4.1

A in inte terpo rpola la¸¸cc˜˜ao de dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.4.2

O  pitch   e a espes pessura efetiva de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Os aparelhos de TC multicorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

4.6 A isot isotrop ropia ia na aquisi aquisi¸¸cc˜˜ao da imagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.7

4. 4.6. 6.11

A aq aqui uisi si¸¸cc˜ a˜o das imagens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.6.2

O exame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Artefatos e compensa¸cc˜ o˜es em imagens de TC . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4.7.1

Artefatos de movimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

4.7.2

Artefatos de interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.7. 7.33

Endurecimento do feixe de raios-X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.7.44 4.7.

Gradie Gradient ntee de atenu atenua¸ a¸cc˜˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4. 4.7. 7.55

Objet Objetoo met´ met´ alico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

4.7.6

Efeito ponta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

6

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

4.8

4.7.7

Ob jjeeto fora do campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

4.7. 7.88

Artefato atos de inconsistˆencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Os meios de contraste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5 As in inst stal ala¸ a¸ c c˜ ˜ oes dos aparelhos de TC

79

5.1

A sala de exames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

5.2

A sala de comando . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

5.3 5.3

A sal salaa de m´ aquinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

5.44 5.

A sala sala de pr prep epar ara¸ a¸cc˜ a˜o e cabines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6 Dosimetria nos aparelhos de TC

82

6. 6.11

O aum aumen ento to no n´ umero de exames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

6.2

O aumento da dose nos exames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

6.3 Caract Caracteri eriza¸ za¸cc˜˜ao da dose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 6.4

Gerenciamento da dose em paciente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

6.5

A¸cc˜˜oes profissionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

6.6 6.6

Ger Gerenc encia iame men nto de do dose se em ap apar arel elho hoss mul multi tico corrte . . . . . . . . . . . . . . . . 89

6. 6.77

Varia aria¸¸cc˜ao ˜ao da dose com o parˆametros de controle . . . . . . . . . . . . . . . . 90

6.8 Contro Controle le autom´ autom´ atico de dose

7 Apli Aplica ca¸ c ¸ c˜ o ˜es

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

94

7. 7.11

Indi Indica ca¸¸cc˜oes ˜oes diagn´osticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

7.22 7.

Image Imagens ns di diagn agn´´osticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 7.2.1

O topograma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

7.2.2

Imagens de cortes axiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

7.2.33 7.2.

Imagen Imagenss de cortes cortes por reco reconst nstru¸ ru¸ c˜ ca˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 101

7.2.4

Imagens volum´etricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 105

7.2.5

Endoscopia por TC

7.2.6

Imagens de angiografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 110

7.2.7 7. 2.7

Image Imagens ns do co cora ra¸¸cc˜ a˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11112

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 109

7

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Lista de Figuras

1. 1.11

Imag Imagen enss da cab cabe¸ e¸ca. (a ) radiografia frontal, (b ) corte axial, (c ) 3D vista frontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2. 2.11

Aqui Aquisi si¸¸cc˜˜ao da imagem em tomogr ografia afia linear. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.2

Aparelho de tomografia linear. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.33 2.

Movi Movime ment nta¸ a¸cc˜oes ˜oes t´ t´ıpi ıpicas cas dos dos apare aparelhos lhos de tomogr tomografia afia con conve venci ncional onal.. . . . . . . 21

2.4 Posicionam Posicionamento ento de pacient pacientee em aparelho de Tomografi Tomografiaa Computadorizad Computadorizada, a, vista lateral com deslocamentos da mesa e vista posterior com movimento girat´orio o rio do tu tubo bo de raios aios X em em tor torno no do paci pacien ente te.. . . . . . . . . . . . . . . 22 2. 2.55

Matr Matriz iz de pixel’s  de uma imagem gerada a partir dos  voxel’s  que comp˜oem oem uma fatia de volume. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.6 Esquem Esquemaa de aparelh aparelhoo de TC de prime primeira ira gera¸ gera¸ c˜ ca˜o. . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.7 Esquem Esquemaa de aparel aparelho ho de TC TC de segun segunda da gera¸ gera¸c˜ ca˜o. . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.8 Esquem Esquemaa de aparelh aparelhoo de TC de tercei terceira ra gera¸ gera¸c˜ ca˜o. . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.9 Esquem Esquemaa de aparel aparelho ho de TC TC de quarta quarta gera gera¸c˜ c¸a˜o. . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.10 Trajet´ ooria ria do feixe de raios X no aparelho de TC helicoidal - resultante do giro cont´ cont´ınuo da fonte de raios X e do deslocamento longitudinal simultˆ aneo aneo da mesa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.11 Sistema Sistema de aquisi¸ aquisi¸cc˜ ao a˜o de dados de corte u ´ nico e multicort orte. . . . . . . . . . . 30 2.12 Detalhe Detalhe da inclina¸ inclina¸cc˜˜ao do gantry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.13 Gerador Geradores es de raios X. (a )tubo )tubo convencional, (b )c´aapsula psula girat´oria. . . . . . . 33 2.14 Colima¸ Colima¸cc˜˜ao do feixe de raios X. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.15 Varia¸cc˜ao ˜ao da abertura do  gantry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.16 Detector Detector de estado estado s´ olido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.17 Esquema Esquema de aparelho de TC de quinta quinta gera¸c˜ ca˜o. . . . . . . . . . . . . . . . . 39 8

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

2.18 Esquema Esquema de aparelho de TC de quinta quinta gera¸c˜ cao, a˜ o, v vis ista ta fron fronta tall e late latera ral. l. . . . 40 3.1 Feixes com diferent diferentes es colima¸ cc˜ o˜es. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.22 3.

Image Imagem m de cort cortee axial axial de crˆ crˆ anio anio com marca¸c˜ cao a˜o de localiza¸c˜ caao ˜o do corte no topog pograma lateral em detalhe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3. 3.33

Defin Defini¸ i¸cc˜ ao a˜o de espessura do feixe e distˆanci a nciaa entr entree eixo eixoss de cort corte. e. . . . . . . . 45

3. 3.44

Varia aria¸¸cc˜˜ao do mA com a espe pesssura do obj objeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

4.1 4.1

Ger Gera¸ cc˜ao ˜ao de sinal a partir da atenua¸c˜ cao a˜ o do do feix feixee prom promov ovid idaa pelo pelo objeto. objeto. . . . 53

4.22 4.

Reco Recons nstr tru¸ u¸cc˜ ao a˜o por proje¸cc˜ao ˜ao inversa.(a ) 0o , (b ) 0o e 90o , (c ) 0o , 45o , 90o e 135o ,(d ) 0o a 152, 152, 5o , a cada 27, 27 , 5o ,(e ) 0o a 166, 166, 25o , a cada 13, 13, 75o ,( f  )  ) 0o a 173,, 125o , a cada 6, 173 6, 875o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4.33 4.

Image Imagem m de cor corte te axi axial al de de t´ oorax rax apresentando a divis˜ao ao na matriz de  pixels  e valores na escala  Hounsfield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4. 4.44

A es esca cala la Hounsfield   e a esc escal alaa de de cin cinza zass par paraa os os tec tecid idos os mole moles. s. . . . . . . . 57

4. 4.55

Apli Aplica ca¸¸cc˜ao ˜ao diferenciada da escala de cinzas sobre a escala  Hounsfield  Hounsfield,, (a) realce do tecido pulmonar, (b) realce de tecidos moles, (c) realce de tecidos ´osseos e meios de contraste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

4.66 4.

Movi Movime ment nta¸ a¸cc˜ao ˜ao do tubo no aparelho aparelho de TC em modo convencional convencional e helicoidal. helicoidal. 60

4.7 Repres Represen enta¸ ta¸cc˜ao ˜ao da h´elice elice de trajet´ tra jet´oria oria do feixe de raios X utilizada na interpola¸cc˜ao ˜ao de dados de 360o para a gera¸c˜ cao a˜ o de imag imagen enss cort cortes es axia axiais is.. . . . . . 60 4.8 Repres Represen enta¸ ta¸cc˜ao ˜ao das h´elices elices de trajet´oria oria do feixe de raios X utilizadas na interpola¸cc˜ ao a˜o de dados de 180o para a gera¸c˜ cao a˜ o de de ima image gens ns cort cortes es axia axiais is.. . . . 61 4.9 Uso dos multi multidet detect ectore oress nos nos apar aparelh elhos os con conve venci ncional onal e heli helicoi coidal dal.. . . . . . . . 63 4.10 Uso dos multidetecto multidetectores res adapt´ aavei veiss nos nos ap apar arel elho hoss mul ulti tico cort rte. e. . . . . . . . . 64 4.11 Arco de detectore detectoress de corte u unic ´ nicoo SS SSCT CT e mul ulti tico cort rtee MSC MSCT. . . . . . . . . 65 4.12 Composi¸cc˜ao ˜a o do ca cana nall de de arc arcoo mul multi tide dete tect ctor or de 16 cor corte tes. s. . . . . . . . . . . . 65 4.13 Irradia¸ Irradia¸cc˜˜ao simples e multicorte do obje bjeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.14 Distribui¸ Distribui¸cc˜ao ˜ao isotr´opica opica e n˜ao ao isotr´opica do volume. . . . . . . . . . . . . . . 67 4.15 Imagem de corte axial de abdo bdome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.16 Imagens Imagens de corte frontal frontal da cabe¸ca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 4.17 Imagem Imagem de corte corte axial de cabe¸ca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.18 Imagem Imagem de corte corte axial de t´orax canino. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 9

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

4.19 Imagem de corte corte frontal frontal de cabe¸ca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 5. 5.11

Inst Instal ala¸ a¸cc˜oes ˜oes de um servi¸co de TC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6.11 6.

Di Dist stri ribu bui¸ i¸cc˜ao ˜ao dos exames radiol´ogicos o gicos por n´ umero u mero de exames e por dose coletiva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

6.2 Imagem Imagem de fluorosc fluoroscopi opiaa em TC para para acompanh acompanhame ament ntoo de pun¸c˜ ca˜o. . . . . . 84 6.3 Imagen Imagenss de TC, TC, cort cortee axial axial de de crˆ cranio ˆanio e corte axial de t´orax. . . . . . . . . . 87 7.1 Topograma opograma front frontal al de de T´ Torax ´orax e lateral de Cabe¸ca. . . . . . . . . . . . . . . . 97 7.2

Sequ uˆ ˆencia de imagens de cortes axiais a xiais de cabe¸ca. . . . . . . . . . . . . . . . 98 ¨ encia

7.3 7.3

Posi¸ osi¸ cc˜ao ˜ao do c´erebro erebro em rela¸cc˜ao ˜ao `a mesa de TC. . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

7.4 Imagen Imagenss de cortes cortes axia axiais is e latera laterall do t´ orax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 100 7.55 7.

Image Imagens ns de cor corte tess de cabe¸ cabe¸ca ca para observa¸c˜ ca˜aoo dos seios nasais, posicionamento especial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1 01

7.6 7.6

Ger Gera¸ cc˜ao ˜a o de co cort rtee por re reco cons nstr tru¸ u¸cc˜ao ˜ao multip multiplana lanar. r. (a)objeto (a)objetos, s, (b) supersuperposi¸cc˜ao ˜ao de cortes transversos, (c) reconstru¸c˜ cao a˜ o de de cor corte te lon longi gitu tudi dina nal. l. . . . . 102 102

7.7 Imagen Imagenss de TC do abdome abdome apr aprese esent ntand andoo altera¸ altera¸c˜ coes o˜es n noo f´ f´ıgad ıgado. o. . . . . . . . . 103 103 7.88 7.

Image Imagens ns isot isotr´ r´ opicas opicas de TC TC de abdome, abdome, cortes cortes ax axiai iais, s, cor coronal onal e sagit sagital. al. . . . 104

7.9 Imagen Imagenss de recons reconstru tru¸¸cc˜ ao a˜o tridimensional dos ossos da cabe¸ca ca e pesco¸co. c o. . . . 107 7.10 Imagens Imagens da arcada dent´ dent´ aria superior.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 108

7.11 Imagen Imagenss de recons reconstru tru¸¸cc˜ao ˜ao tri tridim dimens ension ional al das vias vias repira repirat´ t´ orias, orias, traqu´eia eia e brˆ onquios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 110 7.12 7. 12 Image Imagens ns de ane aneur uris isma ma na na base base de memb membro ro supe superi rior or di dire reit ito. o. . . . . . . . . . 111 111 7.13 Imagem de rim ferradura ferradura obtida por reconstru¸ reconstru¸c˜ cao a˜o volum´etrica etrica e subtra¸ subtra c˜ c¸ao a˜o de tecidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 112 7.14 Varredura arredura do cora¸cc˜ao ˜ao sincronizada por ECG.(a ) curva de batimento, ( b ) varredura por TC multicorte, (c ) var varre redu dura ra por TC heli helico coid idal al.. . . . . . . . 113 7.15 Imagens Imagens tridimensionai tridimensionaiss do cora¸cc˜˜aao, o, vista frontal e superior. . . . . . . . . . 114 7.16 Imagens Imagens tridimensionai tridimensionaiss da raiz a´ ortica ortica e art´erias erias coron´arias. . . . . . . . . 114 114 7.17 Imagens Imagens tridimensiona tridimensionall de  stent   e  bypass   da da aorta. . . . . . . . . . . . . . . 11 115

10

 

Lista de abreviaturas

3D

- Tridimensional

AVC

- Ac Acid iden ente te Vascu ascula larr Ce Cere rebr bral al

CTA

-  Computed Tomography Angiography 

CT

-  Computed Tomography 

DIC DICOM

-  Digital Imaging and Communications in Medicine 

EBT

-  Electron Beam Tomography 

ECG EC G

- Elet Eletro roca card rdi´ i´ ografo ografo

FOV

-  Field of View 

FTC

- Flu Fluoro orosco scopia pia por Tomogra omografia fia Com Comput putado adoriz rizada ada

HU

-  Heat Unit 

ICRP

- Int Internat ernational ional Commissi Commission on on Radi Radiologi ological cal Prot Protectio ection n

kV

- Quilovolt

LCR

- L´ıqui ıquido do C´ eefalo falo Raqui Raquidiano diano

mA

- Mili-ampere

mAss mA

- Mili Mili-a -amp mper eree-se segu gund ndo o

MDCT

-  Multi Detector Computed Tomography 

MIP

-  Maximum Intensity Projection 

MinIP MPR

-  Minimum Intensity Projection  -   Mutiplanar reconstruction 

MSCT

-  Multi Slice Computed Tomography 

PACS

-  Picture Archiving Communication System 

PET

-   Positron Emission Tomography 

RIS

-  Radiology Information Systems 

SDCT

-  Single Detector Computed Tomography 

SSCT

-  Single Slice Computed Tomography 

SSD

-  Shaded Surface Display 

TC

- Tomog omogra rafia fia Comp Comput utad ador oriz izad ada a

VE

-  Virtual Endoscopy 

VRT

-   Volume Rendering Technique 

 

Pref´ acio O objetivo da elabora¸cc˜ao ˜ao desse material material ´e compilar compilar as informa¸ informa¸c˜ cooes ˜es sobre a tecnologia empregada nos aparelhos de Tomografia Computadorizada, desde os princ´ princ´ıpios que deram origem a esse processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao de imagens utilizadas para o diagn´osti os tico co cl´ıınic n ico, o, at´ at´e os avan¸cos cos obtidos nos dias atuais, levando-se em considera¸c˜ caao ˜o o processo hist´oorico rico do aparecimento dos primeiros equipamentos, a contextualiza¸c˜ ca˜aoo de suas aplica¸c˜ coes o˜es ao longo do tempo e sua permanˆ p ermanˆencia encia no mercado de diagn´ostico ostico por imagens. Al´eem m de apresentar a evolu¸cc˜ao ˜ao tecnol´ogica ogica do processo devido a` melhora da tecnologia de materiais dispon´ dispon´ıveis, a evolu¸cc˜ao ˜ao no processamento dos sistemas computacionais, ou aumento na capacidade de armazenagem de imagens, a difus˜ao ao dessa tecnologia baseada na demanda do mercado em detrimento de outras tecnologias geradoras de imagem diagn´ostica ostica que n˜ao ao utilizam radia¸cc˜˜ooes es ionizantes ionizantes,, come¸cando cando pela evolu¸c˜ caao ˜o na arquitetura dos aparelhos, aparel hos, m´etodos etod os de aquisi¸ a quisi¸cc˜ ao a˜o dos d os dados, da dos, m´etodos eto dos de d e reconstru¸ reco nstru¸c˜ cao a˜o das imagens digitais, qualidade do feixe de raios X e dos detectores de radia¸c˜ cao, a˜o, velocidade de aquisi¸c˜ cao a˜o e gera¸cc˜ ao a˜o da imagem digital, qualidade da imagem diagn´ostica. ostica. O reconhecimento da grande necessidade da atua¸c˜ cao a˜o de um profissional supervisor da radioprote¸cc˜ao ˜ao no servi¸ccoo de Tomografia Computadorizada devido `as as altas doses de radia¸c˜ cao a˜o que este tipo de equipamento equipamento promove promove sobre o paciente paciente quando comparado comparado com os demais equipamentos de radiodiagn´ostico ostico e os cuidados cuidados que devem devem ser tomados pelos p elos profissionais profissionais que atuam no setor visando limitar essas doses de radia¸c˜ caao ˜o em todos os indiv´ indiv´ıduos que possam estar envolvidos com o processo. A necessidade da atua¸cc˜ao ˜ao de equipe multiprofissional bem formada e articulada para atuar no setor buscando utilizar todo o potencial tecnol´ogico ogico que os aparelhos disponibilizam para o processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao de imagens diagn´ostica osticass visand visandoo sua aplica aplica¸c˜ c¸a˜aoo de forma eficiente para manter a qualidade do processo desde a demanda do exame at´e a gera¸c˜ cao a˜o do laudo diagn´ostico ostico final. Na tentativa de fornecer uma grande quantidade de informa¸c˜ cooes ˜es de maneira a permitir que os profissionais que atuam a tuam com esse tipo de tecnologia possam compreendˆe-la e-la e desta forma utiliz´a-la a-la com consciˆencia encia e ´etica etica espero ter conseguido realizar pelo menos parte desse objetivo.

 

Cap´ıtulo 1

Intro du¸ c˜ ao A tomografia tomog rafia computadoriz comput adorizada ada ´e um m´etodo etod o diagn´ostico ostico por imagem que a cada dia vem sendo mais e mais utilizado para a pr´atica atica cl´ınica. ınica. Assim, como co mo na radiologia radiol ogia convencional, convencio nal, na tomografia tomog rafia computadorizada o contraste que permite p ermite gerar as imagens ´e resultante da diferen¸ca ca na absor¸cc˜ao ˜ao do feixe de raios X em fun¸c˜ cao a˜o das caracter´ ca racter´ıısticas sticas d dos os tecidos. tecid os. Quanto maior a absor¸cc˜ao ˜ao do feixe pelo tecido, mais claro aparecer´a este tecido na imagem, uma vez que haver´a grande absor¸cc˜ao ˜ao e pouca radia¸c˜ cao a˜o ultrapassar´a o objeto e quanto menor a absor¸cc˜ao ˜ao do feixe pelo tecido mais escuro ele se apresentar´a na imagem. A utiliza¸cc˜ ao a˜o do aparelho diagn´oostico stico de tomografia computadorizada permite observar as estruturas estruturas internas do corpo humano humano atrav´ atrav´ eess de imagens de cortes cortes anatˆ omicos, omicos, possibilitando um melhor estudo do mesmo visando o diagn´ostico. ostico. Sua primeira primeira utiliza¸ utiliza¸c˜ cao a˜o diagn´oostica stica ocorreu no ano de 1971 para fazer a visualiza¸c˜ caao ˜o de um tumor cerebral em uma mulher de 41 anos. A gera¸cc˜ao ˜ao de imagens de corte do c´erebro erebro foi o grande interesse inicial no desenvolvimento desenvolvimento dos aparelhos de tomografia computadorizada. co mputadorizada. Como o c´erebro erebro apresenta um coeficiente de absor¸cc˜ao ˜ao pequeno se comparado com o coeficiente de absor¸c˜ cao a˜o do osso cortical, cortical, imagens diagn´osticas osticas de sua estrutura, at´e o advento da tomografia, eram imposs´´ıveis visto que a calota craniana que o envolve imposs envolve impedia a gera¸c˜ ca˜aoo de imagens com detalh es significa detalhes si gnificantes ntes de poss´ıveis ıveis altera¸ a ltera¸cc˜oes. ˜oes. A tomografia tomog rafia computadorizada ´e ho je aplicada em praticamente todas as esp especialidades ecialidades cl´ cl´ınicas, sendo uma ferramenta de trabalho de uso cotidiano em cl´ cl´ınicas e hospitais e para aplica¸ a plica¸c˜ cooes ˜es em pesquisas pesqu isas cient´ cient´ıficas. Seus avan¸cos cos tˆem em permitido permi tido a cria¸cc˜ao ˜ao de uma s´erie erie de aparatos, cada vez mais complexos. A arquitetur arquiteturaa dessa aparelhagem aparelhagem vem evoluindo, evoluindo, permit p ermitindo indo a otimiza¸ otimiza¸c˜ caao ˜o no processo diagn´ostico, ostico , atrav´ at rav´es es da melhoria melhori a na qualidade qualid ade da d a imagem, ima gem, das t´ecnicas ecnica s de obten¸c˜ caao ˜o planos de corte a serem retratados, das condi¸cc˜oes ˜oes de opera¸c˜ cao a˜o do equipamento, etc. O avan¸co co da inform´atica atica tem contribu´ contribu´ıdo muito principalmente na diminui¸c˜ cao a˜o do tempo de exame, na melhoria da qualidade da imagem e na comodidade como didade de realiza¸c˜ caao ˜o da aquisi¸c˜ cao a˜o da imagem. Apesar de todo o processo processo da tomografia tomografia estar hoje associado ao computador, computador, sua opera¸c˜ cao a˜o

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

´e muito muito mais mais comple complexa xa do que se pode, `a pr prim imei eira ra vista, vista, imagin imaginar ar.. A cada cada dia mais mais aplica¸cc˜oes ˜oes diagn´osticas osticas s˜ao ao propostas requerendo mais e mais estudos tanto do profissional cl´ cl´ınico como do profissional conhecedor da tecnologia do equipamento, exigindo que esses profissionai profis sionaiss estejam estejam se atualizando atualizando continuamen continuamente te de maneira maneira a ficarem ficarem preparados preparados para resolver as m´ ultiplas ultiplas demandas que podem surgir no seu dia-a-dia. A tomografia computadorizada come¸cou cou a ser utilizad ut ilizadaa como com o m´etodo eto do diagn´ di agn´ostico ostico no inicio da d´ ecada ecada de 70, mas sua difus˜ ao a o s´o ocorreu no in in´´ıcio da d´ ecada ecada de 80. Desde o seu aparecimento at´e os dias de hoje sofreu muitas evolu¸c˜ coes o˜es o que contribuiu muito para a redu¸cc˜ ao a˜o no tamanho dos aparelhos e no tempo de aquisi¸c˜ caao ˜o das imagens, melhoria na qualidade qualid ade da imagem, imagem, novas novas aplica¸ aplica¸cc˜oes ˜oes e na flexibilidade no trato dos dados. Apesar da Tomografia Computadorizada utilizar a atenua¸c˜ caao ˜o diferenciada do feixe de raios X pela p ela mat´eria eria para a gera¸ g era¸cc˜ ao a˜o da imagem assim como o aparelho convencional de raios X, a imagem gerada representa um corte anatˆomico omico e n˜ao ao um volume no plano, sendo que esta imagem n˜ao ao ´e gerada diretamente sobre o filme radiogr´afico. afico. A imagem imagem em Tomografi omografiaa Computadorizada utiliza um computador computado r para ser constru´ constru´ıda sendo uma imagem gerada em forma digital e sua impress˜ao ao em suporte supo rte f´ısico ´e feita posteriormente post eriormente a` sua aquisi¸c˜ cao a˜o e poss´´ıveis ajustes poss a justes tais ta is como contraste, brilho, intensidade, reconstru¸c˜ cooes ˜es etc. O tratamento das imagens dos cortes permite gerar imagens de volume, fazer a subtra¸c˜ ca˜aoo de estruturas flexibilizando ainda mais a utiliza¸cc˜ ao a˜o dessa tecnologia.

Figura 1.1: Imagens 1.1:  Imagens da cabe¸ca. c a. (a ) radiografia frontal, (b ) corte axial, (c ) 3D vista frontal.

A Fig.1.1 apresenta trˆes es imagens diagn´osticas osticas da cabe¸ca, ca, uma gerada em um aparelho de raios X e duas imagens imagens geradas geradas em aparelhos aparelhos de Tomografi omografiaa Comput Computado adoriz rizada. ada. A imagem  a  apresenta uma radiografia frontal, gerada no aparelho de raios X. Nesse tipo de imagem as estruturas que apresentam maior absor¸c˜ caao ˜o do feixe de raios X se sobressaem e se sobrep˜ oem oem em rela¸cc˜ ao a˜o as `as demais estruturas independentemente do plano de corte em que se encontrem, impossibilitando a visualiza¸cc˜ ao a˜o e detalhamento principalmente dos tecidos moles, no caso desta regi˜ao, ao, o c´erebro. erebro. A imagem   b   apresenta um corte axial no qual 14

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

as estruturas internas do crˆanio anio encontram-se com os contornos bem definidos sem haver sobreposi¸cc˜˜aaoo das mesmas permitindo visualizar estruturas ´osseas osseas e diferenciar os tecidos moles mol es contidos contidos neste neste corte. corte. A imagem imagem c aprese apresent ntaa uma vista vista front frontal al do crˆ aanio nio obtida atrav´es es de uma reconstru¸ reconstr u¸cc˜ ao a˜o volum´etrica etrica com a subtra¸c˜ caao ˜o de tecido tecidoss moles. moles. Neste Neste caso a imagem apresenta a superf´ superf´ıcie do crˆanio anio n˜ao ao havendo interferˆ interferˆencias encias de uma estrutura sobre a outra.

1.1

Histo orico ´rico

Em 1971  Godfrey Hounsfield   atrav´ at rav´es es da empresa fonogr´ fonog r´afica afica EMI inventa o aparelho de Tomografia Computadorizada por raios-X, sendo apresentada como m´etodo etodo diagn´ostico ostico no ano seguinte no encontro da Sociedade Americana de Radiologia - RSNA (Radiological  Society of Noth Am´ erica  erica ). No final da d´ecada ecada de 70 come¸ca ca o crescimento de vendas dos aparelhos de Tomografia Computadorizada no mercado americano passando a venda de 200 para 800 unidades por ano em 1983. 1983. O Prˆ Prˆemio emio Nobel de medici medicina na do ano de 1979 foi dad dadoo a dois dois precur precursor sores es na pesquisa dos aparelhos de Tomografia Computadorizada:   Allan M. Cormack , nascido ´ na  Africa do Sul e naturalizado americano por seu trabalho na Universidade de Medford de  Medford em Massachussets em  Massachussets   e   Godfr ao ao do Reino Unido por seu trabalho Godfrey ey N. Hounsfield , cidad˜ desenvolvido na empresa EMI. Pesquisas apresentadas em 1980 demonstraram os avan¸ccos os cl´ cl´ınicos ıni cos obtido obt idoss atrav´ atr av´es es do uso da Tomografia Computadorizada e sua eficiˆ encia encia na detec¸c˜ ca˜aoo do cˆancer ancer de pulm˜ao, ao, sendo implantado a unidade de Tomografia Computadorizada de n´ umero umero 5.000 nos EUA. A Tomografia Computadorizada passa a ser utilizada no diagn´ostico ostico de surtos surtos de esquizofren esquizofrenia ia atrav´ atr av´eess da demonst dem onstra¸ ra¸cc˜ao ˜ao de atrofias de determinadas ´areas areas cerebrais. Na primeira metade dos anos 80 o desenvolvimento tecnol´oogico gico permite uma diminui¸c˜ cao a˜o na velocidade de aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados, passando de cinco minutos para cerca de vinte segundos. A ind´ ustria ustria americana america na prevˆe a satura¸ satura c˜ c¸ao a˜o do mercado de aparelhos de Tomografia Computadoriz Comput adorizada ada e come¸ccaa o desenvolvimento desenvolvimento de t´eecnicas cnicas de reconstru¸c˜ cao a˜o vol volum´ um´etri et rica ca.. Amea¸cada cada pelo aparecimen aparecimento to da imagem diagn´ ostica ostica por Ressonˆancia an cia Magn´ Ma gn´etic et icaa  I RM   na segunda metade da d´ecada ecada de 80 a Tomografia Computadorizada permanece no mercado gra¸cas cas `aass suas aplica¸ aplica ¸cc˜oes ˜oes nos estudos de ossos corticais e fraturas e o incremento de alto contraste e resolu¸cc˜ao ˜ao espacial para o alto abdome. Em 1989 aparecem os primeiros aparelhos de Tomografia Computadorizada helicoidais. A Tomografia Computadorizada mant´ em em a primazia nas imagens de patologias pato logias abdominais, partes principais do corpo e imagens de pulm˜ao. ao. Em meados da d´ ecada ecada de 90 surgem surgem as aplica¸cc˜oes ˜oes em imagens tridimensionais e a tecnologia da Tomografia Computadorizada helicoidal evolui. 15

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Em 1992 come¸ca ca a comercializa¸cc˜ ao a˜o de equipamentos de Tomografia Computadorizada de corte duplo, duplo, capaz de gerar a imagem de dois cortes por volta volta completa do tubo de raios X, os primeiros aparelhos que deram origens `a varredura multicorte utilizando os arcos multidetectores, tecnologia MDCT  tecnologia  MDCT . Neste ano come¸cam cam as aplica¸c˜ coes o˜es da TC para diagn´osticos osticos angiogr´aficos. aficos. No ano de 1994 s˜ao ao lan¸ccados ados os primeiros aparelhos de TC ”sub-segundo”em que a volta volta completa do tubo de raios X ocorria em um per´ per´ıodo de tempo menor que um segundo. O conceito segundo. conceito multicort multicortee persiste persiste at´ e 1998 quando os grandes grandes fabricante fabricantess lan¸ccam am vers˜oes oes de aparelhos aparelhos de TC helicoidais multicorte multicorte,, com quatro cortes simultˆ simultˆ aaneos neos e tempo de rota¸cc˜ao ˜ao completa do tubo em torno de paciente menor que um segundo. No ano de 2000 as unidades de Tomografia Computadorizada Multicorte oferecem aumento na velocidade de varredura de volumes. A aquisi¸c˜ caao ˜o de dados de um estudo completo pode ser feita em menos de 10 segundos. No ano de 2001 os radiologistas promovem um crescimento consider´avel avel nas aplica¸cc˜oes ˜oes cl´ınicas ınicas dos aparelhos de TC multicorte, sendo que os processos de estudos angiogr´aficos aficos por Tomografia Computadorizada aparecem como a ´area mais benefici area b eneficiada ada por p or essa evolu¸ evolu¸cc˜ao. ˜ao. No ano de 2001 2001 s˜aaoo lan¸cados cados os primeiros aparelhos com sistemas de redu¸cc˜ao ˜ao de dose em paciente. Em 2002 s˜ ao ao lan¸ccados ados os aparelhos de Tomografia Computadorizada helicoidais multicorte de oito e dezesseis cortes simultˆaneos aneos por rota¸cc˜ao ˜a o completa do tubo de raios X. No ano de 2004 surgem os aparelhos de TC multicorte de 32 e 64 cortes simultˆaneos aneos por volta completa do tubo de raios X.

Exerc Ex erc´ ´ıci ıcios os prop pr opos osto toss 1. Explique Explique porque as imagens imagens de TC foram inicialmente inicialmente destinadas destinadas ao diagn´ ostico ostico do c´ereb er ebro ro.. 2. Quando Quando surgiram as imagens imagens de TC? 3. Por Por que as imagens imagens de TC s˜ao ao t˜ao ao importantes? 4. Cite as principais caracter´ caracter´ısticas que diferenciam as imagens de TC das radiografias convencionais. 5. Qual o princ pr inc´´ıpio f´ısico utilizado utiliz ado para a gera¸ g era¸c˜ ca˜aoo de imagens em TC?

16

 

Cap´ıtulo 2

A tomografia e sua evolu¸ c˜ ao A palavra  tomografia   significa significa imagem em tomos, ou em planos, sendo portanto a defini¸c˜ cao a˜o para as imagens de qualquer aparelho diagn´ostico ostico que permita a gera¸c˜ cao a˜o de imagem de um plano de corte, possibilitando o estudo de estruturas localizadas no interior do corpo. Essas imagens podem pertencer a planos de corte diversos, axial, frontal, lateral ou inclinado sem que haja superposi¸cc˜˜aaoo de estruturas na imagem gerada. Existe Exi stem m v´ arios arios aparelh aparelhos os gerador geradores es de imagen imagenss diagn´ diagn´ oostica sticass que possibi possibilit litaa a gera¸ gera¸c˜ cao a˜o de imagem de planos de corte, portanto em cortes tomogr´aaficos, ficos, como o Ultra-som, a Ressonˆ ancia ancia Magn´etica, etica, a   P ET   ET    etc. etc. Apesar Apesar dessas dessas possibili possibilidad dades, es, o aparelh aparelhoo que gera imagem tomogr´afica afica a partir da atenua¸cc˜ ao a˜o do fei feixe xe de raios raios X ´e que passou passou a ser denominado aparelho de Tomografia Computadorizada. A Tomografia Computadorizada foi inicialmente denominada como   CAT Scan   (Computerized Axial Tomography ), ), posteriormente como  X-ray CT   (X-ray Computed Tomography ) e finalmente como  CT   (Computed  ), ou TC. Os aparelhos de TC que hoje se encontram dispon disp on´´ıveis no mercado Tomography ), tiveram sua origem num processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao tomogr´afica afica denominado tomografia linear que est´a inclu´ inclu´ıdo entre as tomografias convencionais convencionais que n˜ao ao utilizam o computador para a gera¸cc˜ ao a˜o da imagem de corte anatˆomico. omico.

2.1

Os ap apare arelho lhoss conve convenci nciona onais is de ttomo omogra grafia fia

A tomografia tomografia linear, linear, tamb´ tamb´em em conhecida conhecida como planigrafia, planigrafia, foi a primeira primeira radiografia radiografia convencional que permitiu a imagem de um corte anatˆomico omico e possibilitou o desenvolvimento posterior da tomografia computadorizada. Essa t´ecnica ecnica ´e realizada utilizando-se um aparelho de raios X, cuja ampola emite radia¸cc˜ao ˜ao enquanto desloca-se em um determinado eixo. Simultanea Simultaneamen mente, te, o filme de registro registro de imagem move-se move-se em sentido sentido contr´ ario ario e de forma sincronizada num mesmo eixo e entre o filme e a ampola geradora do feixe de raios X encontra-se est´aatico tico o ob objeto jeto em estudo. Como existe existe uma movimenta¸ movimenta¸c˜ ca˜aoo da fonte de radia¸cc˜˜aaoo e do chassi, a imagem surge de forma desfocada, sendo que um plano de corte

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

escolhido no objeto ´e a unica u ´ nica regi˜ao ao da imagem que permanece mais n´ıtida, uma vez que, durante a exposi¸cc˜ao ˜ao este plano espec´ espec´ıfico permaneceu sem movimento relativo entre aos raios originados originados da fonte fonte emissora emissora de raios X e a pel´ pel´ıcula recepto receptora ra da imagem. A Fig.2.1 apresenta um esquema do funcionamento de um aparelho de planigrafia, onde ´e poss´ poss´ıvel observar o posicionamento inicial do tubo de raios X `a esquerda e seu movimento para a direita, sendo que o chassi que inicialmente est´a a` direita movimenta-se em sincronismo com o tubo de raios-X para a esquerda.

Figura 2.1:  2.1:   Aquisi¸cc˜ ao a˜o da imagem em tomografia linear.

No feixe emitido pelo tubo est˜ao ao marcadas marcad as trˆes es tra trajet´ jet´orias orias de propaga¸c˜ caao ˜o de raios, sendo uma em linha cont´ cont´ınua, outra em linha tracejada e uma terceira em linha pontilhada. Os raios que se propagam pela trajet´oria oria cont´ cont´ınua e que n˜ao ao forem absorvidos pelo objeto atingir˜ao ao o ponto um do chassi, os que se propagam pela trajet´ooria ria tracejada atingir˜ao ao o ponto dois e os que se propagam pela trajet´ oria ori a ponti p ontilha lhada da o po ponto nto trˆ t rˆes es do d o in´ıcio ıci o ao fina finall do processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao da imagem. Desta forma, forma, a parcela parcela do feixe que passa pela trajet´oria oria continua marcar´a sobre o ponto um do filme todas as informa¸c˜ coes o˜es correspondentes `as as atenua¸cc˜˜ooes es promovidas pelas estruturas pelas quais passa essa trajet´oria oria durante o processo de aquisi¸cc˜ao ˜a o da imagem imagem.. A mesma mesma afirma¸ afirma¸c˜ cao a˜o ´e v´aalida lida para a trajet´ooria ria tracejada em rela¸cc˜ao ˜ao ao ponto dois e para a trajet´oria oria pontilhada em rela¸c˜ cao a˜o ao ponto po nto trˆees. s. Como as trajet´orias orias demarcadas demarcadas passam por estruturas estruturas diferentes diferentes a cada instante os raios que ultrapassam o objeto estar˜ao ao marcando marcando informa¸ informa¸c˜ cooes ˜es d diferentes iferentes sobre toda tod a a superf´ıcie ıcie do filme. filme. No entant entantoo com rela¸ rela¸cc˜ao ˜ao aos planos A, B e C demarcados no objeto ´e poss poss´´ıvel observ obser var que do princ´ princ´ıpio ao final do processo processo as estruturas estruturas contidas no plano B estar˜ estarao a˜o sendo registradas nos mesmos pontos do filme uma vez que as trajet´orias orias passam sempre 18

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

sobre o mesmo ponto do plano B e registram a informa¸c˜ caao ˜o em um mesmo lugar no filme. Essa caracter´ caracter´ıstica de registrar as informa¸cc˜ ooes ˜es das estruturas que fazem parte do plano B sempre na mesma regi˜ao ao do filme far´a com que elas sejam ressaltadas na imagem em rela¸c˜ cao a˜o a` de outros planos ap´os os a revela¸cc˜ao ˜ao do filme, pelo fato de sua imagem ser repetidamente registrada em uma mesma posi¸cc˜ao ˜ao diferentemente do que ocorre com as imagens dos demais planos. Os outros outro s planos plan os contidos contid os no volume vol ume irradiado irra diado tamb´em em promover˜ prom over˜ ao ao registros sobre o filme, no entanto, esses registros ocorrem de maneira difusa por ficarem em posi¸c˜ coes o˜es diferentes a cada intervalo de tempo do processo de aquisi¸c˜ caao. ˜o. Por Por essa raz raz˜ ao a˜o os demais planos do volume promover˜ao ao o registro de uma camada de cinza difusa que proporciona `a imagem final uma baixa qualidade. Esses registros de outros planos do objeto, gerados na imagem final, podem confundir-se com a imagem do corte que se deseja observar e devem ser considerados no momento da interpreta¸cc˜ao ˜ao da imagem. O plano objetivo que ser´a ressaltado na imagem, no caso o plano B, fica ao n´ıvel ıvel do fulcro, sendo sen do o ful fulcro cro o n´ıv ıvel el de apoio (eixo) (eixo) atrav atrav´´es es do qual qual o tubo de raios raios X e o ch chass assii se movem. Portanto movem. Portanto as estruturas estruturas que se encontram encontram no plano de corte ao n´ıve ıvell do fulcro ser˜ ao ao aquelas que surgir˜ surgirao ˜ao com maior nitidez nitidez na imagem final. Inversam Inversament entee as estruturas estruturas localizadas fora do plano objetivo que est´a no n´ıvel do fulcro, tanto acima quanto abaixo ser˜ ao ao registradas em pontos diversos do filme n˜ao ao podendo ser reconhecidas devido ao borramento que geram na imagem. O n´ıvel do fulcro determina o corte anatˆoomico mico de interesse a ser registrado no filme. Em um sistema que apresenta o n´ıvel do fulcro fixo o posicionamento p osicionamento do paciente deve ser feito com o aux´ aux´ılio de um sistema de ajuste de n´ıvel do fulcro atrav´ es es da varia¸ varia¸c˜ ca˜aoo da altura da mesa permitindo gerar imagens de cortes mais superiores ou mais inferiores em rela¸c˜ cao a˜o ao volume volume do objeto. Alguns sistemas sistemas utilizam utilizam o n´ıvel ıvel do fulcro fulcro m´ ovel ovel e seu ajuste n˜ao ao ´e fe feit itoo pe pela la varia¸ vari a¸cc˜˜ao ao da altura da mesa que nesses nesses equipamentos equipamentos ´e fixa. De acordo com a posi¸cc˜ao ˜ao do plano de corte do qual se deseja deseja gerar a imagem, imagem, al´ eem m do ajuste do n´ıve ıvell do fulcro, deve se posicionar adequadamente o objeto. A Fig.2.2 apresenta um aparelho de Tomografia Linear com a mesa de posicionamento do paciente e a movimenta¸cc˜ao ˜ao da fonte geradora do feixe de raios-X, do chassi contendo o filme imediat ime diatame ament ntee sob a mesa mesa e a regula regulagem gem da mesa mesa na sua altura altura.. A gera¸ gera¸c˜ caao ˜o da imagem do plano de corte escolhido depender´a do ajuste da altura da mesa e do posicionamento correto do paciente em rela¸cc˜ao ˜ao `a aparelhagem, este tipo de imagem permite o estudo de uma altera¸cc˜ao ˜ao em corte longitudinal, obl´ıqua ıqua etc. Como toda imagem gerada em aparelhos de raios X ´e necess´aria aria a existˆencia encia de contraste entre as estruturas pr´oximas oximas contidas na regi˜ ao ao que se deseja observar, por essa raz˜aaoo essa t´ecnica ecni ca ´e u usad sadaa para a ger gera¸ a¸c˜ ca˜aoo da imagem diagn´ostica ostica para a observa¸cc˜ao ˜ao de tecidos que apresentam maior absor¸c˜ cao a˜o do feixe de raios X, como os tecidos ´osseos. osseos. No caso de cavidades cavidades do sistema digest´ digest´ orio or io a t´ecnic ec nicaa tamb´ ta mb´em em pode ser utilizada com co m o aux´ aux´ılio de meio de contraste para que essas cavidades possam ser 19

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

observadas.

Figura 2.2:  2.2:   Aparelho de tomografia linear.

Os artefatos promovidos por estruturas que apresentam grande absor¸c˜ ca˜aoo do feixe de raios-X e que se encontram fora do n´ n´ıvel de fulcro podem trazer problemas na gera¸c˜ ca˜aoo de algumas imagens. imagen s. Um caso caso comum comum ´e o artefa artefato to causad causadoo pela coluna coluna verte vertebra brall para para o pacien paciente te posicionado em dec´ ubito ubito dorsal no aparelho aparelho apresenta apresentado do na Fig.2.2. Fig.2.2. Como as v´ ertebras ertebras que comp˜oem oem a coluna apresentam grande absor¸c˜ cao a˜o do feixe e est˜ao ao dispostas no mesmo eixo longitudinal de deslocamento do tubo de raios X e do chassi, apesar da estrutura de cada v´ ertebra ertebra estar sendo registrada em regi˜ooes es diferentes do filme a cada instante o fato das v´ ertebras ertebras estarem sucessivamente posicionadas no eixo longitudinal promover´ a o aparecimento de um artefato longitudinal na regi˜ao ao central do filme prejudicando a observa¸cc˜ao ˜ao das estruturas estruturas perten p ertencen centes tes ao plano objetivo que tamb´ tamb´em em se encontram encontram ali registradas. Visando diminuir a influˆencia encia de artefatos artefato s que impediam a observa¸ observa¸c˜ caao ˜o de algumas estruturas e melhorar a qualidade da imagem gerada, outros tipos de aparelhos de tomografia convencional foram desenvolvidos baseados em movimenta¸c˜ cooes ˜es diferentes da fonte de radia¸cc˜ao ˜ao e do filme receptor receptor da imagem. imagem. As movimen movimenta¸ ta¸c˜ co˜oes es mais comuns s˜aaoo a circular, el´ el´ıptica, hipocicloidal e espiral. Cada uma dessas movimenta¸ c˜ coes o˜es dos aparelhos de tomografia convencional apresentava algumas vantagens e desvantagens em rela¸c˜ cao a˜o aos demais, de acordo com o formato e a localiza¸cc˜ao ˜ao da estrutura da qual se desejava gerar a imagem de corte. Uma estrutura linear seria bem retratada por uma tomografia linear cujo movimento de deslocament deslocam entoo do tubo e do chassis. chassis. No entanto, entanto, outras estruturas estruturas lineares pres present entes es no 20

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

volume observado poderiam gerar artefatos significativos, capazes de atrapalhar o diagn´ostico. ostico. O movimento movimento circular, por exemplo, permitia a gera¸c˜ caao ˜o da imagem de uma se¸c˜ cao a˜o sem deforma¸ deforma¸cc˜˜ooes es nas extremidades da imagem como ocorria na tomografia linear, no entanto apresenta um tempo de exame muito maior como tamb´ ta mb´ em em uma maior exposi¸ exp osi¸c˜ ca˜aoo do paciente e sofreria so freria influˆencia encia de artefat a rtefatos os gerados gerado s por p or estrutura e struturass cil ci l´ındricas ındrica s ou esf´ericas. ericas. A movimenta¸cc˜ao ˜ao el´ el´ıptica busca associar a ssociar as vantagens vantagens das tomografias de movimentos linear e circular. Visando ressaltar a imagem do corte e diminuir a influˆencia encia dos artefatos devido aos borrab orramentos no processo diagn´ostico ostico foram desenvolvidos aparelhos de tomografia convencional com movimen movimentos tos mais complexos complexos como o hipocicli hipociclidal dal e o espira espiral. l. A Fig.2. Fig.2.33 aprese apresent ntaa os movimentos t´ıpicos ıpicos dos aparelhos de tomografia convencionais. Apesar de apresentar melhores resultados na imagem final as movimenta¸c˜ cooes ˜es mais complexas apresentavam dificuldades na mecˆanica anica no que tange a sincronia dos movimentos da fonte de radia¸c˜ cao a˜o e do chassi, chas si, al´ eem m de maior dose no paciente. paciente. Todos estes modelos de aparelhos aparelhos de tomografia tomografia convencional fazem o registro diretamente sobre o filme radiogr´afico. afico. A tomografia tomografia convencional por raios X vem sendo substitu´ substitu´ıda pela p ela TC devido as a`s vantagens proporcionadas por esta em rela¸cc˜ao ˜ao a` qualidade da imagem e recursos para a obten¸c˜ cao a˜o de informa¸c˜ coes. o˜es.

Figura 2.3:  2.3:   Movimenta¸cc˜ oes o˜es t´ıpicas ıpicas dos aparelhos ap arelhos de tomografia tom ografia convencional.

2.2

Os a apar parelh elhos os de tom tomogr ografia afia comput computado adoriz rizada ada

O aparelho de tomografia computadorizada permite gerar a imagem de um corte anatˆomico omico com o aux´ aux´ılio de um computador e come¸cou cou a ser utilizado como processo diagn´ostico ostico em

21

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

meados da d´ecada ecada de 70. O m´etodo etodo utiliza um tubo gerador de raios X que emite radia¸c˜ cao a˜o enquanto move-se em e m c´ırculo ou semic´ırculo ırculo em torno do ob objeto jeto a ser estudado. estuda do. Ao inv´eess de gerar a imagem diretamente sobre o filme radiogr´afico, afico, a radia¸c˜ caao ˜o que atravessa o objeto ´e captada por sensores posicionados p osicionados em oposi¸ o posi¸c˜ cao a˜o a` fonte de radia¸c˜ cao, a˜o, ap´os os o objeto, como apresenta o esquema da Fig.2.4. As imagens tomogr´aficas aficas s˜ao ao reconstru reconst ru´´ıdas atrav´es es de um grande n´umero umero de medi¸c˜ coes o˜es feitas pelos detectores que s˜ao ao conectados `a entrada de dados do computador. computador. Os detectores captam capta m a parcela do feixe que atraves a travessou sou o objeto gerando um sinal el´eetrico trico que ´e conve con verti rtido do em um sinal sinal digital digitaliza izado do e en envia viado do para para o comput computador ador.. O comput computador ador far´ a o tratamento dessa informa¸cc˜ ao a˜o gerando valores num´ericos ericos correspondentes a` atenu at enua¸ a¸c˜ c˜ao ao sofrida pelo feixe. Esses valores valores num´ ericos ericos correspondentes co rrespondentes `a atenua¸c˜ caao ˜o sofrida pelo feixe s˜ ao ao convert convertido idoss em uma imagem imagem em tons de cinza varia variando ndo do branco branco ao preto. preto. A imagem tomogr´afica afica resultante ´e um mapa em escala de cinza proporcional prop orcional aos coeficientes de atenua¸cc˜ao ˜ao linear de cada tecido atravessado pela radia¸c˜ caao. ˜o.

Figura 2.4:   Pos Figura Posiciona icionament mentoo de paciente paciente em aparelho aparelho de Tomografia omografia Computador Computadorizada izada,, vista lateral com deslocamentos da mesa e vista posterior com movimento girat´orio orio do tubo de raios X em torno do paciente.

A teoria relativa `a obten¸cc˜ao ˜ao da imagem de um plano axial ´e de que o feixe que atraves atravessa sa o corpo corp o humano cont´em em informa¸ informa ¸cc˜oes ˜oes de toda tod a a mat´eria eria atravessada por ele, por´em em parte dessa informa¸cc˜ao ˜a o n˜ao ao ´e registrada registrada na radiografia radiografia convencion convencional. al. A tomografia tomografia computacomputadorizada permite a reconstru¸cc˜ao ˜ao da imagem de toda a mat´ eria eria de um plano tomogr´ afico afico de um objeto e esta imagem ´e gerada com o aux´ aux´ılio de um computador. computador. A qualidade qualidade desta imagem gerada depende de v´arios arios parˆametro ametros, s, tais como: a naturez naturezaa dos raios raios X

22

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

(qualidade), o tipo de detectores de raios X, o n´umero umero de detectores, a velocidade das medi¸cc˜˜ooes, es, os algoritmos utilizados para a reconstru¸c˜ cao a˜o da imagem, etc. O computador ´e o respons´avel avel pela gera¸cc˜ao ˜ao final da imagem que ´e obtida atrav´ eess do processamento das informa¸cc˜oes ˜oes fornecidas fornecidas pelo conjunto conjunto de detectores detectores.. Cada unidade que comp˜oe oe um corte possui uma absor¸cc˜ao ˜ao diferente da radia¸c˜ cao a˜o e ap aparece arece no v´ııdeo deo como uma imagem bidimensional denominada pixel denominada  pixel,, sigla originada de  de   picture element. element. Na realidade a radia¸cc˜ao ˜ao quando atravessa o corpo, passa por um volume e n˜ao a o por um plano, assim a radia¸cc˜ ao a˜o que chega aos ao s detectores refere-se `a radia¸c˜ ca˜aoo n˜ao ao absorvida que atravessou atraves sou uma fatia de espessura espessura delgada. delgada. A fatia irradiada ´e dividida dividida em unidades unidades de volume que aparecem no v´ıdeo como um pixel um  pixel,, no entanto este pixel este  pixel representa  representa no plano bidimensional uma unidade de volume, um voxel um  voxel   (volumetric element) element) que ´e a unidad unidadee de volume atravessada pela radia¸cc˜ao ˜ao que ser´a representada na imagem, veja o esquema apresentado na Fig.2.5

Figura 2.5: Matriz 2.5:  Matriz de  pixel’s  de  de uma imagem gerada a partir dos  voxel’s  que   que comp˜oem oem uma fatia de volume.

Cada   voxel   que comp˜oe oe a fatia de tecido irradiada apresentar´a uma absor¸c˜ cao a˜ o de uma parcela do feixe de raios X proporcional `a sua composi¸c˜ cao. a˜o. De acordo aco rdo co com m a caracter´ ca racter´ııstica stica de absor¸cc˜ao ˜a o do voxel do  voxel   o  pixel  pixel   que o representa na imagem do corte receber´a um tom de cinza. Assim quanto cinza. quanto maior a absor¸cc˜˜aaoo apresentada por um um voxel  voxel mais  mais claro ser´a o  pixel que o representa e quanto menor mais escuro. Os avan¸cos cos tecnol´ogicos ogicos tˆem em permitido a melhoria constante dos aparelhos a parelhos de Tomografia Computadorizada desde que este m´etodo etodo diagn´ostico ostico come¸cou cou a ser empre empregado gado.. Estes Estes avan¸cos cos permitiram a cria¸cc˜˜aaoo de novas gera¸c˜ coes o˜es de aparelhos que apresentam, cada vez mais, mai s, imagen imagenss mais mais detalh detalhada adass e de melhor qualidade qualidade.. A maior maior evolu evolu¸c˜ c¸a˜aoo no que refere `a qualidade dos aparelhos veio com a evolu¸cc˜ ao a˜o dos tubos de raios X e dos detectores de radia¸cc˜ao, ˜ao, que permitiram reduzir consideravelmente o tempo de varredura para a obten¸c˜ cao a˜o da imagem de um corte anatˆomico. omico.

23

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

2.3

A evolu¸ c c˜ ˜ a ao o te tecn cnol ol´ o ogica ´gica dos aparelhos de TC

Baseados nos sistemas que foram sendo desenvolvidos e que marcaram evolu¸c˜ caao ˜o consider´ avel avel no processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados para a reconstru¸c˜ cao a˜o da imagem digital do corte anatˆoomico mico e na melhoria dos aparelhos de tomografia computadorizada pode-se fazer uma classifica¸cc˜ao ˜ao desses desses modelos. modelos. Inicia Inicialme lment ntee a gera¸ gera¸c˜ ca˜aoo de uma unica u ´ nica imagem de corte demorava alguns minutos e hoje a aquisi¸cc˜ao ˜ao de um conjunto completo de imagens para um exame em um aparelho de Tomografia Computadorizada pode ser feita em quest˜ao de segundos. segun dos. Veja a seguir seguir uma descri¸ descri¸cc˜ao ˜ao do modelo padr˜ao ao que representa representa cada gera¸c˜ caao ˜o que marcou a evolu¸cc˜ao ˜ao dos aparelhos aparelhos de Tomografia omografia Computadoriz Computadorizada. ada. 2.3.1 2.3 .1

Aparel Aparelhos hos de prim primei eira ra gera gera¸ c˜ ¸ ao

O funcionamento do primeiro modelo descrito de um aparelho de Tomografia Computadoriza dor izada da ´e basead baseadoo em um tubo de raios raios X e um unico u ´ nico detector de radia¸c˜ cao. a˜ o. O fei feixe xe gerado pelo p elo tubo t ubo ´e muito bem colimado, tipo  pencil beam , para atingir unicamente a area a´rea do detector detector.. O objeto objeto ´e posicio posicionad nadoo entre entre o tubo de raios raios X e o detect detector or que s˜ ao ao colocados na posi¸cc˜ao ˜ao inicial fazendo a coleta das informa¸c˜ coes o˜es de quanto o feixe foi atenuado nesta posi¸cc˜ao. ˜ao. A fonte e o detector s˜ao ao ent˜ao ao rotacionados de cerca de 1 o para cada nova aquisi¸cc˜ao ˜ao e todo o processo processo ´e repetido. Ao final de muitos posicionamento posicionamentoss do sistema sistema tubo-detector s˜ao ao varridos 180o em torno do objeto. As caracter cara cter´´ısticas ıstica s principais princi pais desse de sse modelo mo delo s˜ s ao ˜ao a demora no processo de aquisi¸c˜ cao, a˜o, pois para a ob obte ten¸ n¸cc˜˜ao ao da imagem de um corte eram necess´arios arios muitos posicionamentos para a coleta de dados. Assim, Assim, este aparelho possui tempos de varredura arredura muito longos entre entre quatro e cinco minutos para a obten¸cc˜ao ˜ao da imagem de um unico u ´ nico plano de corte. Durante todo esse per´´ıodo de varredura per varredura o objeto deve permanecer im´ oovel. vel. Como o process processoo de gera¸ c˜ ca˜aoo das imagens exige uma seq¨ sequ uˆ ¨ encia ˆencia de cortes, pois a regi˜aaoo onde se encontra a altera¸c˜ cao a˜o n˜ao ´e conhecida, para a realiza¸cc˜ ao a˜o de uma seq¨ sequ uˆ ˆencia de cortes completa poderia demorar horas ¨ encia e a qualidade da imagem gerada era muito ruim. Esse modelo inicial trouxe como grande novidade a possibilidade de observa¸c˜ cao a˜o dos tecidos cerebrais, uma vez que se encontram dentro do crˆanio anio e este apresenta uma grande absor¸cc˜ao ˜ao do feixe de raios X, a observa¸cc˜ao ˜ao de altera¸c˜ coes o˜es internas `a calota craniana era muito restrita quando se utilizava a radiografia convencional. Pelo fato das estruturas internas ao crˆ anio anio praticamente n˜ao ao se movimentarem a restri¸c˜ cao a˜o de movimento da cabe¸ca ca do paciente possibilitava a aquisi¸cc˜ao ˜ao das imagens imagens tomogr´ aficas aficas mesmo para os tempos de aquisi¸ aquisi¸c˜ ca˜aoo que este modelo solicitava, solicitava, hoje considerado consideradoss muito muito longos. Aplica¸ Aplicac˜ c¸ooes ˜es para t´orax orax e abdome eram invi´aveis aveis em virtude dos movimentos respirat´orios orios e perist´alticos. alticos. A qualidade da imagem era muito ruim, n˜ao ao s´o pelo n´ umero umero restrito de pixels de  pixels que  que compunha a matriz da imagem como tamb´ em em pela qualidade dos programas de reconstru¸c˜ cao a˜o

24

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

que eram limitados e com poucas ferramentas de compensa¸c˜ caao ˜o para artef artefatos atos.. A Fig.2.6 Fig.2.6 apresenta um esquema de um aparelho de Tomografia Computadorizada de primeira gera¸cc˜ao. ˜ao.

Figura 2.6: Esquema 2.6:  Esquema de aparelho de TC de primeira gera¸cc˜ ao. a˜o.

2.3.2 2.3 .2

Aparel Aparelhos hos de segu segunda nda gera¸ gera¸ c˜ ao

A segunda gera¸cc˜˜aaoo dos aparelhos de tomografia computadorizada era composta por um tubo de raios X que emitia um feixe delgado em forma de leque que atingia aproximadamente men te 30 detect detectore oress alinha alinhados dos em uma reta. reta. O aumento aumento do n´ umero umero de detectores possibilitou uma redu¸cc˜ aao ˜o consider´avel avel para o n´ umero umero de posicionamentos, de 180 posicionamentos necess´arios arios nos aparelhos de primeira gera¸c˜ cao a˜o para apenas seis posicionamentos, reduzindo-se o tempo de varredura e consequentemente u ¨ entemente o tempo de exame. O tempo gasto para a produ¸cc˜ao ˜ao da imagem de cada plano de corte era da ordem de 20 a 60 segundos. No entanto a demora no processamento da informa¸ inf orma¸c˜ caao ˜o era grande em virtude dos novos algoritmos de reconstru¸cc˜ao ˜ao que diferentemente dos aparelhos de primeira gera¸c˜ cao a˜o deveriam levar em conta a inclina¸cc˜ao ˜ao do feixe em rela¸c˜ cao a˜o aos detectores mais externos em virtude virtu de de sua caracter caracter´´ıstica ıstica divergen divergente te e a qualidade qualidade da imagem ainda era muit muitoo ruim. A Fig.2.7 apresenta um esquema de um aparelho de Tomografia Computadorizada de segunda gera¸cc˜ao. ˜ao.

25

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 2.7: Esquema 2.7:  Esquema de aparelho de TC de segunda gera¸cc˜˜ao. ao.

2.3.3 2.3 .3

Aparel Aparelhos hos de terc terceir eira a gera¸ gera¸ c˜ ao

A arquit arquitetu etura ra dos aparel aparelhos hos de Tomografi omografiaa Comput Computador adoriza izada da de tercei terceira ra gera¸ gera¸c˜ ca˜aoo foi foi disponibiliza disponib ilizada da no final da d´ ecada ecada de 70 e o que diferencia diferencia esta gera¸c˜ cao a˜o ´e o apareci apa reciment mentoo de um conjunto de detectores que formam um arco m´ovel ovel p posicio osicionado nado ap´ooss o ob objeto jeto sendo mecanicamente conectado ao tubo raios X. O conjunto formado pelo tubo e pelo arco de detectores descreve um giro de 360 o em torno do paciente para a aquisi¸c˜ cao a˜o dos dados necess´ arios arios a` reconstru¸cc˜ao ˜ao da imagem de um corte anatˆomico. omico. Este sistema reduz o tempo de aquisi¸cc˜ao ˜a o da imagem de um plano de corte para uma faixa entre trˆes es e dez segundos e essa redu¸cc˜ao ˜ao no tempo de aquisi¸c˜ cao a˜o foi fundamental para permitir a gera¸cc˜ao ˜ao de imagens de estruturas m´oveis oveis devido `a respira¸ respira¸c˜ caao ˜o e aos movimentos perist´alticos. alticos. Al´em em da diminui¸cc˜ao ˜a o no tempo de aquisi¸c˜ cao a˜o de dados para a gera¸c˜ caao ˜ o da imagem, esses aparelhos trouxeram uma melhora consider´avel avel na qualidade da imagem gerada.. Os aparelhos de Tomografia gerada Tomografia Computa Computadoriz dorizada ada hoje ho je instalados no Brasil devem ser no m´ınimo de terceira terceira gera¸ cc˜ao. ˜a o. A Fig. Fig.2.8 2.8 apres apresen enta ta um esqu esquem emaa do apar aparel elho ho de Tomografia Computadorizada de terceira gera¸c˜ cao. a˜o. 2.3.4 2.3 .4

Aparel Aparelhos hos de quarta quarta gera¸ gera¸ c c˜ ao a ˜o

Nesta gera¸cc˜˜aaoo surge um anel de detectores fixo que cobre os 360 o ao redor do paciente e somente o tubo de raios X gira 360 o em torno do paciente emitindo um feixe delgado em forma de leque. Como os detectores est˜ao ao fixos, h´a uma melhora consider´avel avel nos ajustes dos mesmos diminuindo consideravelmente a possibilidade de gera¸c˜ cao a˜o de artefatos devido

26

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 2.8: Esquema 2.8:  Esquema de aparelho de TC de terceira gera¸cc˜ ao. a˜o.

a desajustes mecˆanicos anicos entre a fonte emissora de raios X e o conjunto de detectores que ocorriam com facilidade na gera¸cc˜ ao a˜o anter anterio ior. r. O tempo tempo par paraa a obte obten¸ n¸c˜ cao a˜o de um corte ´e menor que o dos aparelhos de terceira gera¸cc˜ao. ˜ao. A Fig.2.9 Fig.2.9 apresen apresenta ta um esquem esquemaa de um aparelho aparel ho de Tomografia omografia Computadoriz Computadorizada ada de quarta quarta gera¸c˜ caao. ˜o. Apesar da evolu¸cc˜ao ˜ao trazida pelos aparelhos de quarta gera¸c˜ cao, a˜o, posterio posteriorme rment ntee ao seu aparecimento a evolu¸cc˜˜aaoo ocorrida na mecˆanica anica de precis˜ao ao possibilitou melhorar a qualidade do processo de coleta de dados dos aparelhos aparelhos de terceira terceira gera¸c˜ caao ˜o e como os detectore detectoress de raios X representam um custo consider´avel, avel, a arquitetura de terceira gera¸c˜ cao a˜o passou a ser economicamente mais vi´avel. avel. Por esta esta raz˜ ao ao ap´ooss o aparecimento dos aparelhos de quarta gera¸cc˜ao ˜ao surgiram aparelhos mais evolu´ evolu´ıdos e com arquitetura de terceira gera¸c˜ cao a˜o que acabaram por suprimir a arquitetura dos aparelhos de quarta gera¸c˜ cao. a˜o. Os primeiros aparelhos que utilizavam a arquitetura de primeira `a quarta gera¸c˜ cao a˜o eram aparelhos convencionais de TC onde a mesa de acomoda¸c˜ caao ˜o do paciente permanecia est´atica atica enquanto era feita a aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados para gerar a imagem de um corte anatˆomico. omico. Por isso uma varredura completa de um determinado ´org˜ org˜ao ao era feita em uma s´ erie erie de ciclos repetidos. O paciente era posicionado na mesa que se deslocava e estacionava, o tubo de raios X d´a uma volta completa em torno do paciente para a aquisi¸c˜ caao ˜o dos dados do prim primei eiro ro corte corte.. A segu seguir ir a mesa mesa se de desl sloca oca e p´ ara, a ra, o tubo d´a outra volta ao redor do paciente e este ciclo se repete o n´umero umero de vezes correspondente ao n´ umero umero de cortes que se deseja obter.

27

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 2.9: Esquema 2.9:  Esquema de aparelho de TC de quarta gera¸cc˜˜ao. ao.

2.3.5 2.3 .5

Aparel Aparelhos hos helico helicoida idais is

Os aparelhos helicoidais, ou espirais, de Tomografia Computadorizada s˜aaoo algumas vezes classificados como de quinta gera¸cc˜ao, ˜ao, no entanto possuem um sistema de gera¸c˜ cao a˜o de dados de imagem igual aos aparelhos de terceira, ou de quarta, gera¸c˜ caao. ˜o. O surgimento dos aparelhos helicoidais helicoidais de TC ocorreu devido `a necessidade de se produzir imagens tridimensionais de boa qualidade e de maneira r´apida. apida. O que diferencia diferencia os aparelhos aparelhos helicoidais helicoidais de TC em rela¸cc˜ao ˜ao aos aparelhos convencionais de TC ´e que nos aparelho convencionais convencionais de TC, at´e a quarta gera¸cc˜ao ˜ao a imagem de cada plano de corte era feita em um procedimento distinto. Assim, o processo de varredura total era dividido em etapas de aquisi¸c˜ caao ˜o de dados para cada corte de maneira independente. No caso do aparelho de TC helicoidal existe uma varredura do volume que est´a sendo examinado e ap´os os a aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados de todo o volume ´e que s˜ao ao produzidos os cortes ` medida que o tubo de raios X vai girando continuamente em torno do individuais.   A paciente a mesa movimenta-se longitudinalmente mudando automaticamente de planos de corte sem a necessidade de paradas para a coleta de dados de cada corte separadamente. O feixe de raios X descreve uma trajet´oria oria helicoidal em rela¸c˜ cao a˜o ao paciente, conforme o esquema esque ma apresenta apresentado do pela Fig.2.10. Fig.2.10. Em imagens de t´orax orax e abdome este aparelho de Tomografia Computadorizada exige que durante o processo de aquisi¸cc˜˜aaoo de dados o paciente permane¸ca ca sem respirar de forma a n˜aaoo distorcer as imagens. Tem a grande vantagem de ser muito r´apido, uma vez que, em um unico u ´ nico ciclo de trabalho trabalho po podem dem ser obtidos todos os planos de corte desejados. desejados. O tempo de aquisi¸ aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados para gerar todas as imagens necess´arias arias ao exame ´e menor que 30

28

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

segundos. segun dos. Os aparelhos aparelhos helicoidais helicoidais de Tomografia omografia Computadoriz Computadorizada ada atualmente atualmente possuem a arquitetura de terceira gera¸cc˜ao ˜ao para a aquisi¸c˜ cao a˜o dos dados, pois utilizam um n´umero umero bem menor de detectores de raios X que os parelhos de quarta gera¸c˜ao. ao.

Figura 2.10:   Trajet´oria oria do feixe de raios X no aparelho de TC helicoidal - resultante do giro cont´´ınuo da fonte de raios X e do deslocamento longitudinal simultˆ cont aneo aneo da mesa.

2.3.6 2.3 .6

Aparel Aparelhos hos multic ulticort orte e

Os aparelhos de Tomografia omografia Computadori Computadorizada zada multicorte multicorte possuem mais de uma fileira fileira de detectores, assim para cada volta completa do tubo de raios X em torno do paciente mais de um corte ´e gerado simultaneamente. simultaneamente. O n´ n umero u ´mero de cortes poss´ poss´ıveis depende do n´umero umero de fileiras de detectores dispon´ dispon´ıveis no aparelho e da associa¸c˜ cao a˜o dos mesmos. mesmos. O primeiro primeiro aparelho foi lan¸cado cado no in in´´ıcio da d´ecada ecada de 90 e possibilitava a aquisi¸c˜ caao ˜o da imagem de dois cortes simultˆaaneos neos por giro completo do tubo de raios X. A Fig.2.11 apresenta um esquema de uma sequ uˆ n ciaa aq aquis uisi¸ i¸cc˜ao ˜ao de um aparelho de corte ´unico unico que utiliza um arco ¨ˆeenci detector u unico ´ nico SDCT e um aparelho multicorte com arco multidetector MDCT com quatro cortes simultˆaneos aneos por giro completo do tubo de raios X.

2.4 2. 4

Su Subs bsis iste tema mass do doss ap apar arel elho hoss de TC TC

Um aparelho de tomografia tomografia computadoriz computadorizada ada pode p ode ser subdividido subdividido em quatro subsistema subsistemass principais princ ipais:: o subsistema subsistema eletro-eletr eletro-eletrˆonico, ˆonico, o subsistema mecˆanico, anico, o subsistema gerador de raios X e o subsistema de inform´atica. atica. O subsistema subsistema eletro-eletrˆ eletro-eletrˆ onico onico ´e comp composto osto pelo bloco de alimenta¸cc˜ao ˜ao do aparelho e dispositivos de controle de movimenta¸c˜ coes o˜es como os motores da mesa, do gantry do  gantry,, do arco detector detector etc. O subsistema subsistema mecˆ anico ani co ´e resp respons ons´aavel ´vel pela arquitetura externa do aparelho, dispositivos pneum´aticos, aticos, engrenagens de movimenta¸cc˜oes ˜oes etc. O subsistema gerador de raios X ´e respons´avel avel pela gera¸c˜ cao a˜o do feixe em leque

29

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 2.11:  2.11:   Sistema de aquisi¸cc˜ ao a˜o de dados de corte unico ´unico e multicorte.

com tubo de raios X espec´ espec´ıfico de alta potˆencia encia com sistema de refrigera¸c˜ cao a˜o esp espec´ ec´ııfico fic o e o subsistema de inform´atica atica respons´avel avel pelo controle autom´atico atico do processo, a aquisi¸c˜ cao a˜o dos dados, a gera¸cc˜ao ˜ao e armazenamento das imagens e impress˜ao ao das mesmas mesmas.. Estes Estes subsistemas est˜ao ao distribu´ distribu´ıdos nas diversas partes que comp˜oem oem o aparelho e s˜ao ao instalados em trˆeess m´odulos odulos separados: o gantry o  gantry,, a mesa e o painel de comando. 2. 2.4. 4.1 1

O gan gantry try

O  gantry  ´e um dispositivo em formato de uma enorme rosca e em seu interior encontram gantry ´ se instalados o tubo gerador do feixe de raios X, os detectores que possibilitam a aquisi¸c˜ao ao de dados e parte do sistema eletrˆonico onico utilizado utilizado no controle controle desses desses elementos. elementos. O  gantry possui uma abertura circular com um diˆametro a metro entre 60 e 70 70cm cm   por onde o paciente, ap´os os devidamente acomodado a comodado na mesa, ´e introduzido e posicionado p osicionado em rela¸c˜ ca˜aoo a` linha de passagem passag em do feixe de raios-X raios-X emitido emitido pelo tubo com o aux´ aux´ılio de lˆ ampadas ampadas de posicionamento. Ap´os os o posicionamento do paciente e do in´ıcio ıcio do processo de aquisi¸c˜ cao a˜o de dados o tubo realiza realiz a uma um a s´erie erie de movimenta¸ m ovimenta¸cc˜oes ˜oes pr´e-determinadas e-determ inadas,, que q ue depender´ depen der´a do modelo do equipamento e da programa¸cc˜ao ˜ao previamente estabelecida. Dentro do do gantry  gantry se  se encontram tamb´em em o sistema de refrigera¸ refrige ra¸cc˜ ao a˜o do tubo de raios X e os motores para a angula¸c˜ caao ˜o do conjunto. A Fig.2.12 apresenta o posicionamento de uma paciente em um  gantry  t´ıpico ıpi co inc inclina linado. do. Normalmente o gantry o  gantry que  que possibilita inclina¸c˜ cao a˜o permite uma varia¸c˜ cao a˜o entre −300 e +300 em rela¸cc˜ao ˜ao ao eixo vertical. Na parte frontal do gantry do  gantry costuma  costuma ter um painel de comandos manuais que possibilita alguns controles como a movimenta¸c˜ cao a˜o da mesa, a angula¸c˜ caao ˜o do ˜ao dos eixos de centraliza¸cc˜ ao, a˜o, o deslocamento da mesa para o interior do gantry,, a ativa¸cc˜ao gantry gantry, a regulagem gantry, regulagem da altura da mesa, a escolha escolha do n´ıve ıvell de in in´´ıcio do estudo e o bot˜ ao ao para desconex˜aaoo de emergˆ eme rgˆeencia. nc ia. Al´eem m do doss b ot˜ ot oes ˜oes de comandos existem marcadores digitais capazes de informar a angula¸c˜ cao a˜o

30

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 2.12:  2.12:   Detalhe da inclina¸cc˜ao ˜ao do gantry.

do do gantry  gantry em  em graus e a partir do ponto zero a posi¸c˜ cao a˜o em que se encontra a mesa com o paciente em mil´ mil´ımetros. O posicionamento p osicionamento do paciente em rela¸c˜ ca˜aoo ao ao gantry  gantry ´  ´e rea reali liza zado do com o aux´ aux´ılio de eixos luminosos vertical e horizontal com os quais pode-se situar o paciente de acordo com a explora¸cc˜ao ˜ao desejada. desejada. Existe Existe um sis sistem temaa de megafonia megafonia que permite permite ao operador da aquisi¸cc˜ aao ˜o de imagens instruir o paciente durante o exame e ou comunicar-se com ele se for necess´aario. rio. 2.4. 2.4.2 2

A mesa

A mesa do aparelho de TC ´e onde o paciente ´e posicionado p osicionado para ser feita a aquisi¸c˜ caao ˜o dos dados geradores das imagens e forma um conjunto unico u ´ nico com o   gantry   estando ambos na sala de exames. exames. A mesa ´e regul´ avel avel em altura e profundidade em rela¸c˜ cao a˜o ao gantry ao  gantry de forma a facilitar a coloca¸cc˜ao ˜ao do paciente sobre a mesma e a centraliza¸c˜ caao ˜o do paciente para o seu posicionamento no  gantry  gantry.. A coorde coordena na¸c˜ c¸ao a˜o entre os movimentos da mesa e o gantry   deve ser perfeita, uma vez que cada aquisi¸c˜ cao a˜o de dados para gerar a imagem de um corte ´e feita ap´os os um pequen p equenoo deslocamento deslocamento da mesa. O sentido sentido de deslocament deslocamentoo da mesa ser´a pr´ e-fixado e-fixado de acordo com a programa¸c˜ cao a˜o dos planos de corte definidos para o estudo desejado. A mesa permit p ermitee a utiliza¸ utiliza¸cc˜ao ˜ao de acess´orios orios para melhor acomoda¸c˜ cao a˜o do paciente, paciente, em fun¸c˜ cao a˜o da regi˜aaoo em estudo, de maneira que ele fique o mais est´atico atico e confort´avel avel po poss ss´´ıvel durante dura nte a aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados para a gera¸cc˜ao ˜ao da imagem. A mesa deve ser fabricada fabricada de material material

31

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

resistente para suportar sup ortar o peso do paciente pa ciente e r´ıgido o suficiente para n˜ao ao flexionar a` medida que se desloca para dentro da abertura do gantry do  gantry.. O material de confec¸c˜ cao a˜o da mesa deve apresentar pouca absor¸cc˜ ao a˜o dos raios X para n˜ao ao interferir na reconstru¸c˜ cao a˜o da imagem e nem gerar o aparec aparecime iment ntoo de artefatos artefatos.. Normal Normalmen mente, te, as mesas mesas dos aparelho aparelhoss de TC suportam 130kg 130kg ou  ou um pouco mais, por isso pessoas que apresentam apresentam mass massaa corporal maior que o limite estabelecido pelo fabricante do equipamento ficam impossibilitadas de serem submetidas a esse tipo de exame e conseq¨ consequentemente u ırem de seus benef bene f´ıcios. O ¨entemente de usufru´ırem comprimento m´aximo aximo de varredura de um aparelho de TC est´a pr´oximo oximo de 130cm 130cm e  e por essa raz˜ao ao o paciente deve ser posicionado na mesa de acordo com a regi˜ao ao que se deseja fazer a varredura, para as regi˜oes oes superiores do corpo o paciente deve ser posicionado com a cabe¸ca ca voltada para o gantry o  gantry e  e para os membros inferiores faz-se o processo inverso de acomoda¸cc˜ao. ˜ao. 2. 2.4. 4.3 3

O gera gerado dor r de rai raios os X

Como qualquer outro aparelho de raios X, os aparelhos de Tomografia Computadorizada contam com um tubo para a gera¸cc˜ao ˜ao do feixe de raios X. O tubo utilizado em aparelhos de TC tem princ´ıpio ıpio de funcionamento similar ao aoss utilizados nos aparelhos a parelhos convencionais de raios X. No entanto deve ser observado que diferentemente dos demais aparelhos de raios X onde o tubo permanece est´atico atico durante a gera¸c˜ cao a˜o do feixe, nos aparelhos de TC o tubo est´a em movimento circular no interior do  gantry  durante o seu funcionamento e o seu tempo temp o de funcionamento funcio namento cont´ cont´ınuo ´e muito maior. Os tubos de raios X dos aparelhos de tomografia computadorizada trabalham alimentados com n´ıveis de alta-tens˜aaoo   kV   kV    em corrente continua e corrente catodo-anodo   mA semelhantes aos dos aparelhos de raios X convencionais, mas por trabalharem continuamente por um tempo muito maior geram e acumulam muito mais calor necessitando de um sistema de refrigera¸cc˜ao ˜ao bem desenvolvido que utiliza liquido refrigerante com circula¸cc˜ao ˜ao for¸cada, cada, al´eem m de um sistema de radiador para a transferˆ encia encia do calor retirado pelo liquido refrigerant liquido refrigerantee do tubo para o meio externo. externo. Os tubos de raios X para TC apresen apresen-tam anodos girat´orios orios com rota¸cc˜oes ˜oes acima de 10.000rpm 10.000rpm   para auxiliar na dissipa¸c˜ cao a˜ o de calor. A Fig.2.13 Fig.2.13a   apresenta a estrutura de um gerador de raios X t´ıpico ıpico para aparelhos de tomografia. tomografia. Em virtude do aumento da velocidade de circula¸c˜ cao a˜o do tubo no interior do gantry do  gantry visando  visando diminuir o tempo de aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados, houve a necessidade da aumentar a intensidade do feixe de raios X, tendo como conseq u uˆ ˆencia um aumento na potˆencia encia dos tubos. Este ¨ encia aumento de potˆencia encia implica em uma gera¸cc˜ao ˜ao de maior n´umero umero de f´otons otons X por unidade de tempo, ou seja, em um aumento no fluxo de f´otons e para que isso ocorresse foi preciso aumentar a quantidade aumentar quantidade de el´ etrons etrons que atinge o anodo girat´ orio orio em um mesmo per´ per´ıodo de tempo. O aumento da potˆencia encia implica enfim em uma maior gera¸c˜ cao a˜o de calor no prato do anodo havendo a necessidade de um sistema de troca de calor mais eficiente para a

32

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

refrigera¸cc˜ao ˜ao do tubo. O sistema sistema de refriger refrigera¸ a¸c˜ cao a˜o ´e feito fei to atrav´ atra v´es es da circula circ ula¸c˜ c¸a˜aoo for¸ccada ada de liquido refrigerante ao redor da c´apsula apsula do tubo que ao passar por um radiador transfere o calor calor retirado retirado do tubo para o ambie ambient ntee extern externo. o. Os tubos atuais atuais apresen apresentam tam uma capacidade de ac´ umulo umulo de calor acima de 6MHU   com uma taxa de dissipa¸c˜ cao a˜o superior a 1MHU /min min.. O aumento aumento da ve velocid locidade ade do tubo e do arco de detect detectore oress no in inter terior ior do gantry promove gantry  promove um aumento na for¸ca ca centr´ centr´ıfuga sobre o tubos tub os e o arco, que termina por implicar em um maior desenvolvimento tecnol´ogico ogico do sistema mecˆanico anico desses dispositivos. tiv os. Todos esses esses fatores fatores da evolu¸cc˜˜aaoo dos tubos de raios X implicam em investimento em desenvolvimento tecnol´oogico gico e termina por onerar consideravelmente o custo desses tubos muito especializados.

Figura 2.13: Geradores 2.13:  Geradores de raios X. (a )tubo )tubo convencional, (b )c´ aapsula psula girat´oria. oria.

Alguns tubos tub os de raios X mais recentes utilizam um feixe de el´eetrons trons com dire¸c˜ ca˜aoo de propaga¸cc˜ ao a˜o controlada atrav´ es es de um campo magn´etico etico produzido por bobinas, conforme apresentado na Fig.2.13b. Nesses Nesses tubos o feixe de el´ eetrons trons que sai do catodo n˜ao ao se encontra alinhado com o alvo no prato do anodo e por isso para atingi-lo necessita ser redirecionado sofrendo um desvio com ˆangulo angulo determinado que possibilita atingir a regi˜ao ao desejada do anodo girat´orio o rio.. A raz˜ razao ˜ao dessa nova arquitetura do tubo se deve `a necessidade de posicionamento do catodo na regi˜ao ao central de uma parede da c´apsula apsula de v´acuo acuo para que o feixe saia sempre do mesmo lugar e da fixa¸cc˜ ao a˜o do prato prato do anodo na parede parede oposta. oposta. Assim para que o anodo gire ´e necess´ ario a rio que toda a c´apsula apsula de v´acuo acuo gire, desta forma o calor gerado no prato do anodo ´e transferido ao l´ıquido refrigerante por p or condu¸c˜ cao a˜o atrav at rav´´eess

33

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

da parede met´alica alica da c´apsula apsula de v´acuo. acuo. Esta Esta forma forma de transf transferi erirr o calor calor por condu¸ condu¸ c˜ cao a˜o aumenta a eficiˆencia encia do sistema si stema de refrigera¸ refr igera¸cc˜˜aaoo do tubo de raios X e o liquido refrigerante em circula¸cc˜ao ˜ao pela parte externa do tubo rotativo transfere mais rapidamente uma maior quantidade de calor para o meio externo ao aparelho. Devido `a caracter Devido caract er´´ıstica de propaga¸ propag a¸cc˜ao ˜ao difusa do feixe de raios X e `a necessidade de utiliza¸cc˜ao ˜ao de um feixe de espessura muito delgada existem dois sistemas de colima¸c˜ caao ˜o do feixe. O pr´ e-colimador e-colimador define a espessura espessura do feixe emitido pelo tubo de raios X e filtrado filtrado para retirar a maioria dos f´otons otons de baixa energia que n˜ao ao s˜aaoo desejados por n˜ao ao contr co ntrib ibu u´ırem ıre m significativamente para a gera¸cc˜ ao a˜o da imagem e por aumentarem a dose de radia¸c˜ cao a˜o recebida pelo paciente. O p´os-colimador os-colimador cumpre a fun¸c˜ caao ˜o de restringir a radia¸c˜ caao ˜o que atinge o arco detector permitindo que a parcela do feixe prim´aario rio que ultrapassa o paciente atinja o arco detector e evitando que a maior parte da radia¸c˜ caao ˜o secund´aria aria espalhada atinja os detectores gerando ru´ıdos ıdos que prejudicam a qualidade da imagem. A Fig.2.14 apresenta o posicionamento dos colimadores respons´aveis aveis pelo controle da parcela do feixe que atinge o arco detector.

Figura 2.14:  2.14:   Colima¸cc˜ao ˜ao do feixe de raios X.

A abertura ab ertura do gantry influencia significativamente significativamente nas caracter´ caracter´ısticas do tubo de raios X. Conforme Confor me pode ser observado observado na Fig.2.15 Fig.2.15 quanto quanto maior a abertura abertura do gantry gantry maior ´e a distˆ aancia ncia entre o foco do feixe de raios X e o arco de detectores d detectores  d f a . Como a quan quantidade tidade de radia¸cc˜ ao a˜o que deve chegar aos detectores, para ser convertida em dados, deve ser a mesma independentemente da distˆancia ancia foco-detectores e a densidade de f´otons otons do feixe diminui com a distˆaancia ncia do foco de forma quadr´atica, atica, os feixes para  gantry’s  com maiores aberturas devem ter uma intensidade inicial maior. Um feixe que apresente maior intensidade implica em um tubo que apresenta uma maior po potˆ tˆenci en ciaa el´etric et ricaa e co cons nseq eq¨ uentemente u ¨ entemente gerando uma maior quantidade de calor no processo

34

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 2.15: Varia¸ 2.15:  Varia¸cc˜ ao a˜o da abertura do  gantry .

de gera¸cc˜ao ˜ao de calor para a produ¸cc˜ao ˜ao de raios X. Essa maior quantidade de calor implicar´a em um sistema de refrigera¸cc˜ao ˜ao mais eficiente para que o processo ocorra sem superaquecimento. cimen to. Esses Esses fatores fatores promov promovem em um aument aumentoo dos custos custos dos  gantry’s   com aberturas maiores. maiore s. A vantagem vantagem desse tipo de gantr gantry y est´a no fato de comportar pessoas com maior massa corporal, que n˜aaoo podem ser diagnosticadas em aparelhos com aberturas menores. Outro fator importante impo rtante ´e que se o feixe de raios ra ios X inicial inicia l ´e mais mai s intenso, inten so, ir´a depositar uma maior quantidade de energia no paciente. Portanto, pacientes com menor massa receber˜ao ao maiores doses de radia¸cc˜ao ˜ao nos aparelhos que possuem   gantry’s  com maior abertura. Como a faixa de alta tens˜ao ao de trabalho dos tubos de raios X est´a entre 80 e 140kV   e atrav´ es es desse controle co ntrole se faz o controle da penetra¸c˜ cao a˜o do feixe. O aumento da intensidade do feixe do tubo de raios X e conseq conseq¨ u uentemente ncia desse tubo estar´ a direta¨ entemente da potˆeencia mente associado a um aumento da corrente catodo-anodo   mA. Outro fator que promove o aumento da potˆencia encia do tubo ´e o aumento da velocidade de rota¸c˜ caao ˜ o em torno do paciente. cient e. Do mesmo modo como a quant quantida idade de de f´otons otons X que deve atingir os detectores deve permanecer para um aumento de velocidade implicar´a em um aumento na intensidade do feixe. No entanto, entanto, neste caso, n˜ ao ao ocorre uma aumento aumento da dose dose em pacien paciente. te. A Tab.II.1 apresenta a varia¸cc˜ao ˜ao da potˆencia encia m´axima axima de alguns tubos de raios X em fun¸c˜ cao a˜o da abertura do gantry e do tem po de rota¸cc˜ao ˜ao do tubo em torno do paciente. 2.4. 2.4.4 4

Os dete detect ctor ores es

Os detectores de radia¸cc˜˜aaoo s˜ao ao respons´aveis aveis pela capta¸c˜ caao ˜o da radia¸c˜ cao a˜o que ultrapassa o objeto, transforman transformando do essa informa¸cc˜ ao a˜o em um sinal el´ eetrico trico que ap´ ooss ser digital digitaliza izado do pode ser reconhecid reconhecidoo pelo computador. computador. Uma vez definido definido o valor da tens˜ao k ao  kV  V    aplicada ao tubo de raios X e da corrente   mA   de catodo-anodo, a intensidade do feixe que sai

35

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Tabela II.1: Varia¸ c˜ cao a ˜o da potˆ encia encia do d o tubo de raios X. Tubo

Abertu Abertura ra do   gantry (cm )

temp tempo o d de e rrot ota¸ a¸ c˜ ao (s )

Potˆ e encia ncia (kW )

I

65

1,5

22

II

70

1,0

26

III

70

0,8

40

IV

70

0,5

60

do tubo de raios X em dire¸cc˜ao ˜a o ao objeto est´a det determ ermina inada. da. Os detector detectores es permitem permitem determinar a quantidade de radia¸cc˜ao ˜ao que conseguiu atravessar o objeto sem interagir e desta forma o computador obt´em em a parcela do feixe absorvida no trajeto por ele percorrido. A quantidade de detectores existentes varia de acordo com a arquitetura do aparelho, o fabricante fabricante e o modelo do equipamen equipamento to de tomografia computadorizada. computadorizada. Cada c´elula elula detectora colocada em um arco ´e denominada detectora denominada de canal detector e os arcos de detectores detectores utilizados nos aparelhos atuais possuem um grande n´ u umero mero de canais variando de 600 a 900 canais. O n´ u umero mero de detectores existentes em um aparelho influencia a qualidade da imagem gerada. gerada. Os detectores utilizados nos aparelhos de TC devem apresentar uma alta eficiˆ eencia ncia para permitir a diminui¸cc˜ao ˜a o da dose dose em pa paci cien ente te.. Dev Deve perman permanec ecer er est´ avel avel durante a vida u util ´ til do equipamento e ser insens´ insens´ıvel a` varia¸cc˜ao ˜ao de temperatura que naturalmente ocorre no interior do   gantry . Trˆes es fatores f atores s˜ao ao preponderant preponderantes es na eficiˆ eficiˆeencia ncia do detector, detector, a sua efi eficiˆ ciˆencia en cia geom´ ge om´etrica etr ica,, su suaa eficiˆ efic iˆeencia n cia quˆ qu antica ˆantica e sua s ua eficiˆeencia ncia de convers˜ao ao do sinal. A eficiˆencia enci a geom´ geo m´etrica etri ca est´ est a´ associada `a area ´area do detector detect or sens´ sens´ıvel a` radia¸c˜ caao ˜o em rela¸c˜ cao a˜o `a area ´a rea total total do detect detector or que fica ex expos posta ta ao feix feixe. e. Os espa¸ espa¸camentos camentos entre as c´elulas elulas detectoras utilizados para reduzir o ru ru´´ıdo originado de radia¸c˜ cao a˜o secund´aria, aria, ou regi˜oes oes do detector n˜ao ao sens´ sens´ıveis promovem a degrada¸ degrada ¸cc˜ ao a˜o desse fa fator. tor. A eficiˆ eencia ncia quˆantica antica refere-se a` parcela parcela do feixe de raios X incidente incidente sobre o detector detector que ´e absorvida absorvida e contribui contribui para a medi¸cc˜ao ˜ao do sinal. A eficiˆ encia encia de convers˜ convers˜ao ao est´a associada `a capacidade de converter o sinal absorvido e sua convers˜ao ao em um sinal el´eetrico. trico. A eficiˆ eencia ncia total do detector ´e a resultante do produto dessas trˆ t rˆ es es eficiˆ encias encias e encontra-se em uma faixa de 0,45 a 0,85. A eficiˆencia encia menor que um implica em um aumento na intensidade do feixe incidente que resulta em uma maior dose no paciente. Os aparelhos de TC apresenta dois tipos de detectores de radia¸c˜ cao, a˜o, os detectores de de cˆamara amara de g´aass pressurizado e os detectores de estado s´olido. olido. Os detectores de cˆamara amara de g´as as pressurizado, utilizam g´as as inerte ,como o xenˆonio. onio. Neste Neste caso a radia¸ c˜ cao a˜o que atinge o g´as as gera sua ioniza¸cc˜ ao a˜o e esta ioniza¸cc˜ao ˜ao gerada proporciona o aparecimento de um pulso de corrente. O valor do pulso de corrente gerado ´e proporcional `a quantidade de atomos a´tomos ionizados. ioniza dos. Assim, Assim, quanto maior o n´umero umero de f´otons otons que atinge a cˆaamara mara de g´as, as , maio ma iorr ´e o n´umero umero de ´ıons ıons gerados e maior o valor da corrente el´etrica etrica circulante e vice-versa. A

36

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

alta press˜ao ao colocada nas cˆamaras amaras de ioniza¸c˜ cao a˜o tem por objetivo aumentar o n´umero umero de ´atomos contidos no pequeno volume do detector. atomos Os detectores de estado s´olido olido s˜ao ao constru´ constru´ıdos em um conjunto cintilador-detector e s˜ ao ao fabricados com materiais fabricados materiais semiconduto semicondutores res dopados, dopados, conforme conforme apresenta apresentado do na Fig.2.15. Fig.2.15. Esses detectores semicondutores, semicondutores, fotodiodos, s˜ ao ao capazes de permitir a circula¸c˜ cao a˜o de corrente el´etrica etrica quando estimulados por f´otons otons lumino luminosos sos.. A in inten tensid sidade ade da corren corrente te circirculante ´e proporcional ao n´umero umero de f´otons otons que os atinge. Este sinal el´eetrico trico ´e enviado ao computador e utilizado como fonte de dados para a obten¸c˜ caao ˜o da imagem final. Para a transforma¸cc˜ao ˜ao dos f´otons otons X em f´otons otons luminosos s˜ao ao utilizados conversores, os cintiladores.

Figura 2.16: Detector 2.16:  Detector de estado s´olido. olido.

Os cintiladores utilizados em Tomografia Computadorizada s˜ao ao feitos de ligas cerˆamicas amicas com posta compo stass de Enxofr Enx ofre, e, Oxigˆ O xigˆenio, enio , Gadol´ Ga dol´ınio ıni o e ´Itrio (Gd (Gd2 O2 S ,  Y 2 O3  e Gd  e  Gd 2 O3 ) dopadas com Pra seod Praseo d´ımio, ımio , Eur´opio, opio, ou C´erio erio utilizadas para a convers˜ conversa˜aoo dos raios X em f´otons otons luminosos cumprindo fun¸cc˜ao ˜ao semelhante a` das telas intensificadoras utilizadas nos aparelhos convencionais de raios X. Diferentemente das telas intensificadoras os cintiladores necessitam de um tempo muito pequeno para a convers˜ao ao de f´otons otons X para f´otons otons luminosos, uma vez que, durante uma volta completa do arco de detectores centenas de informa¸c˜ oes oes s˜ ao ao enviadas ao computador por cada canal. 2.4.5 2.4 .5

O sis sistem tema a comp computa utacio cional nal

O sistema sist ema computaciona comput acionall ´e respons´ resp ons´avel avel pela gera¸c˜ cao a˜o das imagens tomogr´aficas aficas a partir do processamento dos do s sinais enviados pelos p elos detectores de radia¸c˜ caao, ˜o, para isso possui software espec´´ıfico contendo algoritmos especiais espec esp eciais capazes de obter a imagem imag em digitalizada apresen-

37

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

tada no v´ıdeo a partir dos sinais enviados pelos detectores. Esta imagem ´e armazenada no computador que possibilita a sua manipula¸cc˜ao ˜ao de acordo com a necessidade do operador. O com c omput putad ador or ´e tamb´ t amb´em em re resp spon ons´ s´avel avel por toda a programa¸ programa¸c˜ caao ˜o do equipamento que permite inclusive testes de calibra¸cc˜ao ˜ao para o eficiente funcionamento do sistema. A programa¸c˜ cao a˜o permite definir os parˆametros ametros de alimenta¸cc˜ao ˜ao do tubo, tubo , posi¸ pos i¸c˜ cooes ˜es de planos de corte, distˆanancia entre eixos de cortes etc., ou seja, ´e atrav´ a trav´ es es do computador que se faz todo controle do sistema, da gera¸cc˜˜aaoo de imagens e da programa¸c˜ cao a˜o dos exames. A quantidade de dados a ser trabalhada para a obten¸cc˜ao ˜ao das imagens ´e muito grande e por isso o sistema computacional dever´a possuir uma alta velocidade velocidade de processamen processamento to e como as imagens imagens m´ edicas edicas apresentam-se em grandes pacotes o sistema deve possuir uma capacidade de mem´oria oria para processamento e armazenagem elevada. 2.4. 2.4.6 6

O pain painel el de con contr trol ole e

O painel de controle permite o comando do aparelho de Tomografia Computadorizada que ´e ffeito eito atrav´es es da d a console consol e de d e seu se u computa c omputador dor que possui pos sui um teclado teclad o atrav´es es do qual se faz a introdu¸cc˜ ao a˜o de dados e um monitor que permite visualizar a programa¸c˜ cao a˜o da aquisi¸c˜ cao a˜o de dados que ser´a feita e tamb´ em em as imagens obtidas al´eem m de um mouse um  mouse  que facilita o trabalho trabal ho com as imagens. imagens. De acordo com o modelo modelo do aparelh aparelho, o, esta esta con consol solee apr aprese esent ntaa fun¸cc˜oes ˜oes mais ou menos sofisticadas. sofisticadas. Alguns aparelhos aparelhos apresenta apresentam m esta¸c˜ coes o˜es de trabalho independentes independen tes para visualiza¸ visualiza¸cc˜ ao a˜o das imagens e um terminal terminal de v´ıdeo para programa¸ programa¸c˜ cao a˜o do exame, outros utilizam um v´ıdeo unico u ´ nico de alta defini¸c˜ cao. a˜o. O v´ıdeo ıdeo de alta defini¸c˜ ca˜o ´e necess´ ario ario devido as `as cara c aracter´ cter´ısticas ısti cas das imagen ima genss m´edicas edic as ggera eradas das que apresent apr esentam am um u m n´ıvel ıvel de detalhamen detalhamento to muito muito alto. 2.4.7

A imagem imagem f´ f´ısica

O sistema para gera¸cc˜ao ˜ao de imagem f´ısica ´e um acess´orio orio dos aparelhos de TC de fundamental importˆ mental ancia, ancia, pois possibilita a documenta¸c˜ cao a˜o f´ısica do exame e muitas vezes essa ´e a imagem utilizada para gerar o laudo diagn´ diag n´ ostico. ostico. Ap´os os a sele¸c˜ caao ˜o das imagens a serem registradas registra das em suport su portee ff´´ısico, essas imagens im agens s˜ s ao ˜ao organizadas de acordo com uma disposi¸ c˜ cao a˜o pr´ e-definida e-definida para preencher um filme. Existem basicamente dois do is sistemas de gera¸c˜ caao ˜ o de imagens f´ısicas, o sistema convencional e a impress˜ ao ao a laser. No sistema convencional as imagens selecionadas imagens selecionadas s˜ao ao registradas em um filme radiogr´afico afico pr´oprio oprio que ap´os os ser sensibilizado deve ser colocado em uma processadora para ser revelado de maneira semelhante aos sistemas convencionais de diagn´osticos osticos por raios X. Esses filmes utilizados para este fim requerem o mesmo cuidado dos demais filmes radiogr´aaficos ficos exigindo cˆamara amara escura para n˜ao ao serem indevidamente velados. No sistema de impress˜ao ao laser as imagens selecionadas e organizadas no terminal t erminal de v´ıdeo

pode ser enviada diretamente para a impressora que imprimir a a mesma sobre o suporte 38

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

f´ısico desejado deseja do (filme ( filme ou papel). pape l). Este sistema ´e mais ma is r´apido apido e menos trabalhoso, no entanto apresent apres entaa um custo superior ao sistema sistema conven convencional. cional. Existe uma tendˆencia encia de em futuro pr´ oximo oximo eliminar as imagens f´ısicas buscando reduzir os custos e a quantidade quantidade de res´ res´ıduos gerada. Assim as imagens obtidas podem po dem ser armazenadas em suportes magn´eticos mazenadas eticos como disquetes disquetes ou CD’s para acompanhar acompanhar o laudo cl´ cl´ınico. Este tipo de tendˆencia, encia, no entanto est´a longe de se concretizar como padr˜aaoo devido `aass dificuldades de acesso a essas imagens em formatos digitais fora dos centros de imagem diagn´ostica. ostica.

2.5 2. 5

Ap Apar arel elho hoss de de q qui uin nta ge gera ra¸ c˜ ¸ ao

Os aparelhos de TC quinta gera¸cc˜ ao a˜o surgiram recentemente e apresentam uma arquitetura muito diferenciada dos aparelhos de TC constru´ constru´ıdos anteriormente, que ocupam a quase totalidade total idade do mercado merc ado atual a tual de aparelhos apa relhos de TC. Este aparelho a parelho ´e tamb´em em conhecido con hecido como Tomografia por p or feixe de el´etrons etrons em virtude do processo utilizado para a gera¸c˜ caao ˜o do feixe de raios X, que est´a integrado a` pr´opria opria arquitetura do sistema. O princ´ princ´ıpio de gera¸c˜ ca˜aoo da imagem ´e o mesmo dos aparelhos de TC convencional. A Fig.7.15 apresenta uma imagem de uma aparelho de TC de quinta gera¸cc˜ao ˜ao que tem t em como caracter´ caracter´ıstica principal a alta velocidade vel ocidade de aquisi¸ aquisi¸cc˜ao ˜ao da imagem de corte axial.

Figura 2.17: Esquema 2.17:  Esquema de aparelho de TC de quinta gera¸cc˜ ao. a˜o.

A grande vantagem apresentada neste tipo de aparelho est´a no fato de n˜ao ao possuir um tubo gerador de raios X que gira ao redor do objeto. Todo o processo de gera¸c˜ caao ˜o do feixe

de raios X e estacion estacio nario facilitando o processo de refrigera¸cao do alvo e aumentando em 39

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

muito a velocidade de aquisi¸cc˜ao ˜ao das imagens dos cortes axiais. A gera¸cc˜ao ˜ao do feixe de raios X ´e feita da mesma maneira maneira que no tubo gerador gerador de raios X utilizados utiliz ados nos aparelhos aparelhos de gera¸cc˜ao ˜ao anterior. Um feixe de el´etrons etrons acelerado colide em um alvo de d e tungstˆ tun gstˆenio enio gerando gerand o calor ca lor e f´otons otons X. Neste caso existe um sistema para disponibilizar os el´etrons etrons que s˜ao ao acelerados em dire¸cc˜ao ˜ao ao alvo. Como a fonte que disponibiliza o fei feixe xe de el´etrons etr ons n˜ao ao est´a alinhada al inhada com o alvo al vo o feixe de el´etrons etrons ´e direciona di recionado do utiliza u tilizandondose um campo magn´etico etico para atingir regi˜ oes oes diferentes dos an´eeis-alvo. is-alvo. Como os an´eeis-alvo is-alvo s˜ ao ao semi-circu semi-circulares lares o foco do feixe de raios X ´e modificado com o aux´ aux´ılio da bobina de direcionamento do feixe de el´etrons, etrons, sendo sucessivamente sucessivamente modificado mo dificado possibilitando p ossibilitando a gera¸cc˜ao ˜ao de informa¸ informa¸cc˜ oes o˜es de atenua¸cc˜ao ˜ao do feixe de raios X em diferentes incidˆeencias. ncias. A Fig.2.18 apresenta a trajet´oria oria do feixe de el´ etrons etrons dentro do equipamen equipamento, to, na vista lateral, e do feixe de raios X, na vista frontal.

Figura 2.18: Esquema 2.18:  Esquema de aparelho de TC de quinta gera¸cc˜ao, ˜ao, vista frontal e lateral.

Para que o feixe de el´ etrons etrons possa atingir toda a superf´ superf´ıcie semi-circular dos an´eeis-alvo is-alvo de tungstˆenio enio a trajet´ tra jet´oria oria do feixe de el´etrons etrons deve ser feita no v´acuo acuo impedindo que os el´etrons etrons interajam intera jam com c om a mat´eria eria antes a ntes de atingir atingi r o alvo. a lvo. Por essa raz˜ao ao um cone con e mant´em em uma regi˜ao a o de v´acuo acuo para a passagem do feixe de el´eetrons trons at´e que atinja os an´eeis is de tungstˆ tun gstˆenio enio na regi˜ regi ao ˜ao inferior do  gantry . A gera¸c˜ caao ˜o da imagem ´e feita da mesma maneira e o sistema sistema gera imagens de cortes axiais, atrav´ eess de um sistema sistema de aquisi¸ aquisi¸c˜ caao ˜o de dados que vai enviar os dados de atenua¸cc˜ ao a˜o para serem tratados pelo sistema computacional. A grande van vantagem tagem desse tipo de sistema sistema ´e a area a´rea de alvo (anodo) ( anodo) que ´e infinitamente superior `a area ´area do anodo girat´orio orio dos tubos de raios X, que facilita muito a dissipa¸c˜ cao a˜o do calor acumulado para a gera¸cc˜ao ˜ao do feixe de raios r aios X, al´eem m do fato dos an´eeis-alvo is-alvo serem est´ aticos. aticos. Como o foco do feixe de raios X ´e alterado alterado atrav´ atrav´ eess de um controle controle el´ eetrico trico por uma bobina que varia um campo magn´ magn´etico etico e redireciona redireciona o feixe de el´ eetrons, trons, seu

40

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

reposicioname reposic ionamento nto ocorre o corre em um per´ per´ıodo de tempo muito muito menor que o tempo necess´ necess´ ario ario para o deslocamento mecˆanico anico do tubo de raios X em torno do paciente utilizado nos sistemas anteriores. O tempo de aquisi¸cc˜ao ˜a o dos dados para a gera¸c˜ cao a˜o das imagens imagens ´e muito muito menor que nos sistemas que utilizam tubo de raios X, sendo menor que 50ms 50 ms.. Esse Esse tempo tempo t˜ ao ao curto de aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados para a gera¸cc˜ ao a˜o da imagem de um corte anatˆomico omico propicia a aquisi¸c˜ cao a˜o de imagens de regi˜ooes es que apresentam grande movimenta¸c˜ cao a˜o em pequeno intervalo de tempo, tornando esse equipamento ideal para a gera¸c˜ caao ˜ o de imagens do cora¸c˜ ca˜aoo sem a interferˆˆencia interfer encia de artefatos de movimento gerados pelo batimento card ca rd´´ıaco. O uso de mais de um anel-alvo e mais de um arco de detectores possibilita a gera¸c˜ cao a˜ o de imagem de mais de um corte anatˆomico omico do objeto em cada ciclo de circula¸c˜ cao a˜ o do foco do feixe de raios X pela semi-circunferˆ semi-circunferˆencia encia dos an´eis-alvo eis-alvo (anodo). (ano do). O sistema de colima¸c˜ caao ˜o do feixe possibilita a cria¸cc˜˜aaoo de feixes de raios X em leque muito delgados.

Exerc Ex erc´ ´ıci ıcios os prop pr opos osto toss 1. O que caracteriza caracteriza um aparelho de tomografia? tomografia? 2. Diferencie Diferencie os aparelhos aparelhos convencionai convencionaiss de tomografia tomografia dos aparelhos de Tomografia omografia Computadorizada. 3. Defina n´ıvel de fulcro. 4. Defina Defina  voxel   e  pixel . 5. Caracteriz Caracterizee o aparelho aparelho de TC de primeira primeira gera¸c˜ caao. ˜o. 6. Descrev Descrevaa a evolu¸ evolu¸cc˜ aao ˜o sofrida pelos aparelhos de TC de terceira gera¸c˜ caao ˜o em rela¸c˜ cao a˜o aos de segunda. 7. Qual Qual a evolu¸ evolu¸cc˜ ao a˜o trazida pelo aparelho de TC de quarta gera¸c˜ cao? a˜o? 8. O que diferencia diferencia os aparelhos convencio convencionais nais de TC dos aparelhos aparelhos de TC helicoidais? helicoidais? 9. Qual a caracter´ caracter´ıstica dos aparelhos de TC multicorte? 10. Quais as principais caracter´ caracter´ısticas da mesa dos aparelhos de TC? 11. Difere Diferenci nciee os tubos de raios X utiliz utilizados ados nos aparelho aparelhoss de TC em rela¸c˜ cao a˜o aqueles a`queles utilizados em aparelhos convencionais de raios X. 12. Caracteriz Caracterizee os colimadores colimadores dos aparelhos aparelhos de TC. 13. Para Para que servem os detectores? detectores? 14. Quais as principais caracter´ caracter´ısticas dos aparelhos de quinta gera¸c˜ caao? ˜o?

41

 

Cap´ıtulo 3

Parˆ ametro amet ross de co contr ntrol ole e Assim como nos aparelhos convencionais de raios X os aparelhos de TC permitem uma s´ erie erie de controles controles tais como: controles controles de colima¸ colimac˜ c¸aao ˜ o do feixe de radia¸c˜ cao, a˜o, contro controle le de corrente de alimenta¸cc˜ao ˜ao do tubo e da alta tens˜ao ao de alimenta¸c˜ cao a˜o catodo-anodo, sendo que esses parˆametros ametros s˜ao ao controlados controla dos atrav´es es do computador. comput ador. Al´eem m desses parˆaametros, metros, outros como o tempo de rota¸cc˜ ao a˜o do tubo, a resolu¸c˜ ca˜aoo da imagem, os algoritmos utilizados no processamento dos dados, o tamanho da matriz da imagem e os processos de filtragem tamb ta mb´´em em s˜ao ao utilizados utilizados como possibilidade possibilidadess de controles controles..

3.1

A colima¸ c c˜ ˜ a ao o do feix fe ixe e

A colima¸cc˜ao ˜ao do feixe est´a diretamente relacionada `a espessura da fatia que ser´ a irradiada. Assim uma colima¸ colima¸cc˜ao ˜ao de 5mm 5mm implica  implica na gera¸c˜ cao a˜o de um corte onde 5mm 5mm de  de espessura de tecido ser˜ao ao irradiados pelo feixe prim´ ario, ario, uma colima¸ colimac˜ c¸aao ˜o de 10 10mm mm a  a 10mm 10mm de  de espessura e assim sucessivamente. A escolha da colima¸c˜ cao a˜o do feixe, tamb´ em em conhecida como espessura do corte, ´e um dos primeiros parˆametros ametros a ser definido no processo de programa¸c˜ cao a˜o da varredura que ser´a feita de um determinado org˜ o´rg˜ao ao e a sensibilidade do exame est´a relacionada relac ionada a essa espessura. espessura. A escolha de uma espessura de feixe maior pode fazer com que pequenas altera¸cc˜ oes o˜es no tecido n˜ao ao sejam percebidas na imagem gerada e espessuras muito pequenas exigem um maior n´umero umero de imagens geradas para a varredura de um mesmo volume. Os aparelhos de Tomografia Computadorizada mais modernos permitem uma colima¸c˜ cao a˜o do feixe de at´e 0,5mm 0,5mm,, sendo comuns espessuras de 1mm 1 mm,, 2mm mm,, 5mm mm   e 10mm 10mm.. Como a escolha de uma espessura de feixe muito pequena resulta em um maior n´umero umero de cortes isso implicar´a em um aumento no n´umero umero de imagens geradas e no tempo de exame. Normalmente, de acordo com a regi˜ao ao de exame existem espessuras ideais pr´e-definidas e-definidas em fun¸cc˜ao ˜ao das patologias associadas a essas regi˜oes. oes. Na reconst reconstru¸ ru¸ c˜ caao ˜o de imagens tridimen-

sionaiss o uso de pequenas espessuras sionai espessuras de feixe ´e fundamenta fundamentall para que se tenha uma boa b oa

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

´ bom lembrar que a imagem gerada do corte anatˆomico qualidade da imagem gerada.   E omico corresponde a` atenua¸cc˜˜aaoo m´edia corresponde edi a de cada cad a  voxel  que comp˜oe oe a fatia irradiada e que quanto maior a espessura do feixe maior ser´ a o volume volume desse voxel . A Fig.3.1 Fig. 3.1 apresenta ap resenta trˆ t rˆes es espesesp essuras de feixe distintas, quanto menor a espessura do feixe maior a acuidade da informa¸c˜ cao a˜o obtida. Dependendo da regi˜ao ao que est´a sendo examinada e o tamanho das estruturas que se deseja ressaltar ´e feita a escolha da colima¸c˜ cao a˜o ideal do feixe.

Figura 3.1: Feixes 3.1:  Feixes com diferentes colima¸cc˜ oes. o˜es.

A diminui¸cc˜˜aaoo da espessura do feixe promove um aumento da dose no paciente devido ao p´os-colimador os-colimador existen existente te junto aos detectores detectores.. O p´os-colimador os-colimador gera espalhamento da radia¸cc˜ao ˜ao por intera¸cc˜˜aaoo   Compton   e parte dessa radia¸c˜ caao ˜o retorn retornaa para para o pac pacien iente. te. Assim, Assim, a escolha da espessura esp essura do feixe deve levar em conta todas essas caracter´ caracter´ısticas e buscar a melhor condi¸cc˜ao ˜ao para cada tipo de varredura.

3.2 3. 2

Ei Eixo xoss de cort corte e

Os eixos de corte s˜ao ao as marca¸cc˜oes ˜oes para referˆ encia encia da passagem do raio central do feixe e as distˆancias ancias entre os cortes s˜aaoo definidas por esses eixos que devem ser determinados na programa¸cc˜ao ˜ao da varredu arredura. ra. As distˆ ancias ancias dos eixos de corte s˜ao ao definidas em valores discretos de acordo com o objetivo do exame podendo ser de 0,5mm 0,5 mm a  a 10mm 10mm de  de distˆancia. ancia. Como os cortes de um volume s˜ao ao numerados sequencialmente u ancia do inicio da ¨ encialmente e a distˆancia varredura a um determinado corte est´a registrada no computador, ap´os os a obten¸c˜ cao a˜o das imagens de uma sequˆ u enc ia cort c ortes es ´e poss´ p oss´ıvel ıvel marcar marc ar cort c ortes es adici a diciona onais is dentro d entro do volume volum e que qu e ¨ˆencia foi irradiado na varredura programada. O uso de cortes adicionais ´e comum para registrar estruturas importantes que se encontram entre eixos de cortes, principalmente quando a distˆ ancia ancia entre entre os eixos de corte selecionada selecionada for maior. A Fig.3.2 apresenta apresenta um corte axial de crˆanio anio com a marca¸cc˜ao ˜a o do eixo do corte 7 na imagem lateral de crˆanio anio em detalhe

na parte inferior direita da imagem, na qual esta est a marcada a posi¸cao do corte 1 que e a 43

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

referˆencia encia do inicio da varredura.

Figura 3.2: Imagem 3.2:  Imagem de corte axial de crˆanio anio com marca¸cc˜ ao a˜o de localiza¸cc˜ ao a˜o do corte no topograma lateral em detalhe.

A escolha das distˆancias ancias dos eixos de corte e a espessura do feixe est˜ao ao relacionadas relacionadas por um fator denominado pitch denominado  pitch,, onde o pitch o  pitch ´  ´e definido como a distˆancia ancia entre os eixos de corte de uma seq¨ sequ uˆ ˆencia dividida pela espessura de colima¸c˜ cao a˜o do feixe. feixe. Normalmen Normalmente, te, recomendarecomenda¨encia se que uma sequ uˆ ˆencia de cortes apresente um valor de  pitch  pitch   maior maior que um. Neste Neste caso ¨encia a distˆancia ancia entre os eixos de corte ´e maior que a espessura espessura do feixe, feixe, evitando-se evitando-se desta forma que partes dos tecidos que se encontram entre os eixos de corte sejam irradiados mais de uma vez e que o paciente paciente receba uma dose maior que a m´ınima necess´ aria a ria.. No entanto, se o valor do  pitch  pitch for  for muito maior que um significa que ´areas areas entre os eixos de corte n˜ao ao est˜ao ao sendo irradiadas e ent˜ao, ao, altera¸c˜ coes o˜es ocorridas nessas ´areas areas n˜ao ao poder˜ao ao ser apresen apresentada tadass nas imagens. imagens. A Fig.3.3 Fig.3.3 apresen apresenta ta a rela¸ rela¸c˜ ca˜aoo entre espessura do feixe e distˆ ancias ancias entre eixos de corte. Para se fazer uma imagem tridimensional dos pulm˜oes, oes, por exemplo, a varredura dever´a percorrer uma regi˜ao a o com 30cm 30cm   de comprimen comprimento. to. Se utilizar uma espessura espessura de corte de 1,0mm 1,0  com pitch  igual a um, para realizar uma varredura completa de todo o volume dos mm com  pitch igual pulm˜ oes, oes, seria necess´ario ario uma gera¸cc˜ao ˜ao de 300 cortes distanciados de 1,0 1,0mm mm.. Pa Para ra u uma ma velocidade de rota¸cc˜ao ˜ao do tubo de 1s 1s o tempo total para a execu¸c˜ cao a˜o dessa varredura seria de 300ss, ou 5 minutos. A escolha de espessuras de feixe maiores e  pitch s  maiores possibilita 300 

uma diminui¸cc˜ao ˜a o do n´ umero umero de cortes e conseq¨ consequentemente u cao, a˜ o, mas ¨ entemente do tempo de aquisi¸c˜ existee um aumento da radia¸ exist cc˜ao ˜ao secund´aria aria gerada uma vez que o volume do voxel do  voxel ´  ´e maior e existe uma maior n´umero umer o de intera¸ inte ra¸cc˜˜oes oes   Compton   e consequentemente u ¨ entemente um aumento do

44

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 3.3:  3.3:   Defini¸cc˜ ao a˜o de espessura do feixe e distˆancia ancia entre eixos de corte.

ru´ ru´ıdo gerado por esta radia¸cc˜ao ˜ao na imagem.

3.3

O fator mAs

O fator mAs fator  mAs  est´a associado `a corrente de alimenta¸c˜ cao a˜o do filamento do catodo do tubo de raios X e ao tempo, como o tempo de irradia¸c˜ cao a˜o de um corte est´a definido pela velocidade de rota¸cc˜ao ˜ao do tubo e isso ´e caracter caracter´´ıstica do aparelho, aparelho, o controle controle do   mAs  mAs   ´e feito fei to pelo pe lo controle cont role da corrente do catodo. Corrente Correntess maiores implicam em uma maior quantidade quantidade de f´otons otons no feixe, ou seja, feixes mais intensos. Assim valores de  mAs  maiores implicam em um maior n´ umero umero de f´otons otons gerados e consequentemente u cao a˜o ¨ entemente num aumento da radia¸c˜ secund´ aria aria e do ru´ ru´ıdo na imagem gerada. Como o aumento da corrente catodo-anodo cato do-anodo implica em um maior n´umero umero de el´ etrons etrons colidindo com o anodo, existe uma maior produ¸ pro du¸c˜ cao a˜o de calor e consequentemen u te uma maior necessidade necessidade de refrigera¸ refrigera¸c˜ caao ˜o do tubo. O aumento ¨ entemente do do   mAs promove mAs  promove um aumento no contraste mas implica em uma maior dose no paciente e maior carga no tubo de raios X e conseq uentemente u ¨ entemente um maior desgaste do tubo. O controle do fator   mA  mA   ´e fundamental fundamental para que o sinal que atinja o arco detector seja suficiente para ser captado e transformado em informa¸c˜ caao. ˜o. A maioria maioria dos aparelh aparelhos os de TC mant´em em o valor do  do   mA constante mA  constante durante toda a rota¸c˜ ca˜aoo do tubo de raios X para a aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados de um corte independentemente da varia¸c˜ caao ˜o da espessura do objeto. Veja o exemplo apresentado na Fig.3.4, o t´orax orax quando o ob jeto ´e p posicionado osicionado no aparelho apa relho apresent apres entaa uma largura largura   l   muito maior que a altura   h, portan portanto to quando quando o fei feixe xe incide lateralmente haver´a uma maior absor¸cc˜ ao a˜o pelo objeto, sendo esta a condi¸c˜ cao a˜o para definir a maior intensidade do feixe gerado. No entanto o uso desse mesmo valor de mA de  mA  quando o feixe est´a incidindo no eixo vertical onde a espess e spessura ura ´e menor, me nor, o sinal s inal que chega ao arco detector detecto r ´e muito muit o maior m aior que o m´ınimo ınimo

necess´ ario ario para gerar a informa¸cao. Neste caso o paciente recebe uma dose muito superior 45

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

a` m´ınima ıni ma necess´ nec ess´aria aria para a obten¸cc˜ao ˜ao da informa¸c˜ cao. a˜o. Portan Portanto to um cont control rolee autom´ autom´ atico atico do valor de  de   mA  mA   de acordo com a caracter´ caracter´ıstica de absor¸c˜ cao a˜o do trajeto do feixe poderia diminuir consideravelmente a dose no paciente sem perda na qualidade da imagem gerada, al´eem m de reduzir o desgaste do tubo de raios X.

Figura 3.4:  3.4:   Varia¸cc˜ao ˜ao do mA com a espessura do objeto.

Esse controle setorial do valor de   mA ´ mA  ´e um avan¸ avan c¸coo tecnol´oogico gico muito importante, mas a maioria dos aparelhos n˜ao ao disp˜oe oe sequer de modifica¸c˜ coes o˜es no valor do m do  mA A entre as regi˜oes oes de corte usando o mesmo valor para todos os cortes de uma mesma regi˜ ao ao independentemente da varia¸cc˜ ao a˜o da absor¸cc˜ ao a˜o que apresentam em fun¸c˜ caao ˜o dos posicionamentos das estruturas internas. Nesses aparelhos, pacientes adultos que apresentam massa corporal menor, como uma mulher de 57kg 57kg,, recebem um feixe com o mesmo valor valor de mA de mA utilizado  utilizado para pacientes de massa corporal maior, como um homem de 90kg 90 kg.. Nesse caso como o paciente de menor massa corporal absorve menos o feixe poderia ser utilizado um valor de  mA  mais baixo e como isso n˜ao ao ocorre a dose de radia¸cc˜ao ˜ao que recebe receb e ´e desnecess desnecessariamente ariamente maior. m aior. Diferentemente do controle de espessura e da distˆancia ancia entre entre os eixos de corte o controle controle do mA do  mA n˜  n˜ao ao ´e facilment facilmentee acessado acessado nos aparelhos aparelhos pelo operador da varredura. arredura. Normalmen Normalmente te quando o operador escolhe um protocolo de exame definido pelo fabricante automaticamente o protocolo define o valor de mA de  mA.. Para a cria¸cc˜ao ˜ao de novos protocolos de exame o operador dever´a estar a par da forma de cria¸cc˜ ao a˜o de novos padr˜ooes es de exames. Visando diminuir esse efeito os fabricantes disponibilizam programas diferenciados para crian¸cas cas e adultos e em alguns casos adultos obesos, pois apresentam n´ n´ıveis de absor¸c˜ cao a˜o de radia¸cc˜ao ˜ao diferentes em fun¸cc˜ ao a˜o da massa corporal e das densidades das estruturas mais

absorventes, principalmente dos ossos. A utiliza¸c˜ caao ˜o de um sistema de controle autom´atico atico 46

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

n˜ao ao somente pela massa corporal, mas por regi˜ao ao de corte, por caracter caract er´´ıstica de absor¸c˜ cao a˜o por indiv´ıduo ıduo e por p or tra t rajet´ jet´oria oria de incidˆencia encia do feixe ´e um umaa demanda d emanda urgente que os fabricantes est˜ao ao buscando bus cando atender atende r atrav´es es dos novos aparelhos apare lhos que qu e est˜ao ao sendo disponibilizados no mercado. mercado.

3.4

A alta tens˜ a ao o kV

A alta tens˜aao  o   kV   kV   de alimenta¸cc˜ao ˜ao do tubo de raios X aplicada aplicada entre o catodo e o anodo ´e respons´avel avel pela acelera¸cc˜ao ˜ao dos el´etrons etrons que colidem com o anodo. Assim quanto maior o valor de   kV , kV  , mais os el´ etrons etrons ser˜ ao ao acelerados gerando f´otons otons X mais energ´ eticos. eticos. O feixe gerado ser´a mais penetrante fazendo com que chegue um maior n´ u umero mero de f´otons otons nos detectores.. Altas-tens˜ detectores Altas-tens˜ oes  oes   kV   kV   maiores promovem um menor ru´ıdo ıdo na imagem gerada, no entanto, diminui a resolu¸cc˜ao ˜ao do contraste contraste entre entre estruturas estruturas de tecidos moles. O aumento do kV    promove tamb´ kV  em em um aumento do aquecimento do tubo de raios X, conseq¨ conseq uentemente u ¨entemente um aumento no seu desgaste e um aumento na dose do paciente. Assim como o controle da corrente mA corrente  mA,, na maioria dos aparelhos, o controle autom´atico atico do   kV   kV    n˜ ao ao ´e feito independentemente da varia¸ c˜ caao ˜o das caracter´ caracter´ısticas de absor¸c˜ cao a˜ o dos indiv ind iv´´ıduos, ıdu os, das regi˜ reg i˜oes oes de corte de uma mesma varredura varredura e dos setores do c´ırculo varrido pelo feixe durante a rota¸cc˜ao ˜ao completa completa do tubo. Assim Assim como o contro controle le da corren corrente te de el´ etrons etrons que colide com o disco do anodo  anodo   mA  mA   o controle autom´aatico tico do   kV   kV    promover´a redu¸cc˜ ao a˜o consider´avel a vel da dose em paciente e menor consumo do tubo de raios X sem a perda na qualidade da imagem. Diferent Difere nteme ement ntee do aparelh aparelhoo de raios raios X conve convenci ncional onal onde onde existe existe uma grande grande varia¸ aria¸c˜ cao a˜o nos valores da alta-tens˜ao ao de alimenta¸cc˜ao ˜a o do tubo de raios X definidos em fun¸c˜ cao a˜ o das caracter´´ısticas caracter ısticas do objeto a ser irradiado, irradiado, em TC os valores de alta-tens˜ alta-tens˜ ao ao aplicados ao tubo aprese apresent ntam am uma faixa faixa de varia¸ aria¸cc˜ao ˜ao mais restrita na regi˜aaoo da faixa superior dos aparelhos convencionais entre 80 e 140kV  140 kV .. Assim Assim como como a altera altera¸c˜ c¸a˜aoo do valor da corrente mA a mA  a altera¸cc˜ ao a˜o dos valores da alta tens˜ao ao de alimenta¸c˜ cao  a˜o   kV   kV    n˜ao ´e t˜aaoo simples como a escolha da espessura de corte por exemplo.

3.5

O tte empo de r ro ota¸ c c˜ ˜ a ao o do tu tub bo

O tempo de rota¸cc˜ao ˜ao do tubo ´e o tempo necess´ ario ario para que o tubo dˆe uma volta completa em torno do paciente, percorrendo os 360 o . Em aparelhos convencion convencionais ais de Tomografia omografia Computadoriz Comput adorizada ada este tempo pode ser de at´ e quatr quatroo segundos. segundos. A vantagem antagem de tempos maiores de giro ´e a diminui¸cc˜ao ˜ao da corrente do catodo  catodo   mA, mA, pois permite manter o mesmo mAs   e a qualid qualidade ade da imagem imagem.. Assim Assim existe existe uma diminu diminui¸ i¸c˜ cao a˜o no calor acumulado no

tubo e um aumento aumento no tempo tempo de exame. exame. O aumen aumento to no tempo tempo do exame pode promo promove verr

47

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

o aparecimento de artefatos devido `a movimenta¸c˜ cao a˜o do pacien paciente. te. Os aparelh aparelhos os de Tomografia Computadorizada helicoidal multicorte mais modernos apresentam tempos de rota¸cc˜ao ˜ao menores que 0,5s 0,5s. Para tempos de rota¸c˜ cao a˜o t˜ao ao peque pequenos nos ´e necess´ario ario um grande desenvolvimento da estrutura mecˆanica anica girat´oria oria onde ficam posicionados o tubo e o arco de detect detectore ores. s. A for¸ca ca de deslocamento gerada nestes dispositivos durante a rota¸c˜ ca˜o ´e superior a 13G 13G, ou seja, treze vezes a for¸ca ca gravitacional da terra. Esta for¸ca ca ´e maior mai or que a for¸ca ca necess´ necess´ aria aria para se colocar colo car um foguete espacial em ´orbita, orbita, cerca de 9G 9 G.

3.6 3. 6

Al Algo gori ritm tmos os de re reco cons nstr tru¸ u¸ c˜ ao

Ap´os os a aquisi¸cc˜ao ˜ao de uma enorme quantidade de dados pelos detectores durante o giro de 360o , esses dados s˜ao ao trabalhados por filtros gerados por algoritmos matem´aticos aticos no processoo de reconstru¸ process reconstru¸ cc˜ ao a˜o da imagem imagem.. Es Esse sess algor algorit itmo moss s˜ ao ao otimizados para diferentes partes par tes do corpo corpo e diferen diferentes tes tipos de tecido tecidos. s. A qualid qualidade ade de imagem imagem dos tecido tecidoss moles moles pode ser melhorada melhorada se um algoritmo algoritmo adequado valorizar valorizar os dados para esses tecidos menos radioabsorv radioa bsorvent entes, es, ao passo que para tecidos mais radioabsorven radioabsorvente te h´ a a necessidade de algoritmos dedicados algoritmos dedicados para valorizar alorizar essa informa¸ informa¸c˜ caao. ˜o. O uso de algoritmos espec´ espec´ıficos permite melhorar a qualidade de detalhes da imagem de acordo com o tipo de tecido. Otimizar o tempo de reconstru¸cc˜ao ˜ao e diminuir o tamanho do arquivo de armazenagem de dados da imagem e o tempo de transmiss˜ao ao para as esta¸c˜ coes o˜es de trabalho. trabalho. O aumento aumento do n´umero umero de filtros, no entanto, promove um aumento no tempo total de reconstru¸c˜ cao a˜o das imagens.

3.7 3. 7

A m mat atri riz z d de e ima image gem m 

A matriz define o n´ umero umero de   pixel s   que formam a grade de gera¸c˜ caao ˜ o da iima mage gem. m. Os aparelhos de Tomografia Computadorizada apresentam matrizes padronizadas em diversos 

tamanhos 340x340, tamanhos 340x340, 512x512, 768x768 ou 1.024x1.024 1.024x1.024 pixel  pixel s. Considerando um campo de imagem constante ( field of view   - FOV) um aumento no tamanho da matriz implica em um pixel um  pixel menor  menor e uma imagem mais rica em detalhes. No entanto, um aumento no tamanho da matriz promove um aumento no n´ u umero mero total de   pixel s   e consequentem u ente te a quant quantida idade de de dados dados que precis precisaa ser processa processada. da. O ¨ entemen 

aumento de uma matriz de 512x512 para 1.024x1.024 provoca um aumento de quatro vezes no n´ umero umero de pixels, quando se considera a quantidade de imagens que precisam ser processadas pode-se ter no¸cc˜ao ˜ao da necessidade de melhora no tempo de processamento dos dados e na capacidade de armazenagem, para manter a velocidade do exame. A dificuldade dificuldade est´ a em se determinar o tamanho de pixel de  pixel ideal  ideal para a imagem gerada, se a

op¸cc˜ao ˜ao for por um pixel um  pixel de  de tamanho grande pode-se perder em detalhe se for por um  pixel

48

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

pequeno aumenta-se muito a quantidade de dados a serem processados e armazenados. O c´alculo alculo do tamanho do pixel do pixel ´e dado pelo tamanho taman ho da imagem i magem FOV e em fun¸ fun c˜ c¸ao a˜o do tamanho da matriz conforme conforme a eq.3.1. Uma imagem de 50x50cm 50x50cm que  que utilize uma matriz de 512x512 ter´ a um pixel um  pixel de  de 0,98x0,98mm 0,98x0,98mm,, essa mesma imagem em uma matriz de 1.024x1.024 ter´a um  pixel de um pixel  de 0,49x0,49mm 0,49x0,49mm..   F OV ( OV  (mm mm))   (3.1)  pixel((mm  pixel mm)) = matriz Se for utilizado um  um   zoom para zoom  para ampliar uma ´area area da imagem, o tamanho do  pixel  pixel pode  pode variar. ariar. Para Para um zoom que dobre dobre o tamanho tamanho de uma imagem, imagem, uma imagem imagem de 50x50 50x50cm na realidade estar´a apresentando uma estrutura de 25x25 25x25cm cm.. Ne Nest stee caso o tamanh tamanhoo do  pixel ´  pixel  ´e dado pelo tamanho da imagem reconstru reconstru´´ıda dividida dividida pelo tamanho tamanho da matriz. matriz. Para o exemplo citado o FOV ´e de 50x50cm 50x50cm,, mas o FOV reconst reco nstru ru´´ıdo ´e de 25x25 25x 25cm cm com  com um zoom um  igual al a dois. dois. Se for utilizada utilizada uma matriz matriz de 512x5 512x512 12 o  pixel  representar´a um  zoom igu  pixel representar´ tamanho de tecido de 0,49mm 0,49 mm..  pixel((mm  pixel mm)) =   F OV ( OV  (mm mm)) matriz x zoom

 

(3.2)

Para se ter um controle adequado do tamanho da matriz necess´ario ario para representar uma determinada estrutura alguns padr˜oes oes j´a foram estabelecidos e a matriz da imagem ser´a determinada de acordo com esses padr˜oes. oes.

3.8

A resolu¸ c˜ ao

A resolu¸cc˜ao ˜ao ´e uma medida da qualidade qua lidade de produ¸ pro du¸c˜ cao a˜o de uma imagem, podendo ser referida referida 

em termos de amostras,   pixel s, pontos, pontos, ou linhas por polegada ou por cent´ cent´ımetro. ımetro. A resolu¸cc˜ aao ˜o espacial da imagem gerada nos aparelhos de Tomografia Computadorizada est´a associada ao n´ umero umero de pixel de  pixel s  necess´arios arios para a constru¸c˜ ca˜aoo da matriz da imagem para 

o n´ıvel de resolu¸ reso lu¸cc˜ao ˜ao considerado padr˜ao. ao. O tamanho de tecido que cada  pixel  pixel representa  representa na imagem vai definir a resolu¸cc˜ao ˜ao da imagem. A resolu¸cc˜ao ˜ao ´e classifi cla ssificad cadaa como co mo padr˜ p adr˜aao, o, alta e ultra-alta e quanto mais alta a resolu¸c˜ caao ˜o mais detalhes poder˜ detalhes ao ao ser observ observados na imagem e conseq¨ consequentemente u cada  pixel representa  representa um ¨ entemente cada pixel tamanho menor de tecido. Para uma resolu¸cc˜ao ˜ao padr˜ao ao cada pixel cada  pixel representa  representa aproximada

mente 1x1mm 1x1mm   de area ´area de tecido. tecido. Esta Esta mesma area a´rea ser´a representada por quatro pixel quatro  pixel s 

na alta resolu¸cc˜ ao a˜o e por nove pixel nove  pixel s  na ultra-alta ultra-a lta resolu¸c˜ caao. ˜o. Assim, quanto maior a resolu¸cc˜ao ˜ao da imagem maior ser´ a o n´ umero umero de pixel de pixel que  que ir´a form´a-la a-la e maior defini¸cc˜ ao a˜o esta imagem ter´a. a. O uso da alta resolu¸c˜ ca˜aoo ´e recomend recomendado ado para tecidos moles e a ultra-alta resolu¸cc˜ao ˜ao para tecidos que apresentam estruturas muito pequenas.   E ´

sempre bom lembrar que quanto maior a matriz maior sera sera o tempo de processamento da imagem. 49

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

A resolu¸cc˜ao ˜ao espacial pode ser medida de diversas maneiras dependendo do meio no qual a imagem ser´a apresentada, a terminologia varia de acordo com o dispositivo que ser´a usado para a apresenta¸cc˜ao ˜ao da imagem. PPI ( pixel s  por polegada) ´e muito utilizado para 

resolu¸cc˜ ao a˜o de em v´ıdeos, DPI (pontos por polegada) se refere refere a` resolu¸c˜ cao a˜o de impress˜ao ao de imagem,, SPI (amostras por polegada) se refere ao esquadrinh imagem esquadrinhamen amento to de uma imagem num scanner,, e LPI (linhas por scanner p or polegada) p olegada) refere-se `a resolu¸c˜ cao a˜o de autotipia. mm)) = Resolu¸cc˜  ˜  ao(mm

 

10

 

2 x pares de linhas 

(3.3)

Quando a resolu¸cc˜ao ˜ao ´e medida me dida em pares p ares de linhas l inhas por cent´ cent´ımetro e a resolu¸c˜ caao ˜o espacial dada em mil´ımetros ımetros po pode de ser calculad ca lculadaa pela pel a equa¸ equa ¸cc˜˜aaoo 3.3.Seja o exemplo, para gerar uma imagem dos pulm˜oes oes de alta resolu¸cc˜ao ˜ao para caracterizar patologias t´ıpicas desses org˜ o´rg˜aos aos necessitase de um FOV de 430mm 430 mm  que permita a visualiza¸c˜ cao a˜o simultˆanea anea dos dois pulm˜oes o es. E opta-se por um aumento da imagem de 30%,  zoom  zoom de  de 1,3. Pela escolha da alta resolu¸c˜ cao a˜o e do filtro de reconstru¸cc˜ao ˜ao apropriado, pode-se optar por uma resolu¸c˜ cao a˜o de 12 pares de linhas por p or cent´ cent´ımetro no plano transverso. Portanto cada linha equivale a 0,417mm 0,417mm q  qu ue ´e a resolu¸cc˜ao. ˜ao. A partir desse dado pos-e definir o  pixel  como 0,417mm  e desta forma, pode ser obtido o tamanho da matriz necess´aria aria para representar essa imagem. Para este caso o FOV ´e de 430mm 430mm,, o tamanho do  pixel  pixel   0,417mm 0,417mm   e o  zoom  zoom 1,3  1,3 gerando uma matriz de 793. Portanto Portanto deve-se deve-se optar por uma matriz matriz de 768x768, ou de 1.024x1.024, 1.024x1.024, que s˜ao ao as matrizes padronizadas mais pr´oximas. oximas. A escolha da primeira primeira implica em perdas nos detalhes da imagem uma vez que cada   pixel  representar´a uma ´area area maior que a estipulada e a segunda gerar´a uma quantidade muito maior de dados a serem processados e consequ uentemente ¨ entemente maior tempo de processamento, mas apresentar´a uma melhor resolu¸cc˜ ao. a˜o. A Tab.III.1 Tab.III.1 apresenta apresenta alguns padr˜ oes oes para a defini¸c˜ cao a˜o da matriz de acordo com a imagem que se deseja obter. Os tamanhos das matrizes s˜ao ao padronizados em fun¸c˜ caao ˜o de caracter´ cara cter´ısticas ısti cas dos sof dos  sof twares twares  e  e hardwares  hardwares e  e assim em fun¸c˜ cao a˜o da necessidade opta-se pelo tamanho padronizado mais pr´oximo oximo do desejado. Tabela III.1: Defini¸ c˜ c˜ ao ao da matriz de reconstru¸ recons tru¸ c c˜ ao a ˜o de imagem Exam Ex ame e

FOV

Reso Resollu¸ c˜ ao

(mm )

Espes pessura do

Zoom oom

corte (mm )

Matriz

Matri triz

necessaria a ´ria

uti utili lizad zada a

Cabe¸ca

250

padr˜ ao

5

1,2

300

340

Corpo

430

padr˜ ao

5

1,2

516

512

Pulm˜ ao

430

alta

1

1,3

793

768

UHR

250

ultra-alta

0,5

1

1.000

1.024

50

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Exerc Ex erc´ ´ıci ıcios os prop pr opos osto toss 1. Qual Qual a fun¸cc˜ ao a˜o do colimador nos aparelhos de TC? 2. Para Para que servem servem os eixos de corte? 3. Por que valores de mAs constante constantess promovem promovem maiores doses em indiv´ indiv´ıduos com menor massa? 4. Qual a faixa de alta-tens alta-tens˜ao ˜ao utilizada nos aparelhos de TC? 5. Por que que menores menores tempos de rota¸ rotacc˜ ¸ao ˜ao do tubo de raios X em torno do paciente implica em tubos que consomem maior potˆ p otˆ eencia? ncia? Por que feixes feixes mais espessos podem n˜ ao ao visualizar pequenas altera¸cc˜oes? ˜oes? 6. O que q ue ´e o  pitch ? 7. Para Para que servem servem os algoritmos algoritmos de reconstru¸ reconstruc˜ c¸ao? a˜o? 8. Quais Quais os parˆ parametros ˆametros utilizados como unidades de resolu¸c˜ cao a˜o de imagem? 9. O que q ue ´e o FOV e como ´e utilizado? utiliz ado? 10. Qual a diferen¸ diferen¸ca ca entra a resolu¸cc˜ao ˜ao padr˜ao ao e a alta resolu¸c˜ cao? a˜o?

51

 

Cap´ıtulo 4

A gera¸ c˜ c˜ ao das im ao imag agen enss Todos os aparelhos de Tomografia Computadorizada possuem um sistema de gera¸c˜ao a o de dados, um sistema de processamento desses dados, um sistema de reconstru¸c˜ ca˜aoo da imagem e um sistema de visualiza¸cc˜ ao a˜o e armazenagem.

4.1

A gera¸ c c˜ ˜ a ao o do doss da dado doss

O feixe de raios X ´e a fonte que permite a gera¸c˜ caao ˜o dos dados que dar˜ao ao origem a` imagem. O feixe gerado ´e devidamen devidamente te colimado colimado e direcionado direcionado para a regi˜ aaoo do plano de corte desejado. As estruturas desejado. estruturas atravessadas atravessadas por esse feixe absorvem absorvem uma certa quantidade quantidade de f´otons otons prim´arios arios proporcional proporcional ao seu coeficiente coeficiente de atenua¸c˜ cao a˜o de linear m´edio edio µ ¯. Portanto a intensid intensidade ade do feixe transmitido transmitido ´e bem menor que o feixe incidente, incidente, conforme conforme definido definido pela eq.4.1 −

I   =  = I   I  .e t

  L o

  µ(x)dx

(4.1)

o

onde: I o  intensidade do feixe incidente; I l   intensidade do feixe transmitido; µ  coeficiente de atenua¸cc˜ao ˜ao linear. L  comprimento total do caminho percorrido pelo feixe.

A parcela pa rcela do feixe transmitido ´e denominada de radia¸c˜ cao a˜o atenuada. A atenua¸c˜ cao a˜o depende das caracter´ caracter´ısticas do tecido, sua espessura, composi¸c˜ cao, a˜o, etc. A radia¸c˜ ca˜aoo atenuada atinge os detectores de radia¸cc˜ao ˜ao capazes capazes de reconhec reconhecer er este sinal. sinal. Existe Existem m v´ arios arios tipos de detectores, desde cˆamaras amaras de ioniza¸cc˜ ao a˜o com g´aass pressurizado pressuriz ado at´e detecto detectores res s´olidos olidos de luz associados associad os a cintilador cintiladores es de v´ aarios rios materiais como os de permanganato de bismuto, iodeto

de cesi esioo etc. et c. Qualquer que seja a natureza do detector sua resposta est´a diretamente associada `a quanti-

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

dade de f´otons otons X que o atinge. O sinal detectado ´e transformado eletronicamente passando por um amplificador. Ap´os os sua amplifica¸cc˜ao ˜ao o sinal ´e digitalizado em padr˜ oes oes conhecidos pelo computador para serem tratados por algoritmos especiais e possibilitarem a reconstru¸cc˜ao ˜ao da imagem. A Fig.4.1 apresenta a aquisi¸c˜ cao a˜o de um sinal que cont´ eem m a informa¸c˜ cao a˜o da atenua¸ atenua¸cc˜˜aaoo promovida pelo objeto em um determinado instante. Durante a rota¸c˜ ca˜aoo do tubo de raios X em torno do objeto este sinal ´e captado captado sucessiv sucessivamen amente te em posi¸c˜ cooes ˜es de incidˆencias encias do feixe pr´e-determinada e-determ inada ao longo da circunferˆ circunf erˆencia encia de trajet´ tra jet´oria oria do conjunto tubo-arcoo detector. tubo-arc detector. Quanto Quanto mais vezes vezes esse sinal for captado e enviado durante durante os 360o  de rota¸cc˜˜aaoo do tubo, uma volta completa, melhor ser´a o resultado da imagem gerada a partir dessa informa¸cc˜ ao. a˜o.

Figura 4.1:  4.1:   Gera¸cc˜ ao a˜o de sinal a partir da atenua¸cc˜ ao a˜o do feixe promovida pelo objeto.

4.2

A obten¸ c c˜ ˜ a ao o da im imag agem em

A obten¸cc˜ao ˜ao da imagem digitalizada digita lizada na TC ´e feita ap´ooss o processamento proce ssamento de cada ca da informa¸ in forma¸c˜ cao a˜o captada pelos detectores informando a atenua¸c˜ cao a˜o do feixe promovida pelas fileiras dos que atrav atravess essou. ou. Os dados coletados coletados pelos detect detectore oress s˜ ao ao processados por um voxel s   que 

programa que determina a atenua¸cc˜ao ˜ao promovida por cada  voxel   que comp˜oe o e a fatia do objeto que foi irradiada. Esse programa que determina a atenua¸c˜ cao a˜o de cada voxel  ´   ´e b bas asea eado do

num processo de reconstru¸cao de imagem que utiliza um metodo designado de proje¸cao inversa. 53

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

4.2.1

M´ etodos etodos de reconstru¸ c c˜ ao a ˜o da imagem

A proje¸cc˜ao ˜ao inversa inversa foi um m´etodo etodo de reconstru¸c˜ cao a˜o de imagem axial estudado por  Kuhl e  Edwards   no in in´´ıcio dos anos 60 e utilizav utilizavam am um aparelho aparelho que tinha uma arquitetura arquitetura semelhante `a dos primeiros primeiros aparelhos de Tomografia omografia Computadoriz Computadorizada. ada. Segundo essa proposta, a proje¸cc˜ao ˜ao das sobras geradas pelos objetos em diversos angulos ˆangulos de incidˆ encia encia da luz proporcionaria proporcionaria a imagem de corte deste objeto. A Fig.4.2 ilustra ilustra as proje¸cc˜˜ooes es geradas por dois objetos de acordo com o n´umero umero d dee incidˆencias. encias. O resultado result ado da da reconstru¸cc˜ao ˜ao por proje¸cc˜ao ˜ao inversa oferece boa resolu¸c˜ cao a˜o da forma, mas baixa resolu¸c˜ cao a˜o em contraste.. Assim a reconstru¸ contraste reconstru¸cc˜ ao a˜o por proje¸cc˜ao ˜ao inversa inversa somente, n˜ao ao apresenta resultados desejados na gera¸cc˜ao ˜ao de imagem em TC.

Figura 4.2: Reconstru¸ 4.2:  Reconstru¸cc˜ao ˜ao por proje¸cc˜ ao a˜o inversa.(a ) 0 , (b ) 0 e 90 , (c ) 0 , 45 , 90 e 135 ,(d ) 0 a 152, 152, 5 , a cada 27, 27, 5 ,(e ) 0 a 166, 166, 25 , a cada 13, 13, 75 ,( f  )  ) 0 a 173 173,, 125 , a cada 6, 6, 875 . o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

O processo de proje¸cc˜ao ˜ao inversa, associado a filtros de sele¸c˜ cao a˜o e ao u uso so de d e m´etodos etod os matem´ m atem´atiaticos como a Transformada de Fourier de  Fourier e  e Transformada Inversa de  de   Fourier que Fourier  que permitem

uma reconstru¸cc˜ao ˜ao mais detalhad detalhadaa da imagem. imagem. Pelo Pelo fato do feixe feixe de raios X ser difuso difuso,, em forma de cone, os aparelhos aparelhos convencio convencionais nais de TC utilizam utilizam um m´ etodo etodo de corre¸ corre¸c˜ cao a˜o 54

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

no processo de reconstru¸cc˜ ao a˜o da imagem denominado m´etodo etodo   Feldkamp, Feldkamp, ou m´etodo etod o de reconstru¸cc˜ao ˜ao de feixe em cone e mais recentemente recentemente o m´etodo etodo   F BP , BP , ou proje¸c˜ cao a˜o inversa filtrada. J´ a os aparelhos de TC helicoidais, por fazerem aquisi¸c˜ cao a˜o volum´etrica etrica de dados, d ados, utilizam utiliz am outros m´etodos etod os de reconstru¸ reconstr u¸cc˜ ao a˜o da imagem associados associados `a proje¸c˜ caao ˜o iinversa. nversa. Um dos do s m´etodos etod os utilizados utiliz ados ´e o TCOT, TCOT, ou tomografia tomografia de feixe em cone verdadeiro verdadeiro que faz compensa¸ compensa¸c˜ coes o˜es da inclina¸cc˜ao ˜ao do feixe pelo m´etodo etodo  Feldkamp  Feldkamp.. Para os aparelhos aparelhos de TC helicoidais helicoidais esse m´etodo etodo minimiza os artefatos de imagem gerados pelo feixe em cone e melhora a eficiˆ eencia ncia do processo. 4. 4.2. 2.2 2

A cons constr tru¸ u¸ c c˜ ˜ ao ao da image ima gem m

A constru¸cc˜ao ˜ao da imagem digitalizada digitalizada em aparelhos aparelhos de TC ´e feita ap´ooss o processamento de cada informa¸ informa¸cc˜ao ˜ao captada pelos detectores com o objetivo de definir a atenua¸c˜ caao ˜o gerada por cada fileira de  voxels  voxels.. Ap´ Apos ´os a radia¸cc˜ao ˜ao prim´aria aria atravessar o objeto em estudo ela ´e captada capta da por cada detector, como os valores dos parˆ pa rˆ ametros ametros de alimenta¸c˜ ca˜aoo do tubo de raios-X (kV  (kV    e   mA) mA) s˜ ao ao conhecidos, conhecidos, a intensidad intensidadee do feixe que sai do tubo ´e conhecida conhecida e de posse do valor que foi captado pelo detector o computador determina a parcela do feixe que foi atenuada pelo tecido que foi atravessado pelo mesmo, ou seja, a atenua¸c˜ ao ao gerada pela fileira de voxel de  voxel s  atrav  atravessad essada. a. A tonalidade de cinza que ir´a colorir cada pixel cada  pixel 



correspondente a` atenua¸cc˜ao ˜ao promovida por cada um dos voxel dos  voxel s  atravessados depender´a 

dos coeficientes de atenua¸cc˜ ao a˜o linear (da fileira de de voxel  voxel s) dos tecidos. De posse dos dados coletados sequencialmen sequencialmente te pelos diversos diversos canais de detectores detectores durante durante o giro completo do tubo em torno do objeto, o sistema computacional processar´a essas informa¸cc˜oes ˜oes definindo a atenua¸cc˜ao ˜ao promovida por cada voxel cada voxel que  que comp˜oe oe a fatia irradiada. Estes valores de atenua¸cc˜ao ˜ao s˜ao ao normatizados normatizados num padr˜ao ao que tem a ´agua agu a como c omo referˆ refe rˆencia enc ia de zero numa varia¸cc˜ ao a˜o de -1000 -10 00 a 1000, ou -500 a 500, onde o limite m´ınimo ınimo da escala ´e o ar(-1000) e o m´aximo aximo ´e dado pela absor¸cc˜ ao a˜o do metal(+1000). metal(+1000). Essa escala de represenrepresenta¸cc˜ao ˜ao num´erica erica da absor¸cc˜ao ˜ao promovida por p or cada voxel ´e denominada escala H escala  H ounsfield ounsfield.. A determina¸cc˜ao ˜ao dos valores na escala H escala  H ounsfield ounsfield ´  ´e obtida pela equa¸c˜ caao ˜o 4.2. H x  = 1000. 1000.

µx − µ(H  O) µ(H  O) 2

2

onde: H x  valor de atenua¸cc˜ao ˜ao na escala H escala  H ounsfield ounsfield do  do  voxel   x ; µx   coeficiente de atenua¸cc˜ao ˜ao linear do voxel do  voxel   x ; ˜ao linear da agua. ´agua. µ(H  O)   coeficiente de atenua¸cc˜ao 2

(4.2)

A Fig.4.3 apresenta uma imagem de corte axial de t´orax orax com a marca¸c˜ caao ˜o das divis˜oes oes que representam os  pixel’s  em   em que se divide e que possibilitam a distribui¸c˜ caao ˜o da escala de cinza 55

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

sobre a escala num´erica erica  Hounsfield . Na imag imagem em s˜ ao ao destacados os valores  Hounsfield   de dois pontos distintos, um na regi˜ao ao pulmonar que apresenta uma valor negativo, devido `a grande contribui¸cc˜ ao a˜o do ar na forma¸cc˜˜aaoo do valor de atenua¸c˜ cao a˜o do  voxel  que deu origem a este  pixel  e outro na regi˜aaoo da aorta descendente, positivo e elevado, devido ao coeficiente de atenua¸cc˜ao ˜ao linear elevado do meio de contraste que est´a misturado ao sangue.

Figura 4.3: Imagem 4.3:  Imagem de corte axial de t´oorax rax apresentando a divis˜aaoo na matriz de  pixels  e valores na escala  Hounsfield .

Determinado os valores de atenua¸cc˜ ao a˜o na escala Hounsfield escala  Hounsfield ´  ´e feita uma correla¸ correla c˜ c¸a˜aoo entre esses ess es valores alores nu num´ m´ ericos ericos e a escala escala de cinzas cinzas.. Na escala escala de cinzas cinzas o osso osso aprese apresent nta-s a-see branco, a agua ´agua cinza m´edio edio (0H ) o metal branco brilhante (+1000 H ) e o ar preto (1000H ). No entanto, se em uma determinada regi˜ao ao os valores Hounsfield valores  Hounsfield de  de absor¸c˜ cao a˜o da radia¸cc˜ao ˜a o n˜ao a o v˜ao a o do m´aximo aximo positivo (+1000H ) at´e o m´aximo aximo negativo (-1000H ) a regi˜ao a o que est´a sendo sendo estuda estudada da (janela (janela de observ observa¸ a¸c˜ caao) ˜o) n˜ao ao precisa utilizar a escala de cinzas com a correspondˆencia encia  Hounsfield   origin original. al. Neste Neste caso o in inter terv valo de cores cores apresent apres entado, ado, chamado chamado de janela de cores, cores, ´e reordenado reordenado e o valor Hounsfield alor  Hounsfield   mais alto da janela aparece em branco e o mais baixo em negro permitindo a gera¸c˜aaoo de maior detalhamento da imagem. Tabela IV.1: Rela¸ c˜ c˜ ao ao entre estrutura do tecido e colora¸ c c˜ ao a ˜o na escala de cinzas Densid Den sidade ade na TC TC meio de contraste

agua ´

Valores alores  Hounsfield    Tom de cinza 100 a 1.000

branco brilhante

100

branco

0

cinza m´edio

ar

-60 a -100

cinza escuro

-120 a -1.000

preto

56

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Assim,, modificando Assim modificando o n´ıvel ıvel e a amplitude amplitude da janela ocorre uma adapta¸ c˜ cao a˜o da escala de cinzas na area ´area anatˆomica omica objeto da explora¸c˜ cao, a˜o, que permite ver com maior contraste o ´org˜ao org˜ ao ou tecido sem que outros sejam ocultados por tecidos tecidos que tˆ em em caracter caracter´´ıstic ısticas as de absor¸cc˜ao ˜ao semelhant semelhantes. es. A Tab.IV.1 ab.IV.1 apresenta apresenta uma varia¸c˜ ca˜aoo de tons de cinza e as referˆ eenncias utilizadas para a calibra¸cc˜ ao a˜o do aparelho sendo que o ar, considerado o meio menos absorvente, estar´a em um extremo da escala de atenua¸c˜ cao a˜o e o meio contraste, considerado o meio mais absorvente, estar´a no outro extremo da escala de atenua¸c˜ ca˜o. A aagua ´gua pura ´e considerada o meio da escala e apresenta valor de atenua¸c˜ caao ˜o igual a zero na escala Hounsfield.. Hounsfield

Figura 4.4: A 4.4:  A escala  Hounsfield  e a escala de cinzas para os tecidos moles.

A Fig.4.4 apresenta um diagrama da escala  Hounsfield  Hounsfield e  e uma escala de tons de cinza. Como a maioria dos tecidos que comp˜oem oem o corpo humano possui uma grande quantidade da agua ´agua a caracter´ caracter´ıstica de absor¸cc˜ao ˜ao de raios X por esses tecidos n˜ao ao apresenta grande varia¸cc˜ao, ˜ao, a` exce¸cc˜ ao a˜o dos tecidos ´osseos. osseos. Por essa raz˜ao ao para a obten¸c˜ cao a˜o do contraste entre os tecidos moles ´e comum a utiliza¸cc˜ao ˜ao da escala de cinzas variando apenas dos valores de -100 a +100H  o que permite real¸ccar ar mais esses tecidos, no entanto os tecidos ´osseos osseos que s˜ao ao mais absorventes aparecer˜ao ao saturados na cor branca perden perdendo do o contraste contraste.. A utiliza¸c˜ cao a˜o da escala escala de cinzas em outros valores valores tamb´ tamb´em em pode ocorrer, ocorrer, para real¸ ccar ar contraste, por exemplo, nos tecidos osseos ´osseos e neste caso haver´a uma satura¸c˜ cao a˜o dos tecidos moles que ir˜ao ao apresentar-se escuros. A Fig.4. Fig.4.55 aprese apresent ntaa formas formas difere diferent ntes es de aplica aplica¸c˜ c¸a˜aoo da escala de cinzas sobre a escala nu num´ m´eric ri ca  Hounsfield  Hounsfield para  para a composi¸cc˜ao ˜ao da imagem imagem de um mesmo corte. corte. Ess Essas as op¸c˜ co˜oes es de distribui¸cc˜ ao a˜o possibilitam real¸car car estruturas estruturas diferentes diferentes de uma mesma imagem. imagem. Assim, Assim, a imagem   a   possibilitaria uma melhor observa¸c˜ cao a˜o dos tecidos que apresentam pequeno

coeficiente de atenua¸cc˜ao ˜ao linear, o tecido pulmonar, os demais tecidos apresentam-se saturados e com pouca defini¸cc˜ ao a˜o de contor contornos nos.. A imagem  b   apresenta maior contraste entre 57

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 4.5:  4.5:   Aplica¸cc˜ao ˜ao diferenciada da escala de cinzas sobre a escala escala H  H oun ounsfield sfield,, (a) realce do tecido pulmonar, (b) realce de tecidos moles, (c) realce de tecidos ´osseos osseos e meios de contraste.

os tecidos moles, gordura e m´usculos, usculos, que apesar de terem coeficiente de atenua¸c˜ caao ˜o linear mais pr´oximos oximos podem ser clarament claramentee observados observados nessa imagem. Nesta imagem, tanto o tecido pulmonar quantoo tecido ´osseo osseo apresen apresentam-se tam-se saturados saturados.. Na imagem   c   o tecido ´oosseo sseo aprese apresent nta-s a-see com maior maior contra contraste ste,, permiti permitindo ndo difere diferecia ciarr o oss ossoo cortic cortical al mai maiss radioabsorv dioabs orvent ente, e, do osso poroso, menos radioabsorven radioabsorvente. te. Assim de acordo com o ob jetivo jetivo da aquisi¸cc˜ao ˜a o e do ´org˜ org˜ao ao a ser observado observado ´e poss´ poss´ıvel escolher previamente escolhida a aplica¸cc˜ao ˜ao da escala de cinzas cinz as sobre sob re a escala es cala num´erica erica  Hounsfield  que   qu e ´e a mesma utilizada utiliza da para p ara as trˆes es imagens imagen s da d a Fig.4.5. Fig.4. 5. Tabela IV.2: Valores de tecidos na escala de atenua¸c˜ ao  Hounsfield  Teci ecido

Val alor ores es de Ate ten nua¸ uac¸˜ ao

Pulm˜ oes

-900 a -450

Gordura

-110 a -65

Rins

20 a 40

Pˆ ancreas

30 a 50

Sangue

35 a 55

Sangue coagulado

80

M´ usculo

40 a 60

F´ıgado

50 a 75

Ossos porosos

100 a 200

Ossos corticais

250 a 900

A Tab.IV.2 apresenta alguns tecidos do corpo humano e a faixa de valores  Hounsfield referentes a` atenua¸cc˜ao ˜ao promovida promovida por esses tecidos. tecidos. Os tecidos moles ter˜ ao ao valores pr´oxoximos de zero por possu´ possu´ırem muita muita agua ´agua em sua composi¸c˜ cao. a˜o. Quando Quando esses esses tecidos tecidos s˜ ao ao mais densos que a ´agua agua apresentam valores positivos e quando s˜ao ao menos densos, como a

gordura, apresentam valores negativos. A escala de cinza no caso foi definida para real¸ccar ar os tecidos moles na faixa ente -100 e +100 H . Esse tipo de possibilidade de varia¸c˜ cao a˜ o da 58

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

escala de cinzas em rela¸cc˜ao ˜ao a` escala esca la num´erica eric a  H ounsfield ounsfield de  de atenua¸c˜ cao a˜o possibilita a visualiza¸cc˜ao ˜ao de estruturas que apresentam absor¸c˜ cao a˜o de radia¸c˜ cao a˜o semelhante, como o sangue e o sangue coagulado. No caso de ossos muito densos os valores valores de atenua¸ atenua¸c˜ caao ˜o podem chegar pr´ oximos oximos de +1.000H .

4.3

Ima Imagem gem nos a apar parelh elhos os c con onv venc encion ionais ais de TC

Os aparelhos convencionais de TC geram imagens em cortes axiais em rela¸c˜ cao a˜o ao eixo da abertura do gantry abertura do  gantry.. Assim, o obj o bjeto eto ´e posicio p osicionado nado e atrav´ at rav´es es da gera¸c˜ caao ˜o de um topograma s˜ ao ao programados os cortes que dever˜ao ao ser realizad realizados. os. Ap´ os os a programa¸c˜ cao a˜o do exame o comando de execu¸cc˜ao ˜ao do mesmo far´a com que a mesa se posicione para o primeiro corte e o tubo dˆ e um giro completo completo de 360o em torno do objeto fazendo a aquisi¸c˜ cao a˜o de dados do primeiro primeiro corte. A mesa ent˜ ao ao se desloca e se reposiciona para a aquisi¸c˜ cao a˜o do segundo corte, repetindo esta seq¨ sequ uˆ ˆencia de movimentar, parar, girar o tubo, at´e a execu¸c˜ ca˜aoo do ¨ encia u ultimo ´ ltimo corte. Neste tipo de equipame e quipamento nto ´e poss p oss´´ıvel programa pr ogramarr cortes co rtes com diferentes diferente s distˆ di stˆaancias ncias entre os eixos de corte . Regi˜ eixos Regi˜ oes oes com maior n´ umero umero de estruturas pequenas devem ser mapeadas com distˆancias ancias menores entre os eixos de corte e em outras regi˜ooes es pode haver um espa¸cacamento men to maior. maior. A obten¸ cc˜ao ˜ao de imagens coronais, ou sagitais, depende da reconstru¸c˜ caao ˜ o do volume pela superposi¸cc˜ao ˜ao das imagens axiais e a qualidade da imagem nesses cortes estar´a diretamen diret amente te associada associada a` espessura do corte e `a distˆancia ancia entre os eixos de corte utilizada para a obten¸cc˜ ao a˜o dos cortes axiais. Quanto mais finos forem os cortes e mais pr´oximos oximos eles ocorrerem maior ser´a a qualidade das reconstru¸c˜ coes o˜es volum´ volu m´etricas, etricas , cortes cort es sagitais, sag itais, coronais corona is ou obl´ obl´ıquos. As informa i nforma¸¸cc˜oes ˜oes contidas nas imagens obtidas por reconstru¸c˜ cao a˜o nos aparelhos convencionais convenc ionais n˜ao ao s˜ao ao t˜ao ao confi´aveis aveis quanto as dos cortes axiais, uma vez que para obter-se a reconstru¸cc˜ao ˜ao do volume h´a a necessidade necessidade de interpolar interpolar dados, ou seja, o computador computador cria informa¸cc˜oes ˜oes a partir das informa¸ inform a¸cc˜oes ˜oes que possui para completar as regi˜oes oes intermedi´arias arias que por algum motivo n˜ao ao foram irradiadas.

4.4 4. 4

Im Imag agem em no noss apa apare relh lhos os he heli lico coid idai aiss de TC

Nos aparelhos helicoidais de TC n˜ao ao ocorrem paradas da mesa durante o processo de aquisi¸cc˜ao ˜a o dos dad dados os.. Ap´ Apos ´os a programa¸cc˜ao ˜ao do exame, sua execu¸c˜ ca˜aoo ocorre em um ciclo u unico ´ nico em que o tubo de raios X girar´a ininterruptamente tantas vezes quanto demandar o volume a ser irradiado e o passo de deslocamento do tubo programado, sendo que a mesa deslocar-se-´a em velocidade cont´ cont´ınua do princ´ princ´ıpio ao final do processo. Esse tipo de

aquisi¸cao faz uma aquisi¸cao volum´ etrica etrica de dados e a gera¸cao da imagem de cortes axiais depender´a de programas computacionais capazes de realizar interpola¸c˜ cao a˜o de dados, uma vez que na tomografia helicoidal n˜ao ao existe uma rota¸c˜ cao a˜o completa do tubo em torno de 59

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 4.6:  4.6:   Movimenta¸cc˜ ao a˜o do tubo no aparelho de TC em modo convencional e helicoidal.

um plano axial fixo. A Fig.4.6 apresenta a trajet´oria oria do feixe de raios X para a aquisi¸c˜ cao a˜o de dados em um aparelho convencional e em um aparelho helicoidal de TC. 4.4. 4.4.1 1

A in inte terpo rpola la¸ c˜ c˜ ¸ ao ao de dado da doss

Nos aparelhos convencionais de TC a reconstru¸c˜ cao a˜o da imagem do corte axial ´e uma tarefa relativamente simples para o computador uma vez que o tubo gira 360 o em torno do paciente com a mesa parada. Portanto os dados adquiridos durante a rota¸c˜ cao a˜o pertencem a um mesmo corte, pois o fim da rota¸cc˜ ao a˜o do tubo coincide coincide com o in in´´ıcio e isto facilita a gera¸cc˜ ao a˜o da imagem do corte. No entanto, na TC helicoidal ap´os os um giro de 360o do tubo o plano irradiado pelo feixe  j´a ´e outro, completamente diferente do plano inicial. Portanto se n˜ao ao existe uma gera¸c˜ cao a˜o autom´aatica tica da imagem de um plano de corte axial o computador deve ser capaz de gerar essa imagem. O m´etodo etodo utilizado chama-se interpola¸c˜ cao a˜o de dados, portanto, atrav´ eess de algoritmos especiais de interpola¸cc˜ao ˜ao ´e poss´ poss´ıvel criar imagens bidimensionais a partir de uma aquisi¸ aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados volum´etrica. etrica.

Figura 4.7: Representa¸ 4.7:  Representa¸cao da helice de tra trajet jetoria oria do feixe de raios X utilizada na interpola¸cao de dados de 360 para a gera¸cc˜ao ˜ao de imagens cortes axiais. o

60

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Basicamente existem dois algoritmos de interpola¸c˜ caao ˜o utilizados para cumprir essa tarefa, denominados interpola¸cc˜ao ˜a o 360o e interpola¸cc˜ao ˜a o 180o . No algoritm algoritmoo de in inter terpola¸ pola¸ c˜ caao ˜o 360o o dado necess´aario rio para gerar a imagem do plano axial em um ponto 360 o do eixo longitudinall ´e obtido atrav´es tudina es da manipula¸ manipu la¸cc˜ao ˜ao dos dados de dois pontos que est˜ao ao localizados na mesma posi¸cc˜ ao a˜o angular do ciclo do helic´oide oide irradiado pelo feixe, um imediatamente anterior Z  anterior  Z a  e outro imediatamente posterior Z  posterior  Z  p  p , conforme pode ser observado no esquema apresentado apresent ado na Fig.4.7. Fig.4.7. O grande problema que a interpola¸ interpola¸c˜ caao ˜o de dados pode causar ´e a gera¸cc˜ ao a˜o de informa¸cc˜ao ˜ao incorreta da regi˜aaoo interpolada. No caso da Tomografia Computadorizada helicoidal n˜ao ao existe regi˜ao ao que n˜ao ao ser´a irradiada, mas mesmo assim dependendo da escolha do  pitch  pitch   pode haver a supress˜ao ao de informa¸c˜ coes o˜es de pequenas estruturas que poderiam ser relevantes para o processo diagn´ostico. ostico. Normalmente como o passo do tubo por giro completo ´e pequeno existem pequenas p equenas varia¸c˜ coes o˜es entre as informa¸c˜ coes o˜es anteriores e posteriores posteri ores em rela¸ cc˜˜aaoo ao ponto em que se deseja reconstruir a imagem do corte.

Figura 4.8: Representa¸ 4.8:  Representa¸cc˜ ao a˜o das h´eelices lices de tra trajet´ jet´oria oria do feixe de raios X utilizadas na interpola¸c˜ caao ˜o de dados de 180 para a gera¸cc˜ ao a˜o de imagens cortes axiais. o

No algoritmo de interpola¸cc˜ao ˜a o de 180o a imagem axial ´e gerada atrav´ eess da proje¸c˜ ca˜aoo de dados coletados durante meio ciclo de rota¸cc˜ao ˜ao do tubo e arco de detectores. Isso pode ser feito uma vez que os dados adquiridos em meio giro do tubo, 180 o , ser˜ao a o na pr´atica atica os mesmos dados que ser˜ao ao adquiridos nos pr´oximos oximos 180o . Como n˜ao ao existe movimenta¸c˜ cao a˜o do objeto a atenua¸cc˜ao ˜ao do feixe ser´a a mesma em uma dada dire¸c˜ cao a˜o indep independente endente da posi¸ pos i¸c˜ cao a˜o do tubo e dos detect detectore ores. s. Esse Esse tipo de aquisi¸ aquisi¸ c˜ cao a˜o permite a forma¸c˜ ca˜aoo de dois helic´oides oides opostos opos tos,, ve veja ja a Fig.4.8. Fig.4.8. A obten¸ obten¸cc˜ aao ˜o do plano de corte num ponto Z do eixo longitudinal por interpola¸ interpola¸cc˜ao ˜ao segue o mesmo racioc´ racioc´ınio anterior com a diferen¸ca ca que  que   Z a   e  Z  p ao ao  p  estar˜ 

localizados em helic´ localizados oides oides distintos. A utiliza¸c˜ cao a˜o da interpola¸c˜ cao a˜o de 180o proporc proporciona iona uma menor distor¸cc˜ao ˜ao da imagem no eixo longitudinal longitudinal resu resultando ltando em menor ru´ ru´ıdo na imagem do corte axial gerado.

61

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

4.4.2

O   pitch   pitch   e a espessura efetiva de corte

A defini¸cc˜ ao a˜o do fator pitch fator  pitch em  em um aparelho de Tomografia Computadorizada helicoidal ´e obtida pela rela¸cc˜ao ˜ao entre o deslocamento da mesa atrav´ eess do do gantry  gantry em  em um giro do tubo de raios X de 360o dividid divididoo pela colima¸ colima ¸cc˜ao ˜a o do feix feixe, e, ou espes espessu sura ra do cort corte. e. Assi Assim m se durante uma rota¸cc˜ao ˜a o de 360o do tubo de raios X a mesa desloca 5mm 5 mm e  e a colima¸c˜ cao a˜ o do fei feixe xe ´e de 5mm mm,, ent˜ao ao o  pitch  pitch ser´  ser´a igual a um. Esse deslocamen deslocamento to da mesa durante uma rota¸cc˜ao ˜ao do tubo ´e denominado denominado passo do tubo. Se para uma mesma colima¸ colimac˜ c¸aao ˜o do feixe a mesa deslocar-se 10mm 10mm durante  durante uma rota¸cc˜ao ˜ao completa do tubo o pitch o  pitch ser´  ser´a igual a dois. O aumento do pitch do pitch implica diretamente em uma diminui¸c˜ cao a˜o da dose no paciente, desde que os demais parˆametros ametros permane¸ccam am os mesmos. Como o paciente passar´a mais rapidamente pelo gantry pelo  gantry,, o tempo total de varredura ir´a diminuir proporcionalmente ao aumento do  pitch. Num apare  pitch. aparelho lho de TC convenc convencion ional al uma colima colima¸c˜ c¸aao ˜ o do feixe de 55mm mm   irradia um corte de 5mm 5mm de  de espessura, j´a no aparelho helicoidal a espessura de tecido irradiado estar´a tamb´em em relacio rela cionad nadaa a` velocidade de deslocamento deslocamento do paciente. paciente. Um feixe com colima¸ c˜ cao a˜o de 5mm mm com  com a mesa deslocando-se 10mm 10mm durante  durante uma rota¸c˜ cao a˜o completa do tubo estar´a irradiando 10mm 10mm de  de tecido. Neste caso o passo dado pelo tubo em um giro completo est´a associado ao pitch ao  pitch.. Para os padr˜oes oes de qualidade qualidade atuais o pitch o  pitch igual  igual a um ´e considerado cons iderado excessivo, sendo que, a maioria dos equipamentos mais novos utiliza algoritmo de interpola¸c˜ cao a˜ o de 180o para minimizar as distor¸cc˜˜ooes es no eixo longitudinal Z. No entanto, esse procedimento resulta em um aumento de ru ru´´ıdo na imagem de cerca de 40%. Pode-se utilizar o  pitch  pitch maior  maior que um se o volume volume de varred varredura ura ´e muito muito grande para ser examinado com a colima¸ colimac˜ c¸aao ˜o do feixe deseja des ejada. da. Existe Existe uma redu¸ reducc˜ ¸ao a˜o na dose de radia¸c˜ ca˜aoo recebida pelo paciente em raz˜ao a o do aumento da velocidade de deslocamento do paciente, o uso do algoritmo de interpola¸c˜ cao a˜o o

de 180 aumentar´ a o ru ru´´ıdo e provocar´ a uma diminui¸c˜ cao a˜o no contra contraste ste da imagem. imagem. Isso Isso pode comprometer a observa¸cc˜ ao a˜o de tecidos moles. No entanto, esse tipo de interferˆencia encia n˜ao ao afeta o estudo de tecidos ´osseos osseos devido ao alto contraste dessas estruturas em rela¸c˜ cao a˜o aos tecidos pr´oximos. oximos. Concluindo pode-se dizer que nos aparelhos helicoidais o passo do tubo por giro completo pode ser maior que a colima¸cc˜ ao a˜o do feixe se assim for o interesse. Uma vez que a coleta de dados ´e feita por volume, volume, imagens axiais podem ser geradas com passo de tubo duas ou trˆ es es vezes maiores que a colima¸cc˜ao ˜ao do feixe, pois os dados ser˜ao ao obtidos em uma rotina u unica ´ nica de aquisi¸cc˜ ao. a˜o.

4.5 4. 5

Os a apa pare relh lhos os d de e TC mul ulti tico cort rte e

Os aparelhos aparelhos multicorte multicorte permitem permitem a aquisi¸ aquisi¸cc˜ao ˜ao de mais de um corte a cada volta completa do tubo de raios X, para que isso ocorra o corra ´e necess´ necess´ aria aria a existˆ encia encia de mais de uma fileira 62

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 4.9: Uso 4.9:  Uso dos multidetectores nos aparelhos convencional e helicoidal.

de detectores, mais de um detector por canal, conhecidos como multidetectores MDCT. Neste caso cada canal do arco detector detector que possu´ possu´ıa uma c´ elula elula passa a ser composto por um conjunto conjunto de c´ elulas elulas e essa associa¸ cc˜ao ˜ao de c´eelulas lulas detectoras ´e que possibilita o desenvolvimento de aparelhos de TC multicorte. Com a possibilidade de aquisi¸cc˜ ao a˜o de dados de v´arios arios cortes simultˆaneos aneos houve um aumento na velocidade de aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados e a possibilidade de redu¸c˜ cao a˜o de artefatos de movimento, tais como os movimentos perist´alticos alticos ou respirat´orios. orios. Aparelhos Aparelhos que possibilitam quatro cortes simultˆaneos aneos s˜ao ao comuns no mercado atual e j´a existem aparelhos com possibilidade bilida de de oito o ito ou o u at´e dezesseis dezess eis cortes cor tes simultˆ simult aneos. ˆaneos. A Fig.4.9 apresenta apresenta a possibilidade possibilidade do uso de sistema multicorte associado ao sistema convencional de aquisi¸c˜ ca˜aoo de cortes axiais e ao sistema helicoidal que ´e o comumente utilizado nos aparelhos atuais. O arco multidetector MDCT possui uma associa¸c˜ cao a˜o de c´ eelulas lulas para cada canal e assim um conjunto de c´elulas elulas substitui substit ui a c´elula elula unica u ´ nica utilizada em cada canal dos sistemas de corte unico SSCT  u ´ nico  SSCT . Existe Existe uma grande grande varia¸ varia¸ c˜ ca˜aoo nessas associa¸c˜ co˜oes, es, a Fig.4.10 apresenta as c´elulas elulas de um arco multidetector do tipo adapt´avel, avel, onde as c´elulas elulas que comp˜oem oem um canal possuem tamanhos diferenciados, utilizado para um n´umero umero m´aximo aximo de quatro cortes simultˆ aneos aneos por po r volta completa do tub tuboo de raios X. Cada c´elula elula detectora do arco de corte u unico ´ni co ´e substit subs titu u´ıda por po r oito oit o c´elulas elu las,, duas dua s de 1mm mm,, duas de 1,5mm 1,5mm,, duas de 2,5mm 2,5mm e  e duas de 5mm mm.. Esse Esse tipo de conjunt conjuntoo permite a gera¸ c˜ ca˜aoo de corte ´unico, unico, dois cortes, ou quatro cortes simultˆaneos aneos por volta completa do tubo de raios X. Essas possibilidades d˜ao ao grande flexibiliza¸cc˜ ao a˜o no processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados para a gera¸c˜ ca˜aoo da imagem diagn´ostica. ostica. A espessura m´aaxima xima do feixe para este caso corresponde 20 20mm mm,, ou seja, a cada volta completa do tubo de raios X pode-se ter uma varredura m´axima axima de 20mm 20mm de  de espessura do

objeto. As celulas de 1mm mm,, 1,5mm 1,5mm,, 2,5mm 2,5mm   e 5mm mm permitem  permitem associa¸coes diversas como: quatroo cortes quatr cortes simultˆ simultˆ aneos a neos de 1mm 1mm   de espessura, quatro cortes simultˆ simultˆ aneos aneos 2,5mm 2,5mm   de espessura, espess ura, ou quatro quatro cortes de 5mm mm de  de espessura. Observe que para se obter quatro cortes

63

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 4.10: Uso 4.10:  Uso dos multidetectores adapt´aveis aveis nos aparelhos multicorte.

de 1mm 1mm,, as c´elulas elu las de 1,5mm 1,5 mm s˜  s˜aaoo parcialmente atingidas pelo feixe uma vez que a espessura do feixe 4mm 4mm   n˜ao ao consegue consegue atingir atingir estas c´elulas elulas completamente. completamente. Esta possibilidade possibilidade de utiliza¸cc˜ ao a˜o parcial pa rcial das d as c´elulas elulas detectoras detecto ras implica imp lica em e m combina¸ combina c˜ c¸oes o˜es opcionais como dois cortes de 0,5mm 0,5mm de  de espessura. Varia¸cc˜oes ˜oes nesses nesses arcos multidetector multidetectores es de quatro cortes simultˆ aneos aneos ser˜ao ao encontradas encontradas dependendo depende ndo do fabricante fabricante do equipamen equipamento. to. A colima¸c˜ caao ˜o adequada definir´a a espessura do feixe variando variando em valores alores discretos discretos de um m´ınimo de 1mm mm a  a um m´aximo aximo de 20mm 20mm.. Independentemente da espessura do feixe ele deve atingir a todo o comprimento do arco, ou seja, do primeiro ao ultimo u ´ ltimo conjunto de oito c´eelulas lulas (canal). A Fig.4.11 apresenta dois arcos detectores, um de corte ´unico unico tamb´em em conhecido conheci do como arco unico u ´ nico de detectores SDCT  detectores  SDCT   onde a espessura esp essura do feixe ´e igual a` espessura do corte e o aparelho aparelho ´e capaz de gerar um unico u ´ nico corte por volta completa do tubo de raios X e o outro, um arco multidetector MDCT que permite a gera¸c˜ caao ˜o de v´arios arios cortes simultˆaneos aneos por vo volta lta complet completaa do tubo de raios raios X, neste neste caso, caso, cada cada c´ eelula lula det detect ectora ora do arco arco de corte unico u ´ nico ´e substitu´ substitu´ıda por um conjunto de c´eelulas lulas seriadas e a espessura do feixe ´e igual ao somat´orio orio das espessuras dos cortes. Uma das grandes grandes desvantagens desvantagens do sistema multicortee ´e o aumento na gera¸cc˜ao multicort ˜ao da radia¸cc˜ao ˜ao espalhada gerada pelo pr´oprio oprio objeto que

acaba promovendo uma maior dose de radia¸cao no paciente durante o processo de aquisi¸cao dos dados. Os arcos multidetectores que permitem at´e 16 cortes simultˆaneos aneos por volta completa do 64

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 4.11: Arco 4.11:  Arco de detectores de corte unico u ´nico SSCT e multicorte MSCT.

tubo de raios X que se encontram nos aparelhos existentes no mercado apresentam caracter´ısticas diferentes dependendo do fabricante ter´ f abricante do equipamento conforme pode ser observado na Fig.4.12. No conjunto   A  cada canal (unidade detectora do arco) a rco) ´e composto comp osto por dezesseiss c´elulas dezessei elulas de 0,63mm 0,63 mm e  e oito c´elulas elulas de 1,25mm 1,25 mm,, no conjunto  B  cada  c ada canal do arco ´e composto por dezesseis c´elulas elulas de 0,75mm 0,75mm e  e oito c´eelulas lulas de 1,5mm 1,5 mm e  e no conjunto  C   cada canal do arco ´e compo c omposto sto por dezesseis dezessei s c´elulas elulas de 0,5mm 0,5mm e  e vinte e quatro q uatro c´eelulas lulas de 1mm mm..

Figura 4.12:  4.12:   Composi¸cc˜ ao a˜o do canal de arco multidetector de 16 cortes.

O conjunto   A  permite a gera¸cc˜ao ˜ao de dezesseis cortes simultˆaneos aneos de 0,63mm 0,63mm,, ou dezesseis cortes simultˆaneos aneos de 1,25mm 1,25mm fazendo  fazendo uma cobertura m´axima axima de 20mm 20mm de  de comprimento do objeto (eixo Z) por volta completa do tubo de raios X. O conjunto  B  permite a gera¸c˜ cao a˜o de dezesseis cortes simultˆaneos aneos de 0,75mm 0,75mm,, ou dezess dezesseis eis cortes cortes simult simultˆaaneos ˆ neos de 1,5 1,5mm mm

fazendo uma cobertura m´axima axima de 24mm 24mm de  de comprimento do objeto por volta completa do tubo de raios X. O conjunto   C   permite a gera¸c˜ cao a˜o de dezesseis cortes simultˆaneos aneos de 0,5mm 0,5 mm,, ou dezesseis cortes simultˆaneos a neos de 1mm 1mm,, ou ainda dezesseis cortes simultˆaneos aneos 65

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

de 2mm mm   fazendo uma cobertura m´axima axima de 32mm 32mm   de comprimento do objeto por giro completo do tubo de raios X. A combina¸cc˜ ao a˜o de n´ umero umero de cortes simultˆ simultˆ aneos aneos e espessura desses cortes torna-se torna-s e muito muit o flex fl ex´´ıvel e a agilidade agilid ade na aquisi¸c˜ caao ˜o dos dados reduz em muito o tempo de varredura. Os sistemas multicorte que possibilitam dezesseis cortes simultˆaneos aneos de 2mm 2mm de  de espessura fazem a irradia¸cc˜ao ˜ao de uma fatia de 32mm 32 mm de  de espessura de objeto e esta dever´a ser a espessura do feixe. Neste caso o feixe deixa de ser delgado como ocorre nos aparelhos de corte u unico. ´ nico. A Fig.4.13 apresenta apresenta a irradia¸cc˜˜aaoo de um volume em um sistema de corte unico u ´ nico e em um sistema multicorte de dezesseis cortes simultˆaneos. aneos. No sistema sistema de corte corte unico u ´ nico a fatia irradiada est´a centrada no eixo do corte que se deseja gerar a imagem independentemente da posi¸cc˜ aao ˜o do conjunto tubo-arco detector dentro do do gantry  gantry..

Figura 4.13:  4.13:   Irradia¸cc˜ao ˜ao simples e multicorte do objeto.

No sistema sistema multicort multicortee est˜ ao ao ressal ressaltad tados os o primei primeiro ro e o d´ ecimo ecimo sexto sexto corte, corte, sendo sendo apresentadas as fatias irradiadas com o tubo posicionado na regi˜ao ao superior do   gantry   e demarcadas por linha tracejada as fatias irradiadas pela mesma regi˜aaoo do feixe quando o tubo se encontra na regi˜ao ao inferior do gantry do  gantry.. Pode-se Pode-se facilmente facilmente observar observar que o volume irradiado n˜ao ao se restringe a` regi˜ao ao do corte que se deseja registrar e essa distor¸c˜ ca˜o ´e maior nos cortes que se encontram mais distantes do centro do feixe. Essa caracter´ caracter´ıstica de dist di stor¸ or¸cc˜˜ao ao da regi˜ao ao irradiada, gerada pela inclina¸c˜ cao a˜o do feixe principalmente em suas

extremidades, demanda a corre¸cc˜ao ˜ao de tal evento atrav´es es de processos matem´aticos aticos aplicados ao programa de reconstru¸cc˜˜aaoo da imagem de maneira a permitir a gera¸c˜ cao a˜o da imagem da fatia que se deseja, perpendicular ao plano horizontal, eliminando as informa¸c˜ coes o˜es que

66

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

possam distorcer distorcer essa reconstru¸ reconstru¸ cc˜ ao. a˜o. As c´elulas elulas detectoras detecto ras que comp˜oem oem cada canal multidetector devem ter a capacidade de captar o sinal em uma ´area area pequena de at´e 0,5x0,5mm 0,5x0,5mm   e ter uma resposta r´apida apida uma vez que o tempo para uma rota¸cc˜ao ˜ao completa do tubo de raios X ´e cada vez menor. Em alguns aparelhos de TC helicoidais multicorte o tubo faz uma volta completa em torno do objeto em um tempo menor que 0,5s 0,5 s. Port Portanto anto a velocidade velocidade de convers˜ convers˜ aaoo do sinal de raios X captado pelos canais detectores deve corresponder de forma eficiente a` velocidade de rota¸cc˜ao ˜ao do tubo de raios X ao redor do paciente. A assoc ass ocia¸ ia¸cc˜˜aaoo do sistema multicorte ao processo de aquisi¸c˜ cao a˜o helicoidal implica em um processoo de aquisi¸ process aquisi¸cc˜ao ˜ao volum´etrica etrica associado asso ciado ao problema do feixe mais espesso que incide de forma inclinada no objeto principalme principalmente nte nas extremidades extremidades do feixe. Assim para ser feita a reconstru¸cc˜ao ˜ao de um corte axial as informa¸c˜ coes o˜es coletadas por c´eelulas lulas distintas de um mesmo canal s˜ao ao utilizadas para possibilitar que essa reconstru¸c˜ ca˜aoo da imagem que seja fidedigna ao corte perpendicular ao eixo horizontal que se deseja registrar. Desta forma o software de reconstru¸cc˜ ao a˜o dos cortes deve associar uma s´ erie erie de corre¸c˜ cooes ˜es capaz de captar a informa¸cc˜ao ˜ao correta e trabalh´a-la a-la de maneira adequada para obter o resultado desejado.

4.6 4. 6

A iiso sotr trop opia ia na aq aqui uisi si¸ c ¸ c˜ a ao ˜o da imagem

Figura 4.14: Distribui¸ 4.14:  Distribui¸cc˜ ao a˜o isotr´opica opica e n˜ao ao isotr´opica opica do volume.

A qualidade de cortes sagitais e coronais, tamb´ em em produzidos pro duzidos por p or interpola¸c˜ cao a˜o de dados depender´a da distˆaancia ncia entre os eixos de corte, se considerar uma matriz 512x512 para uma

imagem de 50x50cm 50x50cm cada  cada pixel  pixel ter´  ter´a um tamanho de 0,98x0,98mm 0,98x0,98 mm se  se a distˆancia ancia entre os eixos de corte for de 1mm 1 mm o  o  voxel  voxel ser´  ser´a praticamente um cubo perfeito e neste caso tanto as imagens sagitais, coronais e axiais ter˜ao ao a mesma qualidade tanto de resolu¸c˜ cao a˜o quanto

67

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

de confiabilidade na informa¸cc˜ ao a˜o obtida. A essa caracter´ caracter´ıstica do  voxel  voxel ter  ter os trˆes es lados iguais chama-s chama-see de isotropia. isotropia. Uma aquisi¸ aquisi¸cc˜ao ˜ao isotr´opica opica de dados possibilita imagens de qualidade semelhante para qualquer tipo de corte, inclusive cortes inclinados. A Fig.4.14 apresenta uma distribui¸cc˜ao ˜ao isotr´opica opica do volume e outra n˜ao ao isotr´opica. o pica. A n˜ao ao isotropia promove distor¸cc˜oes ˜oes na gera¸cc˜ao ˜ao de cortes sagitais e coronais. Essas distor¸c˜ coes o˜es distan distanciam ciam as caracter´ caracter´ısticas da imagem em rela¸cc˜ao ˜ao aos dados do objeto. A escolha de eixos de corte pequenos possibilita uma melhor qualidade da imagem de cortes j´a que a interpola¸cc˜ao ˜ao de dados ´e feita de maneira maneira mais pr´oxima oxima da realid realidade ade.. As reconstru¸cc˜oes ˜oes tridimensionais apresentam uma otima o´tima qualidade e a possibilidade de perda de pequenas altera¸cc˜˜ooes es ´e muito pequena. No entanto quanto mais finos e pr´ooximos ximos forem os cortes, maior ser´a o tempo de exame, maior o desgaste do tubo, maior a quantidade de dados a ser processados processados e maior a dose no paciente. A Tab. Tab.IV.3 IV.3 apresenta apresenta uma rela¸ c˜ ca˜aoo do tempo de aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados necess´arios arios para diversos tipos de especifica¸c˜ cao a˜o de parˆametros ametros considerando um tempo de 4s  por corte. Tabela IV.3: Tempo de aquisi¸ c c˜ ˜ a ao o de da dado doss

4. 4.6. 6.1 1

Varre arredu dura ra

Es Espes pessu sura ra do

Dist Distˆ anci a ˆncia a entr entre e

N´ umero

Tempo de

(mm )

feixe (mm )

cortes (mm )

de cort cortes es

var arre red dura ura (s )

100

5

5

20

80

100

5

2,5

40

160

100

1

1

100

400

A aqui aquisi si¸ c ¸ c˜ ˜ ao ao das imagen ima genss

Para a realiza¸cc˜ ao a˜o do exame em aparelhos de Tomografia Computadorizada o paciente dever´ a estar vestido confortavelmente, retirando roupas e objetos que possam gerar artefatos no exame. Normalmente em exames de cabe¸ccaa os objetos que mais causam interferˆ interferˆencias encias s˜ ao ao os brincos,   piercings, piercings, oculos ´oculos de corre¸cc˜ao, ˜ao, pr´oteses oteses dent´arias, arias, ou grampos de cabelo que, portanto devem ser removidos. Outros objetos causadores de artefato que devem ser removidos s˜ao ao cintos, z´ıperes ıpere s e cord˜oes oes met´alicos, alicos, rel´ogios, ogios, pulseiras, pulseiras, bot˜ooes, es, colchetes etc. 4.6. 4.6.2 2

O exa exame

O exame em aparelhos de TC n˜ao ao exige um preparo especial a n˜ao ao ser que haja a necessi-

dade de utiliza¸ utiliza¸cc˜ao ˜ao de meios de contraste que s˜ao ao substˆ substancias aˆncias utilizadas para real¸car car vasos, ou cavidades do sistema digest´orio orio e apresentam as mesmas restri¸c˜ coes o˜es de qualquer exame de radiodiagn´ostico ostico que os utiliza. A maioria dos meios de contraste contrastess utilizados possui o Iodo em sua composi¸cc˜˜aaoo que pode causar alguma rea¸c˜ cao a˜o al´ergica. ergica. Portando o respons´ resp ons´aavel vel 68

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

pelo exame dever´a ser alertado caso o paciente seja portador de asma, mieloma m´ultiplo, ultiplo, dist´ urbios urbios card´ card´ıacos, renais, tireoidianos tireoidianos,, ou diabetes. diabetes. Normalmen Normalmente te o paciente paciente deve ser questionado e assinar consentimento consentimento para a realiza¸c˜ caao ˜o do exame visando evitar rea¸c˜ cooes ˜es al´eergicas rgicas e problemas legais lega is em casos de indisposi¸c˜ coes o˜es apresentadas durante o exame. A execu execu¸¸cc˜ aao ˜o do exame segue a rotina de qualquer exame radiol´oogico, gico, com algumas especifiespecificidades como ´e aapresentado presentado na sequ uˆ n ciaa de a¸c˜ coes o˜es a seguir. seguir. Primeiramen Primeiramente te deve ser feita a ¨ˆeenci identifica¸cc˜ao ˜ao do paciente quando s˜ao ao colhidos os seus dados tais como: nome, idade, sexo etc. A seguir o m´edico edico respons´ resp ons´avel avel pelo p elo exame deve estudar o caso cl´ cl´ınico que originou a demanda e aprovar a sua realiza¸cc˜ao. ˜ao. Deve-s Deve-see definir o protocolo protocolo de varredu arredura ra a ser utilizado em fun¸cc˜ao ˜ao da regi˜ao ao a ser registrada, registrada, do in´ in´ıcio e o final dos planos de corte, corte, a espessura dos cortes, a necessidade de administra¸c˜ caao ˜o de contrastes, etc. O paciente deve ser preparado e colocado em condi¸c˜ cooes ˜es adequadas para ser examinado. Os dados do paciente s˜ao ao introduzidos introduzidos via console console do computador, computador, os parˆ aametros metros definidos para o protocolo a ser utilizado utilizado s˜ao ao introduzidos para a realiza¸c˜ cao a˜o da varredura e o paciente ´e posicionado p osicionado no aparelho. Ap´os os o posicionamento do paciente este deve permanecer o mais im´ovel ovel poss´ıvel ıvel at´e o final da aquisi¸cc˜ao ˜a o de dados dados do exame exame.. A pr prim imei eira ra imagem imagem gerada ´e denominada denomi nada   scout, scout, imagem semelhante a uma imagem de aparelho de raios-X que permite visualizar o posicionamento do paciente para fazer as marca¸c˜ coes o˜es via console do posicionamen posicionamento to dos cortes. cortes. Na programa¸cc˜ao ˜ao do exame a partir do  scout  scout define-se  define-se a posi¸c˜ cao a˜o do corte inicial, do corte final, a espessura dos cortes,   pitch, pitch, cortes adicionais, inclina¸c˜ cao a˜ o do  gantry   etc. etc. Ap Ap´os o´s a programa¸cc˜ao ˜ao ´e executada executa da a sequ uˆ enci a de aquisi aqu isi¸c˜ c¸aao ˜o dos dados para a gera¸c˜ caao ˜o das imagens ¨ˆencia dos cortes axiais e a programa¸cc˜ao ˜ao de cortes adicionais. Ap´os os a obten¸cc˜ao ˜ao das imagens estas devem ser retrabalhadas atrav´ a trav´ eess da varia¸c˜ caao ˜o de brilho, contraste cont raste,, FOV, FOV, gera¸ cc˜ao ˜ao de cortes adicionais se necess´ario, ario, gera¸c˜ caao ˜o de cortes sagitais, coronais, reconstru¸cc˜ oes o˜es tridimensionais, subtra¸c˜ cao a˜o de tecidos tecidos etc. De posse das imagen imagenss deve ser feita a sele¸cc˜ ao a˜o das imagens mais significativas para a composi¸c˜ caao ˜o do conjunto que dever´a ser utilizado para acompanhar o laudo diagn´ostico. ostico. Este conjunto de imagens normalmente normalmen te ´e impresso impresso em filme utilizando utilizando uma impressora impressora laser, laser, ou uma revelador reveladoraa espec´ıfica. ıfica. Em alguns a lguns casos espec´ıficos ıficos po pode-se de-se optar o ptar pela p ela n˜ n aao ˜o gera¸c˜ ca˜aoo d daa image im agem m f´ısica ısic a e as imagens que dever˜ao ao acompanhar o laudo s˜ao ao registrada reg istradass em um dispositivo disp ositivo magn´etico etico de armazenagem, em um CD, por exemplo, que quando poss p oss´´ıvel de ser utilizado representar´a uma economia economia consider´ consider´ avel avel para o processo e gera¸c˜ cao a˜o de m menor enor quantidade quantida de de d e res re s´ıduos.

4.7 4. 7

Ar Arte tefa fato toss e co compe mpens nsa¸ a¸ c c˜ ˜ o oes es em imagens de TC

Os artefatos s˜ao ao ru ru´´ıdos que influenciam influen ciam a nitidez ou a resolu¸c˜ caao ˜o da imagem, ou estruturas que aparecem nas imagens e que n˜ao ao correspondem `as as estruturas anatˆomicas omicas reais do

69

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

paciente que est´a sendo submetido a` varredura. Podem confundir as informa¸c˜ coes o˜es obtidas e em casos extremos influenciar o laudo diagn´ostico ostico do exame gerando informa¸c˜ coes o˜es incorretas que al´eem m de n˜ao ao auxiliar no encaminhamento terapˆeeutico utico pode atrapalh´a-lo a-lo prejudicando o paciente. paciente. Por essa essa raz˜ aaoo os artefatos devem ser evitados quando houver a¸c˜ co˜oes es capazes de realizar tal intento e quando n˜aaoo for po poss ss´´ıvel dever˜ dever aao ˜o ser eficientemente minimizados. ` exce¸cc˜ao A ˜ao dos artefatos causados por movimenta¸c˜ coes o˜es do objeto, os demais artefatos que aparecem nas imagens em TC s˜ao ao devido a fatores fator es f´ısicos e t´ecnicos ecnicos relacionados relacio nados a` pr´oopria pria utiliza¸cc˜ ao a˜o do aparelh aparelho. o. Para Para que haja ha ja o contro controle le devido devido dessas dessas altera¸ altera¸ c˜ co˜oes es ´e nece necess´ ss´ario ario um profissional habilitado e experiente para a realiza¸c˜ ca˜aoo da aquisi¸c˜ cao a˜o de dados que saiba utilizar os recursos dispon´ıveis ıveis para otimizar o processo de aquisi¸c˜ cao a˜o das imagens e um m´edico edico experiente exp eriente para evitar que os mesmos influenciem o processo diagn´ostico. ostico. 4.7.1 4.7 .1

Artefa Artefatos tos de movim movimen ento to

Os artefatos de movimento podem ser causados devido a movimenta¸c˜ coes o˜es do paciente ap´os os o seu posicionamento no aparelho e durante o processo de aquisi¸c˜ cao a˜o dos dados, dados, esses esses artefatos podem ser eliminados atrav´ eess de conversa¸ conversa¸c˜ ca˜aoo entre o operador do exame e o paciente na qual o operador deve orientar o paciente a manter-se im´oovel vel para evitar o aparecimen aparec imento to deste tipo de artefato. Caso o paciente paciente n˜ao ao seja capaz de cooperar, como no caso de crian¸cas, cas, pacientes psiqui´atricos, atricos, portadores do mal de P de  P arckinson arckinson,, estes dever˜ao ao ser contidos para a realiza¸cc˜ao ˜ao da aquisi¸cc˜ ao a˜o de dados. dados. A conten¸ conten¸c˜ ca˜aoo pode ser feita com o aux´ılio de um familiar, ou com o uso de faixas de imobiliza¸c˜ aux´ cao a˜ o e em ultimo u ´ ltimo caso com o uso de sedativos. Os artefatos artefatos devido aos movimen movimentos tos respirat´ respirat´ orios orios podem ser consideravelmente reduzidos na maioria dos casos pela solicita¸cc˜ao ˜ao de interrup¸c˜ cao a˜o da respira¸c˜ cao a˜o durante o processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados. Quanto aos pacientes com dificuldades respirat´orias orias que n˜ao ao podem suspender a respira¸cc˜ao ˜ao pelo per´ per´ıodo de tempo suficiente suficiente para a realiza¸ realiza¸c˜ caao ˜o do processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao das imagens o processo dever´a ter o seu tempo reduzido aumentando-se a distˆ ancia ancia entre os eixos de corte, ou pela divis˜ao a o do processo em duas ou mais etapas quando o volume a ser examinado dever´a ser dividido e a aquisi¸c˜ cao a˜o dever´a ter o n´umero umero de sequ uˆ ˆencias de varreduras varreduras de corte que forem necess´ arios arios para minimizar este tipo de ¨encias artefato. Os artefatos gerados por movimentos de degluti¸c˜ cao a˜o e perist´alticos alticos poder˜ao ao ser reduzidos se o paciente paciente puder receber receber informa¸ informa¸cc˜˜aaoo sobre o exame e um preparo anterior para a redu¸c˜ cao a˜o do bolo fecal contido nos intestinos e dos gases contidos na regi˜ao ao abdo abdominal minal ou p´elvica. elvica. Os movimentos devido `a pulsa¸cc˜ao ˜ao do sistema circulat´oorio rio n˜ao ao podem ser controlados e

os artefatos gerados por essa movimenta¸cc˜ao ˜a o s´o poder˜ao ao ser reduzidos em aparelhos que tenham alta velocidade de aquisi¸cc˜ao ˜ao e sincronia entre o processo de aquisi¸c˜ cao a˜o dos dados e o processo de pulsa¸cc˜ao ˜ao do paciente para que os dados sejam adquiridos somente nos 70

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

per´´ıodos de tempo em que o m´usculo per usculo card´ card´ıaco encontrar-se encontrar- se em repouso. repou so. 4.7.2 4.7 .2

Artefa Artefatos tos de inter interfac face e

Os artefatos de interface podem surgir devido `a grande varia¸c˜ cao a˜o de absor¸c˜ cao a˜o entre estruturas pr´ooximas, ximas, fazendo aparecer raias na imagem a partir da interface, essas raias s˜ao o resultado grande varia¸cc˜ao ˜ao no gradiente devido a` varia¸c˜ caao ˜o de densidade entre ´org˜ org˜aos a os e o ar no interior interior do organismo. Embora Embora esses esses artefatos possam ocorrer em qualquer qualquer interinterface tecido/ar eles aparecem mais intensamente quando o material de interface apresenta uma maior absor¸cc˜˜aaoo dos f´otons otons X, como como no caso de meios meios de contra contraste ste/ar /ar.. Este Este tipo de artefato ´e o resultado de uma combina¸cc˜ao ˜ao do efeito de gradiente de interface, n˜ao ao linear lineariidade do volume parcial e movimento e pode ser reduzido diminuindo-se a espessura da fatia irradiada. A Fig.4.15 apresenta uma imagem de corte axial de abdome, onde podem ser identificados: o rim esquerdo e o direito, uma v´ertebra, ertebra, quatro costelas, uma cole¸c˜ cao a˜o l´ıquida em regi˜ao ao circunscrita junto `a parede anterior do abdome, tecidos musculares, uma camada superficial de gordura, pele, gases intestinais, colo ascendente `a direita e descendente `a esquerda contendo meio de contraste l´ıquido ıquido que devido a` for¸ca ca gravitacional e posicionamento do paciente se deposita na dire¸cc˜ ao a˜o posterior do paciente.

Figura 4.15: Imagem 4.15:  Imagem de corte axial de abdome.

Na regi˜ao ao esquerda do corte, entre o rim e o colo descendente, observa-se um objeto que apresenta alta absor¸cc˜ ao a˜o do feixe de raios X e por essa raz˜ao ao gera uma s´erie erie de artefatos sobre a imagem. imagem. Esses artefatos artefatos aparecem aparecem como uma s´erie erie de raias que se propagam a partir do objeto em todas as dire¸cc˜oes, ˜oes, al´em em de algumas regi˜ ooes es em torno do objeto que 71

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

aparecem mais escuras e mais claras interferindo no registro dos contornos do objeto e das estruturas pr´oximas. oximas. 4.7.3 4.7 .3

Endure Endureci cimen mento to do feixe feixe de de raiosraios-X X

O feixe de raios X utilizado em radiodiagn´ostico ostico ´e um feixe poli policrom´ crom´atico, atico , isto ´e comp composto osto por f´otons otons X com pacotes de energia vari´aveis aveis numa faixa entre 40 e 140 140keV  keV    em uma propor¸cc˜ao ˜ao determinada pelo processo de gera¸c˜ ca˜o. Os f´ fotons o´tons mais energ´eticos eticos s˜ao ao mais penetrantes que os f´otons otons menos energ´ energ´eticos eticos e o feixe ideal para a gera¸c˜ ca˜aoo da imagem diagn´ostica ostica leva em considera¸cc˜ao ˜ao a caracte c aracterr´ıstica de penetra¸ penet ra¸c˜ ca˜aoo do espectro gerado tal que este feixe ultrapasse parcialmente o objeto e atinja os detectores. A atenua¸cc˜ao ˜ao do feixe pelos p elos tecidos tecidos ´e proporcional proporcional a` energia m´edia edia dos f´ootons tons que comp˜oem oem este feixe. feixe. Quando Quando a propor¸ propor¸cc˜ao ˜ao entre os f´otons otons mais energ´eticos eticos e os f´otons otons menos energ´eticos eticos varia aumentando aume ntando a quantidade qua ntidade de f´ f o´otons tons mais energ´eticos eticos ocorre oco rre um aumento da energia m´edia edia do feixe tornando-o mais penetrante, esse comportamento ´e conhecido como endurecimento do feixe. Com esse aumento proporcional de f´otons oto ns mais m ais energ´ ene rg´eeticos tic os e penetrantes ocorre uma diminui¸cc˜ao ˜ao no espectro de absor¸c˜ cao, a˜o, ou seja, diminui a faixa de coeficiente de atenua¸cc˜ao ˜ao linear dos tecidos. tecidos. Esse comportamento comportamento promo promove ve um aumento na quantidade quan tidade de f´otons otons que atingem os detectores promovendo um aumento no contraste da imagem gerada e perda de detalhes principalmente de tecidos moles. 4.7.4 4.7 .4

Gradie Gradien nte de atenu atenua¸ a¸ c c˜ ao a ˜o

Artefatos devido `a redu¸cc˜ao ˜ao do gradiente de atenua¸c˜ cao a˜o na regi˜ao ao central do objeto podem ocorrer em objetos com diˆametros ametros de corte maiores. maiores. De maneira semelhante semelhante ao processo de endurecimento do feixe, em objetos mais espessos o feixe que atinge a regi˜ao central do objeto j´a foi parcialmente absorvido pelas regi˜oes oes mais superfic superficiai iaiss do mesmo. mesmo. Como Como os f´otons otons menos energ´eticos eticos s˜ao ao mais facilment facilmentee absorvidos o feixe que atinge a regi˜ aaoo central apresenta uma propor¸cc˜ ao a˜o maior de f´otons otons mais energ´eticos eticos e por isso ´e mais penetrante pene trante ou endurecido. Obviamente quanto mais distante da fonte, dentro do objeto, mais endurecido se torna o feixe. f eixe. Portanto na superf´ s uperf´ıcie ıcie mais mai s distante da fonte haver´a uma diminui¸c˜ cao a˜o ainda maior do gradiente de atenua¸cc˜ao, ˜ao, mas como o tubo gira ao redor de ttoda oda a sup superf erf´´ıcie existe uma compensa¸ compensa¸cc˜ ao a˜o do endurecimento do feixe na regi˜ao ao superficial quando o tubo de raios X passa pelo lado oposto oposto do objeto. objeto. Por essa essa raz˜ ao ao esse endurecimento do feixe causar´a mais danos na regi˜ao ao central do objeto, aumentando o contraste nessa regi˜aaoo e perdendo detalhes principalmente de tecidos moles que apresentam menor absor¸c˜ cao a˜o do feixe. feixe. Esse Esse

tipo de artefato artefato pode ser facilmente facilmente sanado por algoritmo algoritmo espec´ espec´ıfico capaz de levar levar em considera¸cc˜ aao ˜o esse comportamento do feixe em objetos mais espessos.

72

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

4.7.5

Objeto met´ met´ alico alico

Pelo fato do objeto met´aalico lico apresentar grande absor¸c˜ cao a˜o dos f´otons otons X, esses objetos ob jetos muit muitas as vezes impedem a gera¸cc˜ao ˜ao de informa¸cc˜ao ˜ao adequada da atenua¸c˜ cao a˜ o do feixe pelos   voxel’s  que se encontram a` sua frente no momento momento da incid incidˆˆeencia ncia do feixe. feixe. Assim a composi¸ c˜ cao a˜o das matrizes de dados para a determina¸cc˜ ao a˜o da atenua¸c˜ cao a˜o promovida por cada voxel cada  voxel   fica comprometida, gerando uma n˜ao ao linearidade que ir´a resultar em um aparecimento de raias na imagem final do corte. Esse tipo de artefato pode ser reduzido pela exclus˜ao do objeto gerador da regi˜ao ao a ser registrada, caso isso n˜ao ao seja poss´ıvel, ıvel, o uso de filtros espec´ıficos ıficos tamb´em em pode p ode reduzir esses efeitos. efeito s. A Fig.4.16 apresenta duas imagens de corte frontal de cabe¸ca, ca, com o objetivo de observar os seios da face. Nas duas imagens apresenta apresentadas das aparecem artefatos em raias devido `a alta absor¸cc˜˜aaoo do feixe de raios X pelo material met´alico alico existente na restaura¸c˜ cao a˜o do dente que se encontra na regi˜ao ao do corte. corte. Observ Observee em   a   as raias originadas no dente inferior esquerdo e em   b  as raias originadas dos dois lados da arcada dent´aria. aria.

Figura 4.16: Imagens 4.16:  Imagens de corte frontal da cabe¸cca. a.

Apesar de ambas ambas imagens imagens apresenta apresentarem rem artefatos de mesma origem a imagem a apresenta apresenta uma qualidade bem superior `a qualidade da imagem  imagem   b. Isto Isto se deve ao fato de que essas essas imagens foram fo ram geradas em aparelhos a parelhos que apresentam n´ n´ıveis diferentes de tecnologia incorporada. O aparelho respons´avel avel pela gera¸cc˜ao ˜ao da imagem a imagem  a  utiliza uma s´erie erie de filtros que buscam busca m minimizar minimizar os efeitos efeitos dos artefatos artefatos gerados por estruturas estruturas de alta absor¸ absorc˜ c¸aao ˜o do feixe e por essa raz˜ao ao a imagem im agem apresenta-se apresenta -se mais ma is n´ıtida, ıtida , com co m um n´ıvel de contraste mais baixo

que permite uma visualiza¸cc˜ao ˜ao mais detalhada, ao passo que a imagem imagem b  b  apresenta-se com alto contraste contraste para reduzir reduzir a interfer interferˆˆencia encia das raias na imagem fazendo com que as raias sejam muito sejam muito mais largas. largas. A resolu¸ resolu¸ cc˜ ao a˜o da imagem  imagem   a  ´e bem superior supe rior a` da imagem  imagem   b   com as linhas de superf´ superf´ıcie mais bem definidas definidas e com menor influencia influencia das raias nas linhas de 73

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

contorno. 4.7. 4.7.6 6

Efei Efeito to ponta ponta

Figura 4.17: Imagem 4.17:  Imagem de corte axial de cabe¸cca. a.

O artefato gerado por efeito de ponta pode ocorrer quando existe uma grande varia¸c˜ cao a˜o entre o coeficiente de atenua¸cc˜ao ˜ao linear de uma estrutura em ponta e o tecido circunvizinho, principalmente se em certo posicionamento tubo/arco detector o objeto pontiagudo ´e registrado por um unico u ´ nico detect detector. or. A regi˜ ao ao pontiaguda gera uma n˜ao ao linearidade na composi¸cc˜˜aaoo das matrizes utilizadas para determinar o coeficiente de atenua¸c˜ cao a˜o linear de cada um dos voxels dos  voxels do  do volume do corte. Por essa raz˜ ao ao objetos em ponta que apresentam transi¸cc˜oes ˜oes grandes nos coeficiente coeficiente de atenua¸ atenua¸cc˜ao ˜ao linear como os ossos, grampos met´alicos alicos e agulhas de bi´opsia opsia causar˜ causarao ˜ao as raias que emanam das v´arias arias posi¸c˜ coes o˜es tangenciais a` borda do objeto. A Fig.4.17 apresenta a imagem de um corte axial de cabe¸ca ca na altura dos ouvidos onde pode ser observ observada uma s´ erie erie de raias que promovem promovem varia¸c˜ cooes ˜es nos tons de cinza na regi˜ ao ao encef´alica. alica. Essas Essas raias raias ocorrem ocorrem no process processoo de recons reconstru tru¸c˜ c¸aao ˜o da imagem devido `a grande varia¸cc˜ao ˜ao na caracter´ caracter´ıstica de absor¸cc˜ao ˜a o dos tecidos ´osseos osseos do crˆanio a nio e do tecido

encefalico. encef alico. As regioes regioes mais densas que apresentam uma grande absor¸cao do feixe de raios X apresentam-se como ponto de origem desses artefatos em forma de raias, que se concentram basicamente na crista ´oossea ssea no eixo central, na regi˜ao ao posterior interna e devido `as as estruturas osseas ´osseas que envolvem os ouvidos internos, as duas estruturas apresentam termina¸cc˜˜ooes es em ponta que promovem o aparecimento de artefatos no momento da reconstru¸c˜ cao a˜o 74

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

da imagem.

Figura 4.18: Imagem 4.18:  Imagem de corte axial de t´orax orax canino.

A Fig.4.18 apresenta uma imagem de corte axial de um t´orax orax de c˜ao ao que apresenta tecido alterado no seu pulm˜ao ao direito onde existe o posicionamento de uma agulha met´alica alica para a coleta de material para bi´opsi o psia. a. Devi Devido do a` grande absor¸c˜ cao a˜o do feixe de raios-X pelo material da agulha e ao seu formato pontiagudo, no processo de reconstru¸c˜ cao a˜o da imagem acaba surgindo como artefato uma regi˜ao ao escura junto `a ponta de onde se originam algumas raias que se dispersam disp ersam a partir da´ı pelo tecido adjacente. 4.7. 4.7.7 7

Objeto Objeto fo fora ra do campo campo

Objetos que apresentam grande absor¸cc˜ao ˜ao do feixe de raios X podem gerar artefatos na imagem final obtida por reconstru¸cc˜ao ˜ao atrav´ es es do processamento dos do s dados pelo computado dor. r. Por Por isso isso objeto objetoss que que se en enco con ntram tram fora fora do campo campo de obse observ rva¸ a¸c˜ ca˜aoo que aparece na tela (FOV), mas entre a fonte de raios X e o arco detector podem promover artefatos na im imag agem em.. Em um servi¸ servi¸ccoo de tomografia computadorizada esse tipo de artefato pode se apresentar seguidamente se a causa do artefato estiver fora do objeto em varredura e n˜ao for eliminada.

Por essa razao razao a mesa de acomoda¸cao do paciente deve ser constru co nstruıda ıda por materiais que apresentam apresent am pequena absor¸ cc˜ aao ˜o do feixe de raios X, pois mesmo ficando normalmente fora do FOV FOV ela ainda encontra-s encontra-see entre entre a fonte e os detectores detectores.. N˜aaoo ´e incom incomum um esse tipo de artefato surgir nas imagens geradas em TC quando quantidades de meio de contraste caem sobre a mesa e n˜ao ao s˜ao ao removidos de forma eficiente. 75

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Esse tipo de artefato artefato pode surgir surgir ainda em uma imagem determinada determinada quando o FOV FOV ´e reduzido e uma estrutura que esteja no campo de varredura e fora da ´area area do FOV, se esta estrutura apresenta grande influˆ encia encia no processo de reconstru¸c˜ cao a˜o da imagem, ou por ser muito grande em rela¸cc˜ao ˜ao as `as demais estruturas, estruturas, ou por apresenta apresentarr grande atenua¸ atenuac˜ c¸aao ˜o do feixe de raios X.

Figura 4.19: Imagem 4.19:  Imagem de corte frontal de cabe¸cca. a.

A Fig.4.19 apresenta uma imagem de corte frontal da cabe¸ca ca podendo ser destacado as ´oorbitas rbitas oculares, varia¸cc˜oes ˜oes anatˆoomicas micas da cavidade nasal e as cavidades dos seios maxilares. A partir da regi˜ao ao inferior inferior da imagem surge uma s´ erie erie de raias de artefato. artefato. Essas raias se devem a pe¸cas cas met´alicas alicas existentes na arcada dent´aria aria do paciente na regi˜ao ao do corte. Apesar das pe¸cas cas met´alicas alicas estarem estarem fora da janela de observ observa¸c˜ cao a˜o (FOV), sua influˆencia encia no processo de reconstru¸cc˜ao ˜ao da imagem gera artefatos nas regi˜oes oes vizinhas e por esta raz˜ao ao a imagem apresenta essas raias que se propagam de maneira difusa a partir das pe¸cas cas met´alicas alicas que deram origem a elas. 4.7.8

Artefatos de de inconsistˆ inconsistˆ encia encia

Os artefatos de inconsistˆ encia encia podem ocorrer devido a uma s´erie erie de interferˆ interferˆencias encias e funcionamento cionam ento inadequado inadequado durante durante o processo processo de varredura, arredura, tais como: falha em um canal detector, varia¸cc˜ao ˜ao na emiss˜ao ao de feixe devido a` alimenta¸c˜ caao ˜o do tubo ou arcos voltaicos internos, interferˆencias encias eletromagn´ eletro magn´eticas, eticas , interferˆencias encias devido a vibra¸c˜ cooes, ˜es, problemas no

sistema de transmiss˜ao ao de dados e no sistema computacional, etc. A redu¸c˜ caao ˜o desses tipos de artefato pode ocorrer ap´os os um teste de calibra¸c˜ cao a˜o do equipamento. Caso o teste n˜ao ao resolva o problema os respons´aveis aveis pela manuten¸c˜ cao a˜o do aparelho aparelho dever˜ ao ao ser imediatamente contactados. 76

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

4.8 4. 8

Os me meio ioss de de c con ontr tras aste te

Os meios meios de contra contraste ste radiol radiol´ogicos ´ogicos s˜ ao ao substˆ substˆ aancias ncias que apresentam caracter´ caracter´ısticas de grande gra nde absor¸ abs or¸cc˜˜ao ao do feixe, ou seja, apresentam um alto coeficiente de atenua¸c˜ cao a˜o de linear   µ. Essa caracter´ ear caracter´ıstica permite p ermite ressaltar determinadas estruturas anatˆomicas omicas que n˜ao ao podem ser ressaltadas sem o uso dos mesmos. As substˆaancias ncias utilizadas como meios de contrastes trast es podem po dem ser administradas administradas por diferentes diferentes vias, tais como: oral; retal e intrav intravenosa. enosa. A escolha de uma ou outra substˆancia ancia de contraste bem como da via de introdu¸c˜ cao a˜o no organismo depender´a da estrutura que se deseja ressaltar e o estudo que se pretende fazer. O uso de meio de contraste pode causar rea¸c˜ coes o˜es adversas desde pequenas alergias at´e o choque anafil´atico. atico. Para o profissional que lida diretamente com os equipamentos de TC ´e importante salientar que se o paciente expelir contraste durante o exame e este contraste n˜ao ao for devidamen devidamente te removido, removido, poder´ po der´ a causar artefatos nas imagens geradas por se tratar de substˆancia ancia que apresenta grande absor¸cc˜ ao a˜o da radia¸c˜ cao. a˜o. As rea¸c˜ coes o˜es causadas pelo uso de meios de contraste podem ser classificadas como leves, moderadas ou graves. A Tab.IV.4 apresenta os sintomas mais comuns associados a esses trˆeess tip tipos os de rea¸c˜ co˜oes es sendo que as a¸cc˜oes ˜oes a serem tomadas depender˜ao ao da gravidade do quadro apresentado pelo paciente. Tabela IV.4: Rea¸ c˜ coes o ˜es adversas aos meios de contraste. Leves

Mo deradas

Graves

N´ a auseas, useas, Tosse, Calor, Cefal´eeia, ia, Tonturas, Ansiedade, Ansiedade , Rubor, Tremores, Calafrios, Urtic´aria aria restrita, Sudorese, Espirros, Incha¸co co nos olhos, Dor local

Vˆ o omitos, mitos, Altera¸ Altera¸c˜ cao a ˜ o na fr freq eq¨ uˆ u nc ia ¨ˆenci card´ıaca ıaca,, Hi Hipe perten rtens˜ s˜ao, ao, Hipotens˜ ao, ao, Urtic´aria aria ext extens ensa, a, Ede Edema ma fac facial ial,, Rigidez muscular, Bronco espasmo, Laring Lar ingo o espasm espasmo, o, Dor Dores es no t´ o orax, rax, Dores no abdome, abdome , Cefal´ Ce fal´eia eia intensa

Apresent Aprese ntam am ris risco co de vid vida a com associa associa¸c˜ ¸ca ˜ ao o de re rea¸ a¸ c˜ co ˜ oes es lev leves es e mode moderad radas. as. Ede Edema ma de glote, Inconsciˆeencia, ncia, Convuls˜ o oes, es, Ed Edem ema a ag agud udo o de pulm˜ a ao, o, Col Colaps apso o va vascu scular lar severo sev ero,, Arr Arritm itmias ias, Parada a cardiorrespirat´ o oria ria, Parad

Exerc Ex erc´ ´ıci ıcios os prop pr opos osto toss 1. Como s˜ao ao gerados os dados nos aparelhos de TC? 2. Como Como ocorre a constru¸ constru¸cc˜ao ˜ao da imagem digital? 3. O que ´e a escala  Hounsfield ?

4. Quais as referˆ encias encias para os valores +1.000H , 0H   e -1.000H ? 5. Como ´e feita a distribui¸cc˜ao ˜ao da escala de cinzas sobre a escala  Hounsfield ? 6. Como s˜aaoo geradas as imagens de cortes axiais nos aparelhos convencionais de TC?

77

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

7. e nos aparelhos aparelhos helicoidais? helicoidais? 8. Por que nos aparelhos de TC helicoidais ´e preciso fazer a interpola¸c˜ caao ˜o de dados para a constru¸ constru¸cc˜ao ˜ao da imagem de corte axial? 9. Como ´e definido defi nido o  pitch  nos   nos aparelhos de TC helicoidais? 10. Defina os aparelhos aparelhos de TC multicort multicorte. e. 11. Defina arco multidetec multidetector. tor. 12. Como Como s˜ ao ao constru´ constru´ıdos os arcos multidetectores adapt´ a dapt´aveis? aveis? 13. Como ´e feita a aquisi¸ a quisi¸cc˜ao ˜ao isotr´opica? opica? 14. Quais os principais principais artefatos artefatos que podem po dem ocorrer nas imagens de TC? 15. Quando Quando devem ser utilizados utilizados os meios de contraste? contraste? 16. Quais as principais principais rea¸ rea¸cc˜oes ˜oes al´ergicas ergicas que podem p odem ocorrer com o uso de meio de contraste?

78

 

Cap´ıtulo 5

As instala¸ c c˜ ˜ oes dos aparelhos de oes TC O aparelho de TC deve ser instalado em um espa¸co co de maiores dimens˜oes oes que os aparelhos aparelhos de convencionais de raios X, uma vez que seus acess´oorios rios demandam um espa¸co co consider´ avel. avel. No entanto entanto no que tange `a prote¸ cc˜ao ˜ao radiol´ogica ogica a instala¸c˜ cao a˜o onde se encontra o tubo de raios X deve ter a mesma prote¸cc˜ao ˜ao utilizada para os aparelhos convencionais de raios X, uma vez que a caracter´ caracter´ıstica do espectro do feixe ´e a mesma, de maneira a conter a radia¸cc˜ ao a˜o emitida pelo aparelho de TC a este ambiente.

5.1 5. 1

A sa sala la de ex exa ame mess

A sala de exame, ou sala de explora¸cc˜ ao, a˜o, deve deve ser uma sala ampla, pois ´e nela que ficam instalados o   gantry   e a mesa mesa onde se posic posicio iona na o pacie pacient ntee a ser ser ex exam amin inad ado. o. Tanto anto o gantry  quanto a mesa de exame podem mudar de posi¸c˜ cao a˜o em fun¸c˜ cao a˜o do plano de corte que se deseja explorar explorar no paciente. paciente. Assim, Assim, um espa¸co co adicional torna-se necess´aario rio para tais movimenta¸cc˜ oes. o˜es. Deve Deve possuir possuir barreir barreiras as de prote¸ prote¸c˜ caao ˜o que evitem que a radia¸c˜ cao a˜ o se propague propag ue para fora desse ambiente ambiente.. Normalmen Normalmente te as paredes paredes recebem revestim revestimento ento com barita e as portas uma lˆamina amina de chumbo, outros materiais podem ser utilizados desde que restrinjam a propaga¸cc˜ao ˜ao da radia¸cc˜ao ˜ao ao meio externo a essa sala. Comoo existe Com exi ste uma u ma s´erie erie de acess´ ac ess´orios orios que podem ser utilizados para a melhor acomoda¸c˜ ca˜aoo do paciente a` mesa e ao posicionamento requerido para a gera¸c˜ caao ˜o das imagens, estes acess´orios orios devem dev em estar armazenados armazenados nesta sala de forma que sejam facilmente facilmente acessados. acessados. A sala de

exames tamb´em em deve possuir possu ir espa¸co co para outros equipamentos como: bomba injetora de contraste, carro de reanima¸cc˜ao ˜a o c´aardio-pulmonar, rdio-pulmonar, carro de material de administra¸c˜ caao ˜o de contraste etc. N˜ao ao podendo esquecer ainda que poder´a circular por este ambiente cadeira de rodas e macas.

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Devido a` existˆencia encia de radia¸cc˜˜aaoo a sala de exames deve possuir controle de acesso, sendo obrigat´oria oria a existˆ encia encia de sistema de ar condicionado, ar comprimido medicinal, sistema de eletricidade eletric idade de emergˆencia, encia, sistema espec´ıfico ıfico de alimenta¸ alimenta c˜ c¸ao a˜o el´eetrica trica com aterramento aterram ento e n´ıve ıveis is de tens˜ te ns˜ao ao adequados. Dever´a ainda possuir em quantidades quantidades suficientes suficientes e em local de f´aacil cil os EPI’s (aventais de chumbo e protetores) que dever˜aaoo estar armazenad armazenados os condi¸ c˜ coes o˜es adequadas para que mantenham suas caracter´ caracter´ısticas de prote¸c˜ caao. ˜o.

5.2 5. 2

A ssal ala a de de c com oma and ndo o

Na sala de comando se localiza o terminal de controle remoto do  gantry   e da mesa do aparelho de TC. O operador utiliza teclado e monitor de v´ v´ıdeo para executar os controles, programar os exames e visualizar programar visualizar as imagens geradas. geradas. Nesta sala encontra-s encontra-see o sistema sistema computacional, para processamento dos dados e armazenagem das imagens obtidas, sistemas adicionais adicionais de armazenagem , impre impressora ssorass etc. Esta sala fica cont´ cont´ıgua `a sala de exames separada por uma porta de chumbo e possuindo uma janela de comunica¸c˜ cao a˜ o de vidro com alto teor de chumbo que permite visualizar o paciente e proteger o operador da radia¸cc˜ao ˜ao espalhada durante a aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados. Nesta sala encontra-s encontra-see o microfone microfone do sistema de megafonia que permite a comunica¸c˜ cao a˜o oral entre o operador e o paciente. A sala deve possuir uma ´area are a m´ınima ıni ma de 6m2 podendo servir para a coloca¸c˜ cao a˜o do comando para mais de um equipa para equipamen mento. to. Caso Caso a sala sala possua possua uma area a´rea maior poder´a ser utilizada para a an´alise alise das imagens e gera¸cc˜ao ˜ao do laudo diagn´ostico, ostico, devendo possuir controle de ilumina¸cc˜ ao a˜o para possibilitar um ambiente adequado para a observa¸c˜ caao ˜o das imagens.

5.3

A sala de m´ a aquinas quinas

A sala de m´aquinas aquina s ´e uma sala de pequenas p equenas dimens˜oes oes e nela encontram-se os controles da alimenta¸cc˜ao ˜ao do aparelho, sistemas el´etricos etricos de prote¸c˜ caao, ˜o, contator contatores es de disparo etc. Esses dispositivos podem ser colocados no mesmo ambiente do  gantry  desde que devidamente protegidos e sinalizados. A existˆencia encia ou o u n˜ao ao desta sala depender´ a do tipo de equipamen equipamento to instalado. Em geral todas as salas devem ser refrigeradas e ventiladas sendo que na sala de exames a temperatura deve estar por volta de 24o C  C    para proteger o tubo de raios X e outros sistemas eletrˆonicos, onicos, aumentando a vida util u ´ til dos mesmos. mesmos. A ilumina¸ iluminac˜ c¸ao a˜o deve ser de alta eficiˆ encia, encia, mas deve haver a possibilidade p ossibilidade de regulagem da luminosidade, pois p ois em alguns

procedimentos pode ser interessante uma luminosidade menor para o relaxamento do paciente.

80

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

5.4 5. 4

A ssal ala a de de p pre repa para ra¸ c ¸ c˜ ˜ a ao o e ca cabi bine ness

Figura 5.1:  5.1:   Instala¸cc˜oes ˜oes de um servi¸co co de TC.

Existem certos estudos que podem ter um tempo de dura¸c˜ caao ˜o relativ relativamen amente te longo. Para estes casos deve existir uma sala anexa `a de exames onde o paciente permane¸ccaa a` espera. Deve haver tamb´ em em cabines onde o paciente possa trocar suas roupas por uma bata ba ta antes de entrar na sala de exames evitando-se assim artefatos na imagem causados por cintos, bot˜ oes oes etc. Depende Dependendo ndo dos exames exames a serem serem executad executados, os, como os exames exames pedi´ pediaatricos ´tricos haver´ a necessidade de leitos. A Fig.5.1 apresenta uma planta baixa de uma instala¸c˜ cao a˜o de TC contendo a sala de exames, a sala de m´aquinas aquinas e a sala de comando.

Exerc Ex erc´ ´ıci ıcios os prop pr opos osto toss 1. Qual Qual deve ser a condi¸ condi¸cc˜ao ˜ao m´ınima para a instala¸ instala c˜ c¸ao a˜o de um servi¸co co de TC? 2. Cite as principais caracter´ caracter´ısticas da sala de exames. 3. Por que a sala de exames deve deve ter controle controle de temperatura? temperatura?

4. Qual a fun¸cao do vidro de alto teor de chumbo existente nas instala¸coes de TC e onde deve ser instalado? 5. Para Para que serve serve a sala de m´ aquinas? aquinas? 6. Para que ´e utilizada a sala de prepara¸cc˜ ao? a˜o? 81

 

Cap´ıtulo 6

Dosimetria nos aparelhos de TC Os aparelhos aparelhos de Tomografia omografia Computadoriz Computadorizada ada vˆ eem m incorporando incorporando avan¸ avan¸ccos os tecnol´ tecnologicos o´gicos muito rapidamente tornando o tempo de exame menor e a qualidade da imagem gerada melhor. Essa caracter´ caracter´ıstica tem feito com que os exames diagn´osticos osticos gerados em aparelhos de TC estejam competindo e ganhando de imagens tradicionalmente geradas em outros aparelhos. A Tomografia Computadorizada tornou-se um dos mais importantes exames de diagn´osticos osticos por imagem, sendo hoje indispens´avel avel para os profissionais da area ´area da sa´ude. ude. Nos ultimos u ´ltimos dez anos, em todo o mundo, houve um grande crescimento deste tipo de exame em rela¸cc˜ao ˜ao a` totalidade dos exames de radiodiagn´osticos. osticos. No in in´´ıcio da d´ ecada ecada de 90 os exames em TC correspondiam a aproximadamente 2% do total de exames radiol´ogicos, ogicos,  j´a no ano 2000 este ´ındice ındice estav estava acima de 5% na m´ edia edia mundial. mundial. Em alguns pa´ pa´ıses desenvolvidos desenv olvidos este ´ındice ındice chegava a 10% do total dos exames. Na ultima u ´ ltima d´ecada, ecada, com co m o desenvolvimento desenvolvimento dos tubos geradores de raios X, filmes e telas intensificadoras, a dose em paciente nos exames radiogr´aaficos ficos convencionais, convenciona is, onde a radia¸ ra dia¸c˜ cao a˜o registra a informa¸cc˜ao ˜ao da imagem diretamente sobre o filme, apresentou uma redu¸c˜ cao a˜o m´edia ed ia de 30% ao passo que nos exames em aparelhos de TC n˜aaoo houve uma redu¸c˜ cao a˜o perce pe rcept´ pt´ıvel ıve l na dose em paciente apesar do grande desenvolvimento na tecnologia de computadores e detectores detec tores usados usados nessa modalidade de exame por imagem. Os gr´ aficos aficos apresentados na Fig.6.1 permitem uma compara¸cc˜ao ˜ao entre os ´ındices ındices percentuais p ercentuais de demanda por p or n´umero umero de exames nas diversas t´ecnicas ecnicas radiol´ogicas, ogicas, por tipo de exame e o ´ındice ındice percentual percentual da dose recebida pela m´edia edia da popula¸cc˜ ao a˜o submetida a esses exames. Pode-se observar claramente que apesar dos exames em TC representaram apenas 5% do n´umero umero de exames solicitados s˜ao ao respons´aveis aveis por po r 34% da dose m´edia edia na popula¸c˜ cao, a˜o, ou

seja, o exame em TC promove uma dose muito maior no paciente que qualquer dos outros exames que usam a tecnologia de raios X, s´o se comparando com os processos de angiografia interna onde existe o uso prolongado de equipamentos de fluoroscopia em angiografias e cir cirurg urgias ias.. No entant entantoo os exames exames em TC s˜aaoo os que apresentam o maior percentual de

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

contribui¸cc˜ ao a˜o para dose em paciente devido aos radiodiagn´osticos. osticos.

Figura 6.1: Distribui¸ 6.1:  Distribui¸cc˜ao ˜ao dos exames radiol´ogicos ogicos por n´ umero umero de exames e por dose coletiva.

6.1

O a au umento n no o n n´ u umero ´ mero de exames

Existem v´ arias arias raz˜oes oes que promoveram o aumento do n´ u umero mero de exames realizados em aparelhos de TC. Na d´ecada ecada de 80 um exame completo em TC demorava demorava alguns minutos, hoje o exame ocorre muito rapidamente, tornando-o menos desagrad´avel avel ao paciente e de f´acil acil recomenda¸cc˜ao. ˜ao. A qualid qualidade ade da imagem imagem melhorou melhorou muito muito aprese apresent ntando ando muito muito mais mais detalhes das estruturas detalhes estruturas anatˆomica o micas, s, isso isso se de dev ve a` mel melhor horaa dos algoritmo algoritmos, s, do tempo tempo de aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados, do processamento dos dados, dos  softwares  softwares   de reconstru¸c˜ cao a˜ o de imagens, da arquitetura dos aparelhos, que s˜ao ao menores, menos barulhentos e de de design  design mais arrojado. Hoje a TC pode ser utilizada para o acompanhamento de pun¸c˜ coes o˜es ou coloca¸c˜ caao ˜o de cateteres substituindo o uso de equipamentos fluorosc´opios opios convencionais nos diversos pro procedimentos cedimentos intervencionistas sendo que em alguns casos tem sido preferida em rela¸c˜ cao a˜o ao aparelho de ultra-som que n˜ao ao utiliza radia¸cc˜oes ˜oes ionizan ionizantes tes para o seu funciona funcionamen mento. to. A Fig.6.2 Fig.6.2 apresenta uma imagem de TC para o acompanhamento de coleta de material para an´alise laboratorial.

Assim, de uma forma generalizada a difus˜ao ao dos exames diagn´osticos osticos em aparelhos de TC tem sido muito r´apida apida e apesar de ser um exame mais caro se comparado a outros exames, seu crescimen exames, crescimento to de demanda demanda ´e superior superior a` necessidade diagn´ostica ostica.. Em algun algunss casos, exames mais simples tˆem em sido preteridos, mesmo sendo capazes de proporcionar prop orcionar o

83

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

mesmo resultado diagn´ ostico ostico proporcionado pelo exame em aparelhos de TC.

Figura 6.2: Imagem 6.2:  Imagem de fluoroscopia em TC para acompanhamento de pun¸cc˜ ao. a˜o.

6.2 6. 2

O au aume men nto d da a do dose se n nos os e exa xame mess

Diferentemente da imagem radiodiagn´ostica ostica convencional, onde a radia¸c˜ cao a˜o interage com o objeto e registra a atenua¸cc˜ao ˜ao do feixe diretamente sobre o filme radiogr´afico, afico, que ap´os os ser revelado apresenta a imagem diagn´ostica, ostica, a imagem gerada em aparelhos de TC ´e digital dig ital podendo ser apresent apresentada ada em tela de v´ıdeo e ser impressa impressa posteriormen posteriormente te em diversos diversos suportess f´ısicos. suporte ısicos. No sistema sistema convencion convencional al de gera¸c˜ ca˜aoo de imagem uma exposi¸c˜ cao a˜o longa promove o escurecimento do filme prejudicando a qualidade da imagem e conseq uentemente u ¨entemente a possibilidade de diagn´ostico. ostico. J´a nas imagens geradas pelos aparelhos de TC uma maior exposi¸cc˜ao ˜ao do paciente promove a gera¸cc˜ao ˜ao de imagens mais detalhadas e o brilho e contraste da imagem final pode ser controlado por processamento digital. Outro importante fator respons´avel avel pelo aumento da dose em paciente ´e a tendˆencia encia em se fazer o exame de um volume maior que o necess´ario. ario. Assim, para a gera¸c˜ cao a˜o dos cortes axiais para diagnosticar determinados ´org˜ org˜aos aos tendem a iniciar a aquisi¸c˜ cao a˜o dos cortes antes e terminar ap´os o s o final do volume do ´org˜ org˜ao, ao, com o objetivo de garantir a n˜ao ao perda de informa¸cc˜oes ˜oes sobre o mesmo. Os aparelhos helicoidais trabalham com o rastreamento do volume sem intervalos entre

os cortes cortes e dependendo dependendo da espessura espessura do feixe escolhida escolhida para o exame, exame, e comum comum ocorrer a reirradia¸cc˜ao ˜ao de partes dos tecidos. tecidos. Quando Quando a espessura espessura do feixe ´e maior que `a distˆancia ancia entre os cortes esta reirradia¸cc˜ao ˜ao fatalmente fatalmente ocorr o correr´ er´ aa,, aumentando a dose no paciente. A repeti¸cc˜ao ˜ao de exames tamb´ em em promove o aumento da dose no paciente, muitas vezes o quadro qua dro cl´ cl´ınico ıni co n˜ao ao ´e descrito descrito de maneira maneira objetiva, objetiva, o pedido do exame ´e feito de forma 84

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

incorreta ou o executor do exame n˜ao ao o realiza corretamente da primeira vez, gerando a necessidade necessidade de exames exames complementares complementares.. Exames Exames que necessitam necessitam de meio de contraste contraste podem ser feitos primeiramente sem o uso do mesmo fazendo com que o paciente seja submetido a uma dupla irradia¸cc˜ao, ˜ao, as `as vezes desnecessariamente. A escolha dos parˆametros ametros de controle do feixe gerado, mA gerado,  mA  e  k  kV  V ,, n˜ao ´e ta˜aoo simples de ser feita como no aparelho aparelho convencion convencional al de raios X. Os protocolos protocolos de exames s˜ ao ao pr´e-defi e- defini nido doss pelo fabricante no momento da instala¸cc˜ao ˜ao do aparelho, n˜ao ao havendo protocolos diferenciados para adultos. ciados adultos. Ou seja, independe independent ntee do volume volume e massa massa do pacien paciente te n˜ao ao existe varia¸cc˜ao ˜ao da caracter´ caracter´ıstica de penetra¸cc˜ao ˜ao do feixe feixe e de sua in inten tensid sidade ade.. Desta Desta forma, pacientes com volumes corporais menores recebem doses bem maiores que a necess´aria aria para a gera¸cc˜ ao a˜o da imagem diagn´oostica. stica. A maioria dos servi¸cos cos apresenta protocolos diferenciados para crian¸ca, ca, mas poucos servi¸cos cos tˆem em diferen dif eren¸cas c¸as entre os protocolos de adultos e quando tˆ em, em, existe existe um protocolo protocolo diferenciad diferenciadoo para o adulto obeso. Os jovens acabam sendo os maiores prejudicados, pois n˜ao ao existe a pr´atica atica de protocolos especiais para adolescentes que apresentam caracter´ caracter´ısticas diferenciadas no sistema m´usculo uscu lo esquel´ esqu el´etico. eti co. A maioria dos aparelhos aparelhos existentes existentes hoje ho je no mercado mercado n˜ao ao apresenta varia¸c˜ cao a˜o de parˆametros ametros de alimenta¸cc˜ao ˜ao do tubo de raios X durante o exame, mesmo entre regi˜oes oes que apresentam radioabsor¸cc˜ao ˜ao difere diferenci nciada ada do fei feixe xe de raios raios X. Quando Quando um exame exame ´e progra programad mado, o, do primeiro ao ultimo u ´ ltimo corte os valores de  de   kV   kV   e   mA de mA  de alimenta¸c˜ cao a˜ o do tubo s˜ao ao os mesmos, ou seja, a intensidade e penetra¸cc˜ao ˜ao do feixe s˜ao ao as mesmas, mesmas, mesmo havendo havendo diferen¸cas cas na de absor¸cc˜ ao a˜o da radia¸cc˜ao ˜ao pela regi˜ao ao irradiada. irradiada.

6.3 6. 3

Ca Cara ract cter eriz iza¸ a¸ c c˜ ˜ a ao o da do dose se

Segundo dados epidemiol´ogicos ogicos as doses absorvidas pelos tecidos devido aos exames em aparelhos de TC aproximam-se, chegando a exceder, os n´ıveis que promovem promovem o aumento da probabilidade de incidˆ encia encia de cˆancer. ancer. Em um exame de t´ orax orax h´a uma dose efetiva de aproximadamente 8mSv 8mSv,, cerca de 400 vezes a dose gerada por uma radiografia AP de T´orax, orax, que ´e cerca de 0,02mSv 0,02 mSv.. Exames na regi˜ ao ao p´elvica elvica apresentam apresenta m dose efetiva de at´e 20mSv 20mSv.. A Tab.VI. Tab.VI.11 apresenta apresenta dados de dose efetiva para alguns exames realizados em aparelhos de TC e de raios-X convencionais, pode ser observado claramente que as doses em aparelhos de TC s˜ao ao bem maiores. No entanto, deve ser ressaltado que apesar de terem correla¸c˜ cao a˜o as imagens geradas

aparelhos de TC e em aparelhos de raios-X cumprem objetivos diferenciados no processo diagn´ostico. ostico. A Tab.VI.2 apresenta a Dose Absorvida m´edia, edia, por p or corte e por p or varredura total, para alguns exames realizados em aparelhos de TC. A Dose Absorvida em aparelhos de TC para as imagens do T´orax orax ´e de 30 30mGy mGy   por corte chegando a 650mGy 650 mGy  para o exame completo,

85

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Tabela VI.1: Doses efetivas em exames em aparelhos de TC e raios X TC

Aparelhos de RX

Exam Ex ame e

Dose Dose (mSv )

Exame

Dose (mSv )

Cabe¸ca

2

Crˆ anio

0,07

T´ orax

8

T´ orax

0,02

Abdome

10-20

AP Abdome

1,0

P´elvis

10-20

P P´ ´elvis

0,7

Enema de B´ ario

7,0

Fonte: ICRP ICRP,, 2000.

este tipo de exame promove uma dose na mama entre 20 e 50mGy 50mGy,, mesmo n˜ao ao sendo o tecido mam´ario ario o tecido tecido objeto do exame. exame. Para Para se fazer uma compar compara¸ a¸c˜ caao, ˜o, um exame de mamografia que tem o objetivo exclusivo de examinar a glˆandula andula mam´aria aria gera uma Dose Absorvida de 14 a 20mGy 20mGy em  em seu procedimento padr˜ao ao de duas exposi¸c˜ co˜oes es por mama, nas in incid cidˆˆenci en cias as crˆ cr anio-caudal ˆanio-ca udal e a m´edio-lateral-o edio-la teral-obl bl´´ıqua. Outras observa¸c˜ cooes ˜es podem ser feitas comparando as Tabelas VI.1 e VI.2. Tabela VI.2: Doses absorvidas para exames em aparelhos de TC Exame

Dose p or corte (mGy )

Do Dose se tota totall (mGy )

Rotina de Cabe¸ca

60

1.050

Rotina de T´ orax

30

650

Rotina de Abdome

35

780

Rotina de P´elvis

35

570

F´ıgado ıga do e Ba¸co

35

900

Trauma de Coluna

70

460

Fonte: ICRP ICRP,, 2000.

O uso de equipamentos de fluoroscopia promove uma dose de 25mGy/min 25 mGy/min no  no seu modo normal e no modo intensificado de 100mGy/min 100 mGy/min o  o que promove uma dose muito menor que a utiliza¸cc˜˜aaoo da TC para o acompanhamento de processos longos como cateterismo e observa¸cc˜ao ˜ao de difus˜ao ao de contraste no sistema digestivo. Assim como as mamas, outros tecidos, considerad considerados os mais sens´ sens´ıveis ıveis a` radia¸c˜ cao, a˜o , tamb´ ta mb´em em s˜ ao ao preocupantes quando se trata da dose absorvida pelo paciente. O cristalino dos olhos

recebe rece be uma dose alta na varredura varredura de Crˆ anio, anio, a Tire´oide oide na varredura de Coluna Cervical, os Ov´arios arios na varredura de Abdome Abdo me e a P´elvis elvis e os Test´ est´ıculos na varredura de P´elvis. elvis. A Fig.6.3 apresenta imagens geradas que promovem a irradia¸c˜ caao ˜o do cristalino e do tecido mam´ario. ario. Al´eem m dessa dess a irradia irra dia¸¸cc˜ao ˜ao direta associada a` imagem do corte na regi˜ao ao dos tecidos citados, 86

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 6.3: Imagens 6.3:  Imagens de TC, corte axial de crˆaanio nio e corte axial de t´orax. orax.

esses tecidos tamb´em em s˜aaoo indiretamente irradiados, devido ao espalhamento da radia¸c˜ cao a˜o secund´ aria, aria, quando cortes s˜ao ao realizados realizados em suas proximidades. proximidades. Tabela VI.3: Doses absorvidas t´ıpicas (mGy ) em adultos para exames em TC Exame

´ Ma Mama ma   Utero

Olhos

Tireo oide ´ ide

Ov´ a arios rios

Test´ Test´ıculos

50

1,9

0,03

-

-

-

Coluna Cervical

0,62

44

0,09

-

-

-

Coluna Tor´ acica

0,04

0,46

28

0,02

0,02

-

T´ orax

0,14

2,3

21

0,06

0,08

-

Abdome

-

0,05

0,72

8,0

8,0

0,7

Coluna Lombar

-

0,01

0,13

2,4

2,7

0,06

P´elvis

-

-

0,03

26

23

1,7

Cabe¸ca

Fonte: ICRP ICRP,, 2000.

A Tab.VI.3 apresenta as doses menores recebidas por esses tecidos devido ao espalhamento da radia¸cc˜ ao a˜o secund´aria a ria.. A tire´ tire´ oide, oide, por exemplo, recebe uma dose de 1,9mGy 1,9 mGy   devido a` varredura de crˆanio. anio. O uso dos aparelhos helicoidais de TC pode proporcionar menores doses no paciente do que os aparelhos convencionais de TC, dependendo da escolha apropriada dos parˆametros ametros de

alimenta¸cc˜ao ˜ao do tubo de raios X. Na pr´atica atica o que se verifica ´e uma dose maior maio r no paciente em fun¸cc˜ ao a˜o dos parˆametros ametros escolhidos (volume de varredura -   scan, scan,   mAs, mAs, espessura do corte cor te e o passo passo do tubo quando quando se busca gerar gerar imagens imagens mais detalhad detalhadas. as. O aparel aparelho ho de TC multicorte provoca um aumento de 10 a 30% na dose devido a reirradia¸c˜aaoo de tecidos e ao posicionamento dos conjuntos de detectores.

87

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

A maioria dos profissionais de radiologia sup˜oe oe que aparelhos de TC mais modernos, por serem mais r´apidos, apidos, promovem uma menor dose de radia¸c˜ cao a˜o no pacien paciente. te. Infelizmen Infelizmente, te, neste caso, diferentemente dos Aparelhos de raios X a diminui¸c˜ cao a˜o do tempo de exposi¸c˜ cao a˜o n˜ao ao promove redu¸cc˜ao ˜ao na dose. Com o passar dos anos os tubos de raios X est˜ao ao ficando mais robustos, possibilitando a gera¸cc˜ ao a˜o de feixes mais potentes capazes de gerar imagens com um menor tempo de exposi¸cc˜ao, ˜ao, mas sem uma redu¸c˜ cao a˜o consider´avel avel da dose em pacientes.

6.4 6. 4

Ge Gere renc ncia iame men nto da d dos ose e em pa paci cien ente te

Para gerenciar a dose em paciente existe a necessidade de um controle de todo o processo que envolve a realiza¸cc˜ ao a˜o de exames em aparelhos de TC, desde sua solicita¸c˜ cao a˜o at´ at ´e o t´ermi er mino no do procedimento gerador da imagem. Este objetivo deve nortear as atividades dos diversos profissionais envolvidos, sejam os m´edicos edicos que demandam os exames, os respons´aveis aveis pela execu¸cc˜ ao a˜o dos exames e os fabricantes de equipamentos. Cabe ao executor do procedimento gerador de imagem diagn´ostica, ostica, limitar o volume a ser examinado e reduzir a corrente de alimenta¸cc˜ao ˜ao do tubo tubo mA  mA.. O uso do controle autom´atico atico de exposi¸cc˜ao ˜ao com a defini¸cc˜ ao a˜o dos parˆametros ametros de alimenta¸c˜ cao a˜o do tubo de raios X de acordo com a regi˜ao ao onde ser´a feita a aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados. dados. Esse Esse tipo de contro controle le promove promove uma redu¸cc˜ ao a˜o de dose da ordem de 10 a 50% sem perda consider´avel avel na qualidade da imagem gerada. No entanto, esse controle depende de inclus˜aaoo pelo fabricante no pacote comprado pelo servi¸co co de radiologia. Ao se utilizar aparelhos helicoidais de TC deve ser observado que a espessura do feixe n˜ao ao seja maior que o passo do tubo,  pitch  pitch maior  maior ou igual a um, garantindo dessa forma, que a dose n˜ao ao ultrapasse as doses geradas pelos aparelhos convencionais de TC. Assim ao se escolher um passo do tubo de 10mm 10 mm a  a espessura do feixe deve ser no m´aximo aximo igual a 10 10mm mm promovendo  promovendo um pitch um  pitch maior  maior ou igual a um. Quando os ´org˜ org˜aos aos mais sens´ sens´ıveis a` radia¸cc˜ao ˜ao como: como: tir´ tirooide, ´ide, cristalino, gˆonadas onadas e mamas, n˜ao ao forem objetos de pesquisa da imagem gerada pode-se optar pela prote¸c˜ cao a˜o superfic superficial, ial, principalmente em se tratando de crian¸cas cas e mulheres mulheres jovens. jovens. Este procedimento procedimento resulta em uma redu¸cc˜ ao a˜o de 30% a 60% da dose no ´org˜ org˜ao ao proteg protegido. ido.

6.5

A¸ c c˜ o oes ˜es profissionais

Quanto aos aparelhos, cabe cab e ao fabricante ter consciˆ encia encia das altas doses promovidas pelos aparelhos de TC e introduzir sistemas de controle autom´atico atico de exposi¸c˜ cao. a˜o. Esses sistema sistemass possibilitam possibi litam a altera¸ altera¸cc˜ao ˜ao autom´atica atica dos parˆametros ametros de alimenta¸c˜ cao a˜o do tubo de raios X de acordo com o tipo f´ısico do paciente a regi˜ ao ao que est´a sendo irradiada. Assim, regi˜oes oes que absorvem mais a radia¸cc˜ ao a˜o seriam irradiadas com um feixe mais penetrante e com um maior 88

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

n´umero umero de f´otons, otons, ao passo que regi˜oes oes que absorvem menos o feixe seriam irradiadas com feixe menos menos intenso. intenso. Esse procedimen procedimento to de automa¸c˜ cao a˜o diminui a dose no paciente sem alterar a qualidade da imagem gerada. Cabe ao fabricante do equipamento a introdu¸c˜ cao a˜o de dispositivos de seguran¸ca c a que impe¸cam cam doses desnecess´arias arias ao paciente por profissionais mal treinados e desconhecedores dos procedimentos de radioprote¸cc˜ ao. a˜o. Apresenta Apresentarr registros registros das doses m´ edias edias geradas em paciente em fun¸cc˜ao ˜ao de energia absorvida por p or ele. Recomendar o uso de protocolos espec´ espec´ıficos que promovam promovam doses do ses menores e salientar a necessidade do uso de protocolos proto colos espec esp ec´´ıficos para pacientes pedi´atricos, atricos, adolescentes e mulheres jovens. Os m´edicos edicos radiologistas devem buscar que o paciente n˜ao ao seja irradiado indevidamente, utiliza ndo o Princ utilizando P rinc´´ıpio da Justifica¸ Justific a¸cc˜ao ˜ao da Pr´atica atica e exigindo que a solicita¸ solicita¸c˜ ca˜aoo do exame seja feita de maneira t´ecnica ecnica e clara por p or profissional de sa´ sa ude u ´de habilitado, habili tado, m´edico edico ou dentista. Deve certificar-se que a solicita¸cc˜ ao a˜o do exame atende aos protocolos cl´ cl´ınicos pelos p elos quais o exame ´e solicitado, de acordo com a avalia¸ avalia¸cc˜ aao ˜o m´edica edic a cl´ınica ıni ca e radi radiol´ ol´oogica. gica. Observ Observar se a informa¸cc˜ao ˜ao desejada n˜ao ao pode ser adquirida em imagens de Ressonˆancia anc ia Magn´ Mag n´etica eti ca ou Ultra-som. Quando o exame solicitar o uso de meio de contraste deve ser verificado se h´a a necessidade de fazer primeiramente o exame sem contraste para depois repeti-lo com o uso de meio contraste contra ste.. O exame em aparelhos aparelhos de TC n˜ ao ao dever´a ser repetido sem uma justificativa cl´ cl´ınica ıni ca e dever´ dever a´ ter seu volume de varredura o mais limitado limita do poss´ıvel. ıvel. O m´edico edico cl´ cl´ınico dever´a informar inf ormar ao a o radiologi rad iologista sta a existˆencia encia de exames exam es pr´evios evios do d o paciente. pac iente. Exames em TC com objetivos de pesquisa dever˜ao ao trazer benef´ıcios ıcios imediatos imedia tos as a`s pessoas a eles submetidos, caso assim n˜ao ao o seja dever˜ao ao ser avaliados e criticados por uma comiss˜ao ao de ´etica et ica.. Exames de TC de T´ orax orax em adolescentes do sexo feminino e mulheres jovens devem ser  justificados em virtude da alta dose absorvida pelo tecido mam´ari a rio. Uma Uma vez que que a  justifica¸cc˜ ao a˜o do exame est´a comprovada cabe ao radiologista assegurar que o exame seja realizado realiza do com a t´ecnica ecnica adequada. adequa da.

6.6

Ger Gerenc enciam iamen ento to de d dose ose em a apar parelh elhos os mult multico icorte rte

A eficiˆencia encia no controle da dose em sistemas que utilizam multidetectores MDCT  multidetectores  MDCT  diminui   diminui com a redu¸cc˜ ao a˜o da espessura do corte devido `a regi˜ao ao de penumbra, parte n˜ao ao utilizada do feixe de raios X o que n˜ao ao ocorre em sistemas de corte unico. u ´nico. Devido a essa caracter caracte r´ıstica

as varreduras feitas com sistemas multicorte devem ser cuidadosamente observadas de maneira que o operador fique atento `a espessura espe ssura m´ınima de corte que promova o m´ınimo aumento de dose em fun¸cc˜ao ˜ao da regi˜ao ao que esta sob varredura. arredura. Num intervalo intervalo entre 8mm 8mm e 2mm   de espessura espessura de feixe a dose em paciente paciente ´e praticamen praticamente te a mesma, no entanto entanto espessuras de 1mm 1mm promovem  promovem um aumento de at´e 50% e 0,5mm 0,5mm de  de at´e 1100% 00% da dose em

89

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

paciente. Assim a escolha de feixes de pequena espessura deve ser feita somente quando houver uma melhora melhora consider´ consider´ avel avel nas observa¸cc˜oes ˜oes das imagens adquiridas. Os feixes de 11mm mm de  de espessura s˜ao a o op¸cc˜ao ˜ao para o registro registro de imagens imagens da coluna vertebral vertebral e artic articula¸ ula¸c˜ cooes ˜es mais espessas ao passo que 0,5mm 0,5mm de espessura de feixe deve ser a op¸c˜ cao a˜o para as orbitas ´orbitas oculares, seios da face, ossos temporais e articula¸cc˜oes ˜oes delgadas. Feixes mais delgados servem servem para diminuir a interferˆ interferˆencia encia de artefatos a rtefatos de estruturas que apresentam grade absor¸c˜ cao a˜o como pr´ oteses oteses met´alicas alicas e regi˜oes oes osseas ´osseas muito densas. A obten¸cc˜ ao a˜o de reconstru¸ reconstru¸ cc˜ao ˜ao 3D que possibilita a imagem de cortes coronais e sagitais com resolu¸cc˜ ao a˜o semelhant semelhantee `a dos cortes axiais necessitam necessitam de espessura espessura de feixe bem b em delgadas, delgadas, solicitadas solic itadas para aplica¸ aplica¸cc˜oes ˜oes de estudos angiogr´aficos. aficos. No entanto, esse aumento consider´avel avel da dose em paciente devido `a escolha de espessura de feixe muito delgado em sistemas de TC multicorte de quatro cortes simultˆaneos aneos desaparece em sistemas saparece sistemas multidetectore multidetectoress de 8 e 16 cortes cortes onde o aumento aumento na dose devido `a redu¸cc˜ ao a˜o da espessura do feixe n˜ao ao chega chega a 10% em cortes de 0,5mm 0,5mm   de espessura.

6.7 6. 7

Var aria ia¸ c˜ ca ¸ ao ˜o da dose com o parˆ a ametros metros de controle

O valor do   mAs ´ mAs  ´e diretamente direta mente proporcional propo rcional a` dose e deve ser mantido o menor poss´ poss´ıvel sem prejudicar prejudicar a qualidade qualidade da imagem diagn´ ostica ostica obtida, uma vez que a redu¸c˜ cao a˜o do mAs do  mAs implica em piora na qualidade da imagem o equil´ equil´ıbrio deve ser buscado na escolha do valor do do   mAs ide mAs  ideal. al. Assim Assim a escolh escolhaa do do   mAs deve mAs  deve ser ajustada `aass caracter caract er´´ısticas do paciente, paciente , principalme princ ipalmente nte seu volume corporal. Normalment Normalmentee o valor do   mAs deve mAs  deve ser dobrado ou reduzido a` metade para varia¸ cc˜ao ˜ao de diˆametros ametros de 8 a 9cm 9cm na  na regi˜ao ao abdo abdominal minal ou p´elvica elvica e de 12 a 13cm 13cm na  na obten¸cc˜ ao a˜o de imagens do pulm˜ao. ao. O  pitch  pitch ´  ´e inversamente proporcion prop orcional al a` dose em paciente, portanto o seu aumento implica em uma redu¸cc˜ao ˜a o da do dose se e vice vice-v -ver ersa sa.. A es esco colh lhaa de va valo lore ress de de   pitch   menor deve ser feita quando a qualidade da imagem for imprescind´ imprescind´ıvel para o processo diagn´ dia gn´oostico stico e essa escolha deve ser feita de maneira consciente pelo operador da aquisi¸c˜ ca˜ao. o. Sistemas autom´aticos aticos para o controle de dose s˜ao ao recomendados aos fabricantes pelo ICRP e esses sistemas buscam manter a qualidade da imagem em n´ıveis admiss a dmiss´´ıveis reduzindo ao m´aximo aximo a dose em paciente e isso pode po de se feito de diversas maneiras. Um dos m´etodos etodos

utilizados ´e a escolha do valor de   mA  ideal para a regi˜aaoo onde o corte est´a sendo realizado dependendo da atenua¸cc˜ aao ˜o apresentada pelo paciente nessa regi˜ao ao obtida durante a aquisi¸cc˜ao ˜a o do scou do  scout. t. O val valor or do  do   mA na mA  na regi˜ao ao pulmonar dever´a ser menor que na regi˜ao ao abdominal onde a atenua¸cc˜ ao a˜o do sinal do feixe f eixe de raios X ´e maior. ma ior. A dose em paciente varia com o quadrado da varia¸c˜ caao ˜ o do   kV . kV  . Assi Assim m a esco escolh lhaa de um valor de 120kV  120kV ,, por exemplo, ´e ideal para a reconstru¸c˜ cao a˜o da imagem gerando um ´otimo otimo 90

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

balan¸co co de contraste devido `a boa penetra¸ cc˜ao ˜ao do feixe. No entanto, em paciente com menor volume corporal, valores de kV  kV  entre  entre 80 e 100 podem ser suficientes para a obten¸c˜ caao ˜o de uma imagem de boa qualidade. No caso de pacientes pedi´atricos, atricos, por exemplo, exemplo, recomendas-s recomendas-see um valor de   kV   kV    menor para minimizar a dose e mantendo ainda assim a qualidade da imagem.

6.8

Con Controle trole aut autom´ om´ atico atico de dose

O controle autom´atico atico de exposi¸ cc˜ao ˜ao de paciente recentemente incorporado aos novos aparelhos de TC representa um avan¸co co significativo na busca da redu¸c˜ cao a˜o da dose em paciente. Por ser o aparelho de radiodiagn´ostico ostico que promove a maior dose em paciente, os aparelhos de TC tornaram-se tornaram-se grande preocupa¸cc˜ao ˜ao para os organismos organismos internacionai internacionaiss de controle controle dos processos que envolvem as radia¸cc˜oes ˜oes ionizantes. io nizantes. Partindo do Princ´ Princ´ıpio da Otimiza¸c˜ caao ˜o da Pr´ atica, atica, busca-se hoje manter a qualidade da imagem j´a conquistada com a redu¸c˜ ca˜aoo da dose no paciente. Existem v´ arias arias propostas para o controle da dose em paciente e fatalmente esse controle passa pelo p elo controle controle da intensida intensidade de do feixe de raios X atrav´ atrav´ eess da varia¸c˜ ca˜aoo do do   kV , kV  ,   mA  mA   e do tempo. Como o tempo de exposi¸c˜ cao a˜o em aparelhos de TC est´a associado a` velocidade de rota¸cc˜ao ˜ao do tubo que ´e caracter´ caracter´ıstica do aparelho, o controle deve ser feito f eito pelos valores valores de   kV   e   mA. Assim, n˜aaoo ´e justifi jus tific´ c´avel avel que para uma mulher de 1,60m 1,60 m   e 55kg 55kg   utilizese os mesmos parˆametros ametros de alimenta¸cc˜ao ˜ao do tubo de raios X definidos para um homem de 1,80m 1,80m  e 100kg 100kg.. Est Estee homem, homem, enquant enquantoo objeto a ser irradia irradiado, do, apresen apresenta ta um volume volume corporal muito maior do que essa mulher e promove uma maior absor¸c˜ cao a˜ o do feixe feixe.. Por Por esta raz˜ao ao um feixe de menor intensidade pode po de ser utilizado para estruturas volum´ etricas etricas menores, o que n˜ao ao vinha ocorrendo nos aparelhos de TC. Outro fator a ser observado no controle autom´atico atico da dose em paciente paciente ´e a varia¸ varia¸c˜ cao a˜o da caracter caracter´´ıstica ıstica entre entre fatias de corte em uma mesma varredura varredura devido `a varia¸c˜ caao ˜ o de composi¸cc˜ao ˜ao tissular tissular da fatia. fatia. Mesmo Mesmo dentro dentro de uma mesma mesma fatia fatia a dir dire¸ e¸c˜ cao a˜o de incidˆ inc idˆencia enc ia do feixe tamb´em em promover´a varia¸cc˜oes ˜oes de absor¸c˜ cao a˜o pelo mesmo motivo. motivo. Levando-s Levando-see essas quest˜ oes oes em considera¸cc˜ ao a˜o uma s´erie erie de m´etodos etodos de controle de otimiza¸c˜ caao ˜ o da dose em paciente foi proposta. O Controle da dose pelo controle da corrente do tubo  mA  consiste em observar observar a caracter´ caracter´ıstica de absor¸cc˜ao ˜ao das regi˜oes oes expostas durante a obten¸c˜ caao ˜o do topograma. Essa informa¸ informa¸ cc˜ao ˜ao representa a m´edia edia de atenua¸c˜ caao ˜o do feixe para cada fatia do

corpo a ser irradiada. A partir desses dados ´e feito o controle do valor da corrente mA corrente mA de  de alimenta¸cc˜ao ˜ao do tubo durante a varredura para a obten¸c˜ cao a˜o das imagens imagens dos cortes cortes.. Essa Essa t´ecnica ecnica permite p ermite manter praticamente constante o sinal que atinge os detectores independentemente da caracter caract er´´ıstica da regi˜ao ao que est´a sendo sendo irradiada irradiada.. Assim, Assim, em regi˜ regi˜ ooes es que apresentam maior absor¸cc˜ ao a˜o do feixe de raios X utiliza-se um feixe mais intenso com maior valor de corrente mA corrente  mA e  e em regi˜oes oes menos absorventes valores menores reduzindo a dose no 91

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

paciente e garantindo o sinal de informa¸cc˜ao ˜ao que chega aos detectores e consequentemente u ¨entemente a qualidade da imagem gerada. Esse tipo de controle permite atualizar o valor do  mA  para cada corte promovendo uma redu¸cc˜ ao a˜o de at´e 40% na dose que o paciente paciente recebe, sem perdas na qualidade qualidade da imagem, imagem, uma ve vezz que o sinal sinal que atinge o detect detector or ´e suficie suficient ntee para para a obte obten¸ n¸c˜ caao ˜o da informa¸c˜ cao a˜o de atenua¸cc˜ao ˜ao do fei feixe. xe. Esse Esse control controlee autom´ atico atico de exposi¸c˜ cao a˜o beneficia principalmente pacientes pacie ntes de menor massa como pessoas magras, de baixa estatura estatura e pacientes pacientes pedi´ atricos, atricos, sendo de f´acil acil aplica¸cc˜ao ˜ao otimizando a rela¸cc˜ao ˜ao risco/benef´ risco/benef´ıcio para todos os exames em TC. Um sistema ainda melhor de redu¸cc˜ao ˜ao da dose em paciente pelo controle da intensidade do feixe leva em considera¸cc˜ ao a˜o varia¸cc˜oes ˜oes na alta tens˜ao ao   kV   kV    de alimenta¸c˜ cao a˜o do tubo que est´ a associada a` caracter caract er´´ıstica de penetra¸ pene tra¸cc˜ao ˜ao do feixe feixe e ao contras contraste te entre entre os tecido tecidos. s. O ajuste autom´atico atico associado da corrente do tubo   mA   e da alta tens˜ao ao de alimenta¸c˜ cao a˜o catodo-anodo   kV   kV    a partir do   scout   e´ ainda melhor que o controle exclusivamente pela p ela varia¸cc˜ao ˜ao da corrente   mA. mA. Um m´ etodo etodo de controle controle mais simples simples consiste na cria¸c˜ caao ˜ o de parˆ ametros ametros internos internos de referˆ referˆencia encia para o aparelho aparelho a partir do qual ser´ a poss´ıvel ıvel fazer o controle autom´atico atico do feixe. Pela introdu¸cc˜ao ˜ao do peso, altura, idade e sexo do paciente, o computador far´a uma aproxima¸cc˜ao ˜ao da absor¸c˜ cao a˜o caracter caracte r´ıstica por regi˜aaoo e por ˆangulo angulo de inci dˆencia incidˆ enc ia do fei feixe xe e a partir par tir da´ı ffar´ ar´a o controle da irradia¸c˜ cao a˜o do objeto, reduzindo a dose em paciente. Um sistema mais sofisticado consiste no ajuste autom´aatico tico do feixe pela caracter´ caracter´ıstica setorial de absor¸cc˜ aao. ˜o. Este sistema consiste na detec¸c˜ cao a˜o do sinal que atinge o arco detector e automaticamente ajusta os parˆametros ametros de alimenta¸c˜ ca˜aoo do tubo reduzindo ou aumentando os valores de corrente  corrente   mA e mA  e a alta tens˜aao k o  kV  V    de acordo com a caracter´ caracter´ıstica de absor¸c˜ cao a˜o do tecido a` medida que o tubo se desloca no interior do   gantry. gantry. Es Esse se tipo tipo de contr control olee promove a redu¸cc˜ ao a˜o da dose no paciente paciente sem a perda de sinal m´ m´ınimo necess´ ario ario para os detectores e do controle do contraste do sinal.

Exerc Ex erc´ ´ıci ıcios os prop pr opos osto toss 1. Quais as raz˜oes o es para que os exames em TC sejam respons´aveis aveis pela maior dose recebida pela popula¸cc˜ao ˜ao em exames de radiodiagn´osticos? osticos? 2. Por que houve houve um grande aumento aumento na demanda por exames em TC?

3. Quais os fatores influencia influenciaram ram no aumento da dose nos exames em TC? 4. Quais Quais os org˜ ´org˜aos aos mais mai s sens´ıveis ıveis a` radia¸cc˜ ao a˜o e quais exames s˜ao ao respons´ responsaveis a´veis por maior dose nesses org˜ ´org˜aos? aos? 5. Quais os procedimen procedimentos tos para a redu¸cc˜ao ˜ao da dose em paciente?

92

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

6. Quais os procedimen procedimentos tos para a redu¸cc˜ao ˜ao da dose no trabalhador? 7. Qual Qual a importˆ importancia ˆancia do controle autom´atico atico de dose? 8. Como Como pode p ode ser feito o contro controle le autom´ automatico ´atico de dose?

93

 

Cap´ıtulo 7

Aplica¸ c˜ coes o ˜es As imagens diagn´osticas osticas geradas em aparelhos de TC apresentam grande facilidade de manipula¸cc˜ao. ˜ao. Por serem imagens digitais digitais permit p ermitem em varia¸ variac˜ c¸aao ˜o de brilho, contraste e intensidade. A mudan¸ca ca na escala de cinza permite a redistribui¸c˜ cao a˜o da escala, sendo muito ´u util til quando se deseja observar uma regi˜ao ao onde a varia¸c˜ cao a˜o de absor¸c˜ cao a˜o do feixe de raios X entre tecidos vizinhos n˜ao ao ´e muito grande. Outras ferramentas como a amplia¸c˜ cao, a˜o, reconstru¸c˜ coes, o˜es, gera¸cc˜ ao a˜o outros cortes al´em em dos do s axiais, axi ais, e  softwares  para   para exames espec espe c´ıficos podem po dem ser muito u uteis. ´ teis. Essas manipula¸cc˜ ooes ˜es melhoram muito a qualidade da imagem e conseq conseq¨ u uentemente ¨ entemente o processo do laudo diagn´ostico. ostico. Esse tipo ti po de controle contr ole sobre so bre a imagem ´e poss po ss´´ıvel em qualquer qualque r aparelho apare lho digital d igital hoje ho je existente exi stente no mercado. Outros recursos como reconstru¸c˜ coes o˜es tridimensionais, subtra¸c˜ cao a˜o de estruturas e colora¸cc˜ao ˜ao da imagem, podem p odem ser inclu´ inclu´ıdos de acordo com a aquisi¸ a quisi¸c˜ cao a˜o de pacotes pacot es espec´ıı-ficos incorporados e com a capacidade tecnol´ogica ogica do equipamento para incorporar esses novos  sof twares novos sof twares. A seguir s˜ao ao apresentadas as principais indica¸c˜ coes o˜es das imagens imagens diagn´ ososticas geradas geradas em aparelhos aparelhos de TC e algumas dessas imagens. imagens. Tanto as indica¸c˜ coes o˜es como a qualidade qualidade das imagens imagens geradas geradas podem estar limitadas pela tecnol tecnologia ogia t´ıpica de cada equipamen equip amento. to. Equipamen Equipamentos tos mais antigos antigos podem po dem ter muitas muitas restri¸ c˜ coes o˜ es e podem n˜ao ao ser capazes de efetuar muitas da aplica¸cc˜ oes o˜es aqui apresentadas por uma limita¸c˜ cao a˜o tecno tecnol´ l´ ogica. ogica.

7.1 7. 1

In Indi dic ca¸ c c˜ ˜ o oes es diagn´ o osticas sticas

Desde a sua chegada ao mercado as imagens de TC tornaram-se importante ferramenta para auxiliar no processo diagn´ostico. ostico. Apesar de ser um processo diagn´ostico ostico ainda muito caro representa um padr˜ao ao ouro para a identifica¸c˜ cao a˜o de uma s´ erie erie de patologias patologias ou altera¸cc˜oes ˜oes anatˆomicas, omicas, al´em em de permitir discartar suspeitas suscitadas durante o processo pro cesso diagn´ostico. ostico. As imagens TC de crˆanio anio s˜ao ao recomendadas para diagn´ostico ostico de acidentes vasculares cere-

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

brais AVC’ AVC’ss e hemorragias hemorragias intracranianas intracranianas,, sendo esta a maior aplica¸c˜ cao a˜ o para a TC de cabe¸ca, ca, ou de c´erebro. erebro. A varredura arredura deve ser feita sem o uso de meio de contraste contraste intraintravenoso, pois o meio de contraste pode parecer um sangramento. Geralmente o exame em TC n˜ao ao exclui o infarto na sua fase aguda, mas ´e muito util u ´ til para excluir a possibi possibilidade lidade de um sangramento. sangra mento. A TC tamb´em em ´e utiliza u tilizada da para a detec¸c˜ caao ˜o de tumores na cabe¸ca ca sendo que o uso de meio de contraste pode melhorar esse tipo de diagn´ostico ostico.. Pod Podee ainda ser utilizada para detectar um aumento utilizada aumento da press˜ pressao ˜ao intracrani i ntracraniana, ana, previamente previam ente `a coloca co loca¸c˜ c¸a˜aoo de cateteres catete res para al´ al´ıvio da press˜ao ao e ainda para diagn´ostico ostico de fraturas dos ossos da face, ou do crˆanio. anio. A utiliza¸ utiliza¸cc˜ao ˜ao para detec¸cc˜ ao a˜o de aneurismas e cistos intracranianos ´e de grande efic´ acia. acia. Na regi˜ao ao da face face e pesco¸ pesco¸co co as imagens de TC podem ser muito uteis u ´ teis para o planejamento de cirurgias de corre¸ corre¸cc˜ao ˜ao de deformidades crˆanio-faciais anio-faciais e dento-faciais, avalia¸c˜ ca˜aoo de alguns tipos de cistos cistos e tumores tumores de mand´ mand´ıbula, seios da face, cavidade nasal, globos e orbitas o´rbitas oculares, al´eem m de planejamento de implantes dent´ arios arios para recomposi¸c˜ cao a˜o das fun¸c˜ coes o˜es de mastiga¸cc˜ao. ˜ao. As imagens de t´oorax rax s˜ao ao excelentes para a detec¸c˜ cao a˜o de altera¸c˜ cooes ˜es agudas, ou crˆoonicas, nicas, do parˆenquima enquima pulmonar e para a observa¸ observa¸cc˜ ao a˜o das cavidades de aera¸c˜ cao a˜o na observa¸c˜ cao a˜o de pneumonias, ou cˆancere anceres. s. Na maioria maioria das vezes vezes uma varredu arredura ra simples, simples, sem o uso de meio de contraste, ´e satisfat´oria. oria. Utilizada Utilizada ainda na avalia¸ avalia¸c˜ ca˜aoo de processos crˆonicos, onicos, como enfisemas e fibroses, quando se utilizam seq¨ seq uˆ u ncias com maior n´umero umero de cortes ¨ˆeencias para possibilitar reconstru¸cc˜ oes o˜es espaciais de boa qualidade. Na avalia¸c˜ cao a˜o da regi˜ao ao do hilo e mediastino recomenda-se o uso de inje¸cc˜ao ˜ao de meio de contraste intravenoso. As imagens angiogr´aficas a ficas de TC para o pulm˜ao a o s˜aaoo muito eficazes para a detec¸c˜ cao a˜ o de embolismo pulmonar e dissec¸cc˜ao ˜ao de aorta, requerendo eficiˆencia encia num r´ apido apido per´ıodo ıodo de aquisi¸cc˜ao ˜a o ap´os o s a inje¸cc˜ ao a˜o do meio de contraste e para isso necessita-se de aparelho de alta velocidade de aquisi¸cc˜ao. ˜ao. A TC ainda ´e muito muito utilizada utilizada para avalia¸ avalia¸c˜ ca˜aoo de altera¸c˜ cooes ˜es encontras em radiografias do t´orax orax e para permitir a avalia¸c˜ cao a˜o mais minuciosa de alguma suspeita de altera¸cc˜ ao. a˜o. A avalia¸cc˜ao ˜ao do cora¸cc˜ ao a˜o atrav´ eess das imagens de TC tornou-se poss´ poss´ıvel a partir dos aparelhos multicorte multicorte sub-segundo sub-segundoss (giro do tubo menor que um segundo) segundo) com at´ e 64 cortes cortes simultˆ aneos. aneos. A caracter´ caracter´ıstica de alta resolu¸cc˜ao ˜ao associada a` alta velocidade possibilitou a obten¸cc˜ao ˜ao de imagens das art´erias erias coron´ arias a rias e do m´ usculo usculo card´ card´ıaco permitindo de certo modo a substitui¸cc˜ao ˜ao de alguns processos invasivos de cateterismo coron´ario. ario.

As imagens de TC da regi˜ao ao abd a bdomi ominal nal e p´elvica elvi ca s˜aaoo utilizadas para diagn´ostico ostico do sistema urin´ ario, ario, em estenoses uretrais e pedras nos rins, apendicites, pancreatites, diverticulites, aneurisma de aorta abdominal e obstru¸cc˜ao ˜ao intestinal, intestina l, al´eem m da verifica¸c˜ caao ˜o de detrimentos nos org˜ ´org˜aos aos internos gerados por p or traumas. A utiliza¸c˜ caao ˜o de meio de contraste por via oral ou ret retal al ´e fre freq quentemente u ¨ entemente recomendada, sendo que na maioria das vezes opta-se pelo meio de contraste cont raste a base de iodo, uma vez que meio de contraste contraste a base de b´ario ario costuma promover 95

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

o aparecimento de artefatos que prejudicam a qualidade da imagem, principalmente nos contor con tornos nos da estrut estrutura ura abdominal abdominal preenc preenchid hidaa pelo meio de contra contraste ste.. Pode ainda ser utilizada para a detec¸cc˜ao ˜ao de tumores e para avalia¸c˜ cao a˜o de fraturas dessa regi˜ao. ao. No caso das extremidades, as imagens de TC s˜ao ao frequentemente u cao a˜o ¨entemente utilizada para a avalia¸c˜ de fraturas complexas que promovam o deslocamento de partes fraturadas, ou o esmagamento de parte da estrutura ´oossea. ssea. Fraturas nas proximidades das articula¸c˜ coes o˜es podem ser bem avaliadas em virtude da possibilidade de reconstru¸c˜ cao a˜o volu volum´ m´etrica etri ca da area a´rea de interesse e da possibilidade de obten¸cc˜ ao a˜ o de m´ ultiplos ultiplos planos de corte. A Tab.VII.1 Tab.VII.1 apresenta apresenta um resumo resu mo das principais principais aplica¸cc˜oes ˜oes das imagens imagens geradas geradas em Tomografia omografia Computadoriz Computadorizada. ada. Tabela VII.1: Indica¸ c˜ co ˜ oes es para diagn´ ostico o stico por imagens de TC Regi˜ ao

Varredura

Cabe¸ ca ca

 

varr varredura edura de cabe¸cca, a, c´eerebro, re bro, ´ o orbitas rbitas oculares, sela t´ u urcica, rcica, ossos p´eetreos, treos, seios paranasa paranasais, is, c´ırculo de Willis , volum´ vo lum´etrica etri ca de crˆa anio nio e ossos da face

Pesco¸ c co o

 

tecidos moles cervicais, car´ otidas otidas e coluna cervical

T´ orax orax

 

Abdome P´elvis

mediastino, t´ orax orax de alta resolu¸c˜ ca ˜ ao, o, vasos do t´o orax, rax, vasos pulmonares, cora¸c˜ cao a ˜o e coluna tor´ a acica cica  

 

f´ıgad ıg ado, o, pˆa ancreas, ncreas , rins, supra-renais, supra-rena is, a art´ rt´ erias erias renais, vasos abdominais e coluna lombar varredura varredura de pelvis, vasos, cabe¸cca a de fˆemur, bexiga be xiga,, reto, sacro e coccix

Extremidades   articula¸c˜ cao a ˜ o do joelh joelho, o, arti articu cula la¸c˜ ¸ca ˜ ao o coxo coxo-fem -femural ural,, punho, ombro, p´es es e m˜ a aos. os.

Na gera¸cc˜ao ˜a o de imagens do cora¸cc˜ao ˜ao nos aparelhos aparelhos de Tomografia omografia por feixe de el´ eetrons trons (quinta gera¸cc˜ ao) a˜o) ´e muito muito eficiente, eficiente, independen independentemen temente te da velocidade velocidade da batimento, batimento, ou de arritmias, arritmias, apresentadas apresentadas pelo paciente. paciente. Suas aplica¸ c˜ coes o˜es incluem a observa¸c˜ cao a˜ o das estruturas das coron´arias arias para identifica¸ identifica¸ cc˜ao ˜ao de calcifica¸c˜ coes o˜es e estenose estenoses. s. Observ Observa¸ a¸c˜ ca˜aoo do funcionamento do m´ usculo usculo card´ card´ıaco e da d a perfus˜ perf us˜ao ao de meio de contraste pelas cˆamaras amaras do cora¸cc˜ ao. a˜o. Por ser um m´etodo etodo de diagn´ostico ostico n˜ao ao invasivo, torna-se mais cˆomodo omodo e menos perigosoo para o paciente perigos paciente , reduzindo reduzindo consideravel consideravelmen mente te a neces necessidade sidade de cateterismo cateterismo para a observa¸cc˜ao ˜ao do sistema sistema vascular ascular card´ card´ıaco, ou do uso de material material radioa radioativ tivoo em exames exames perfusionais perfusi onais realizados em medicina medicina nuclear. nuclear. O tempo do procedimen procedimento to ´e mui muito to menor, menor,

menos de quinze minutos, que promove um menor estresse para o paciente.

7.2 7. 2

Im Imag agen enss di diag agn´ n´ o osticas sticas

A qualidade das imagens diagn´osticas osticas varia de acordo com a evolu¸c˜ ca˜aoo tecnol´oogica gica do aparelho e com co m a t´ecnica ecnica de aquisi¸ a quisi¸cc˜ao ˜ao utilizada. A demanda do exame em TC ´e que vai definir 96

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

a imagem a ser gerada. Portanto o respons´avel avel pela aquisi¸c˜ cao a˜o dever´a otimizar o processo visando atender a demanda da imagem, lembrando sempre que s˜ao ao imagem geradas a partir de radia¸cc˜ao ˜ao devendo devendo ser utilizada de forma restrita. restrita. A seguir s˜ao ao apresentados algumas imagens geradas em aparelhos de TC 7. 7.2. 2.1 1

O topo topogr gram ama a

Figura 7.1: Topograma 7.1:  Topograma frontal de T´orax orax e lateral de Cabe¸cca. a.

A Fig.7.1 apresenta em   a   um topograma, tamb´ tamb´em em conhecido conhecido como (scout scout), ), da regi˜ao ao tor´acica acica e em   b  um outro da cabe¸ca. c a. O topogr topogram amaa do t´orax orax ´e uma imagem frontal que apresenta uma marca¸cc˜ao ˜ao de corte `a altura da raiz da aorta e dos lados direito  D  e esquerdo E   da imagem. imagem. O topograma da cabe¸ca ca ´e uma imagem lateral com marca¸ c˜ caao ˜o de corte inclinado na regi˜ao ao inferior interna da calota craniana e das regi˜oes oes anterior  A  e posterior

topogramaa ´e uma imagem imagem gerada gerada no aparelh aparelhoo de TC semelh semelhan ante te a uma imagem imagem P . O topogram gerada em aparelhos convencionais de raios X, onde o tubo e os detectores permanecem fixos enquanto a mesa se desloca continuamente para fazer a aquisi¸c˜ caao ˜ o da im imag agem em.. No caso de imagem lateral o tubo e os detectores s˜ao ao posicionados em oposi¸c˜ cao a˜o lateralmente ao objeto e no caso de imagem frontal o tubo de raios X e os detectores s˜ao posicionados posicionados acima e abaixo do paciente. O topograma ´e uma imagem de base utilizada para fazer a programa¸c˜ cao a˜o do exame, per-

mitindo a marca¸cc˜ ao a˜o do in in´´ıcio e final dos cortes axiais e as distˆ ancias ancias entre os eixos de corte. cor te. As marca marca¸¸cc˜oes ˜oes dos eixos de cortes cortes s˜ ao ao feitas sobre o topograma e numeradas numeradas sequencialmen u ¨ encialmente te do in in´´ıcio ao final do volume volume determinado. determinado. Essa numera¸ numera¸c˜ ca˜aoo dos eixos de corte permite identificar a localiza¸cc˜ ao a˜o do corte no volume que est´a sofrendo a varredura. Quanto se utiliza o topograma frontal como o do t´orax orax o gantry o  gantry est´  est´a angulado em 90o em rela¸cc˜ao ˜ao `a mesa, mas no caso do topograma do crˆanio anio a marca¸ c˜ caao ˜o dos cortes axiais pode n˜ao ao 97

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

ser perpendicular perpendicular `a mesa na qual o paciente paciente est´ a acom acomodado odado.. Depende Dependendo ndo do objetivo objetivo do exame, no momento de fazer a aquisi¸cc˜ao ˜a o dos dados o   gantry   ser´a automaticamen automaticamente te inclinado para a angula¸cc˜ao ˜ao programada atrav´es es do topograma permitindo que a estrutura em pesquisa, no caso do exemplo o c´ erebro, erebro, tenha preferˆ eencia ncia em detrimento de outras estruturas. Ap´os os a acomoda¸cc˜ao ˜ao do paciente paciente para a gera¸cc˜ao ˜ao do topograma ele n˜ao ao poder´a ser movimentado, pois toda a programa¸cc˜ao ˜ao dos eixos de corte para a aquisi¸c˜ cao a˜o das imagens image ns ´e baseada basead a no posicionamento que foi feito para a obten¸c˜ cao a˜o do topogram topograma. a. Por isso isso ap´ os os o paciente ser acomodado sobre a mesa dever´a manter manter o posicionamen posicionamento to at´ e o final do processo processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao de dados. 7.2.2 7.2 .2

Imagen Imagenss de de cort cortes es axiais axiais

A principal aplica¸cc˜ao ˜ao dos aparelhos de TC est´a relacionada a` gera¸c˜ caao ˜o de imagens de cortes transversos (axiais). Estas s˜ao ao as imagens t´ıpicas ıpicas geradas nos aparelhos de TC e por p or isso s˜ ao ao aquelas mais utilizadas para a produ¸cc˜ao ˜ao do laudo diagn´ostico. ostico. Na gera¸c˜ cao a˜o do filme pra diagn´ostico ostico as imagens dos cortes axiais s˜ao ao os que ocupam quase a totalidade do filme para a maioria maioria dos exames. A Fig.7.2 Fig.7.2 apresenta apresenta uma s´ erie erie de imagens imagens de cortes axiais

Figura 7.2:  7.2:   Sequ uˆ ˆencia de imagens de cortes axiais de cabe¸cca. a. ¨encia

de crˆanio anio cujo objetivo ´e verificar verificar o posicionamen posicionamento to do cateter cateter de dreno para retirada retirada de l´ıquido da regi˜ao ao encef´alica. alica. Atrav Atrav´´eess da terceira terceira e quarta imagem pode-se observ observar claramente o posicionamento p osicionamento do dreno. A imagem axial ´e a imagem prim´aria aria do aparelho

convencional de TC, sendo a imagem que apresenta a maior quantidade de detalhes e ´ atrav´es informa¸cc˜oes ˜oes confi´aveis. aveis.   E es da obten¸cc˜ao ˜ao das imagens de cortes axiais que ´e feita a reconstru¸cc˜ao ˜ao para a obten¸cc˜ao ˜ao de outros cortes. cortes. Essas Essas imagens imagens foram foram realiz realizadas adas em um aparelho convencional de TC com espa¸camento camento entre eixos de corte de 99mm mm,, colima¸c˜ cao a˜o de feixe de 7mm 7mm,, 120kV  120kV ,, 300mAs 300mAs,, 150mA 150mA,, tempo de giro completo do tubo de raios-X 2s, FOV 23cm 23cm,, resolu¸cc˜ao ˜ao padr˜ao, ao, matriz 512x512 pixel  pixel..

98

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

A aquisi¸cc˜ao ˜ao de imagens imagen s do c´erebro erebro ´e feita frequentemente u ¨ entemente com o  gantry   inclinado devido a` distribui¸cc˜ ao a˜o anatˆomica omi ca desse dess e ´org˜ org ao ˜a o e `a forma de posicionamento do paciente em rela¸c˜ cao a˜o ao feixe de raios X. Como o processo de diagn´ostico ostico por imagem em TC visa encontrar suspeitas de altera¸ suspeitas altera¸cc˜oes ˜oes anatˆomicas omicas,, todo o org˜ ´org˜ao ao a ser pesquisado deve sofrer a varredura do feixe de raios X. Primeiramente porque n˜ao ao se tem certeza de haver uma altera¸c˜ cao a˜o e em segundo lugar, se existe a altera¸cc˜ao, ˜a o, n˜ao ao se sabe previamente onde ela se localiza e qual a sua extens˜aao. o.

Figura 7.3:  7.3:   Posi¸cc˜ao ˜ao do c´erebro erebro em rela¸cc˜ ao a˜o a` mesa de TC.

A Fig.7.3 Fig.7.3 apresent apresentaa o posicionamen posicionamento to do c´ erebro erebro em rela¸ c˜ ca˜aoo ao crˆanio anio no momento da varredura em TC. As vantagens da utiliza¸cc˜ao ˜ao do  gantry   inclinad in clinadoo na varredura do c´eerebro rebro est´ a no fato de que a distˆancia ancia a ser varrida torna-se ligeiramente menor, visto que a distˆ ancia l ancia  l 2  ´e menor men or qu quee  l 1 , resultando num menor n´umero umero de cortes para mapear todo o ´org˜ao. org˜ ao. Isso implica em um menor tempo de aquisi¸c˜ cao, a˜o, menor desgaste do tubo de raios X e menor dose no paciente. paciente. Outro Outro fator importante importante nesse caso, est´ a no fato de que com o gantry inclinado os globos oculares n˜ao a o s˜aaoo diretamente irradiados pelo feixe de raios X diminuindo consideravelmente a dose nos cristalinos. A inclina¸cc˜ ao a˜o do  gantry  deve ser utilizada sempre que melhorar a imagem e facilitar a sua interpreta¸cc˜˜aao, o, ou que reduzir o volume irradiado. Outra grande utiliza¸c˜ caao ˜o da inclina¸ inclina¸c˜ caao ˜o do

gantry ocorre nas varreduras de coluna vertebral. Devido `aass curvas da coluna, coluna , as v´ertebras ertebras encontram-se anguladas em diferentes inclina¸c˜ coes o˜es em rela¸c˜ cao a˜o ao plano da mesa e por isso para gerar imagens imagens de cortes cortes axiais do corpo da v´ eertebra rtebra ou do disco interverteb intervertebral ral a angula¸cc˜ ao a˜o do  gantry   ´´e muito mu ito import imp ortante ante.. A Fig.7.4 apresenta cinco imagens de t´orax orax sendo quatro imagens de corte axial em TC e uma imagem lateral de raios X. Na imagem lateral de t´orax orax   e   observa-se na regi˜ao ao 99

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

pulmon pul monar, ar, mais mais escura escura,, duas duas regi˜ regi˜ oes oes mais claras claras,, a an anter terior ior registra registra o medias mediastin tinoo e a posterior demarcada por uma linha tracejada um tecido alterado de alta absor¸c˜ cao a˜o de raios X. Na imagem e  encontram-se  encontram-se demarcadas as posi¸c˜ coes o˜es dos cortes apresentados nas imagens

a   e  b .

Figura 7.4: Imagens 7.4:  Imagens de cortes axiais e lateral do t´orax. orax.

Na imagem do corte axial a aparecem na regi˜ao ao central do mediastino a raiz da aorta ascendente ressaltada pelo uso de meio de contraste e os pulm˜oes oes direit direitoo e esquer esquerdo, do, sendo que na regi˜ao ao posterior do pulm˜ao ao esquerdo apresenta um tecido circunscrito de alta absor¸cc˜ao ˜ao de radia¸cc˜ao. ˜ao. Essa Essa mesma mesma imagem imagem ´e aprese apresent ntaa em c com a utiliz utiliza¸ a¸c˜ ca˜aoo de filtros que permitem aumentar o contraste entre o tecido pulmonar e o tecido alterado. A imagem b  do corte axial a` altura a ltura do ventr´ıculo ıculo esquerdo do cora¸ co ra¸c˜ caao ˜o que aparece bem claro devido ao uso do meio de contraste, onde tamb´ em em ´e poss poss´´ıvel observar observar o tecido alterado na regi˜ao ao posterior do pulm˜ao ao esquerdo, esquerdo, a aorta descenden descendente te e o ventr ventr´´ıculo direito direito do cora¸cc˜ ao. a˜o. A imagem  d  apresenta o mesmo corte apresentado na imagem  b  com o aumento do contraste da imagem que promove um escurecimento do tecido pulmonar e uma melhor observa¸cc˜˜aaoo do contraste dos tecidos que apresentam maior absor¸c˜ ca˜aoo dos raios X. A Fig.7. F ig.7.55 apresenta uma s´erie erie de imagens image ns trˆes es cortes de crˆanio anio com o objetivo de ressaltar

os seios da face. No desenho desenho em corte corte lateral lateral da cabe¸ cabeca c¸a apresentado em   a   estao estao identificadas as principais estruturas das vias a´ereas ereas e est˜ao ao demarcados os eixos de trˆes es cortes frontais inclinados cujas imagens est˜ao ao apresentadas em   b,   c   e   d . A varredur varreduraa dos cortes apresentados apresent ados foi feita em um aparelho de convencion convencional al TC, o curioso curioso desse tipo de imagem ´e que foram obtidas atrav´ eess dos cortes axiais do aparelho de tomografia e n˜ao ao por reconstru¸cc˜ao. ˜ao. Para isso o paciente foi posicionado em dec´ubito ubito ventral sobre a mesa com a face voltada para frente, com a angula¸cc˜ao ˜ao adequada do gantry do  gantry foi  foi poss´ıvel ıvel gerar ge rar as iimagens magens de 100

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 7.5: Imagens 7.5:  Imagens de cortes de cabe¸ca ca para observa¸ observa¸cc˜ ao a˜o dos seios nasais, posicionamento especial.

cortess anatˆ corte oomicos micos frontais inclinados a partir de uma aquisi¸c˜ caao ˜o de corte axial padr˜ao ao dos aparelhos convencionais de TC. Nas imagens   b,   c   e   d  encontram-se identificados alguns ossos da face e do crˆanio anio como o osso frontal, esfen´oide, oide, etm´oide, oide, zigom´atico atico e maxilar, maxilar, os seios esfenoidais esfenoidais e maxilares, maxilares, e os canais de penetra¸cc˜ ao a˜o do ar meato inferior e meato m´edio. edio. Na imagem  c   s˜ ao ao identificados os dentes caninos superiores e parte das ra ra´´ızes dos incisivos al´em em da anatomia anormal do septo nasal que est´a restringindo as vias a´ereas ereas nasais esquerdas. 7.2.3 7.2 .3

Imagen Imagenss de cort cortes es por recons reconstru tru¸ c˜ ¸ ao

Apesar das imagens de cortes transversos serem as mais uteis u ´ teis no processo diagn´ostico ostico em TC, imagens de cortes com outras orientac˜ orienta c˜ao ao s˜aaoo u uteis ´ teis e por isso s˜aaoo freq frequentemente uentemente

recosnstru´´ıdas a partir das imagens originais (cortes axiais). O processo de reconstru¸c˜ recosnstru cao a˜o que permite gerar a imagem de outros cortes anatˆomicos omicos a partir pa rtir dos cortes c ortes transversos transverso s ´e denominado reconstru¸cc˜ao ˜ao multiplanar, ou MPR. A MPR consiste na utiliza¸c˜ caao ˜o das imagens dos cortes axiais obtidos na varredura do objeto, que s˜ao ao empil empilhados hados para reconstrui reconstruirr um volume, atrav´es es do alinhamento das mesmas colunas e das mesmas linhas de cada imagem de uma s´ erie. erie. A partir do volume obtido, o computador computado r ´e capaz de gerar a imagem imag em de um corte anatˆomico omico em qualquer qualquer plano desejado, frontal, frontal, lateral ou inclinado. inclinado. A qualidade 101

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

da imagem gerada depender´a da distˆaancia ncia entre os eixos de corte utilizados na aquisi¸c˜ caao. ˜o. Quanto menor a distˆancia ancia entre os cortes cortes transver transversos sos melhor ser´ a a qualidade da imagem gerada por MPR.

Figura 7.6: Gera¸ 7.6:  Gera¸cc˜ao ˜ao de corte por reconstru¸cc˜˜aaoo multiplanar. (a)objetos, (b) superposi¸cc˜ ao a˜o de cortes transversos, (c) reconstru¸cc˜˜aaoo de corte longitudinal.

A Fig.7.6 apresenta em   a   dois objetos com a marca¸c˜ cao a˜o de trˆ trˆes es planos planos de corte corte e em ao ˜ao do volume a partir da sobreposi¸c˜ cao a˜o dos trˆeess cortes transversos desses b   a reconstru¸cc˜ objetos. objeto s. Em   c   est´a apresentado um corte longitudinal obtido a partir da reconstru¸c˜ cao a˜o MPR. Observa-se na reconstru¸cc˜ao ˜ao do corte longitudinal quebras na linha lateral que deveria ser uma reta, isso ocorre porque o volume reconstru´ reconstru´ıdo apresenta altera¸c˜ co˜oes es consider´aveis aveis em rela¸cc˜ao ˜ao aos objetos objetos devido devido ao pequeno pequeno n´umero umero de cortes transversos utilizados para a sua reconstru¸cc˜ao. ˜ao. Os dados para para a recons reconstru tru¸c˜ c¸aao ˜o da entre os cortes s˜ao ao substi substitu tu´´ıdos pela repeti¸cc˜ao ˜ao das informa¸cc˜oes ˜oes dos cortes existentes e por essa raz˜ao ao ocorre uma deforma¸c˜ cao a˜o no volume volum e recon re constr stru u´ıdo. ıdo . Quanto Quan to maior for o n´ umero umero de cortes transversos utilizados para a reconstru¸c˜ cao a˜o do volume, mais pr´oximo oximo o volume reconstru´ reconstru´ıdo estar´ a do objeto. objeto. Da mesma mesma manei maneira ra,, os corte cortess obtidos a partir do volume reconstru´ reconstru´ıdo apresenta altera¸c˜ coes o˜es em rela¸c˜ cao a˜o ao objeto e essas altera¸cc˜ oes o˜es ser˜ao a o t˜ao ao menores quanto mais n´ u umeros meros de cortes transversos forem utilizados para a reconstru¸cc˜ao. ˜ao. Porta Portant nto, o, para para evitar evitar esse tipo de deforma¸ deforma¸c˜ caao ˜o a distˆancia ancia entre os cortes axiais deve ser pequena.

A reconstru¸cc˜ao ˜ao por MPR apresenta apresenta como a rela¸c˜ caao ˜o direta entre a imagem e os valores da escala  Hounsfield  obtidos na varredura, n˜ao ao havendo possibilidade de ambiguidade u ¨ idade na interpreta¸cc˜ao ˜ao desses desses valor valores. es. Essa Essa forma forma de recons reconstru tru¸c˜ c¸a˜aoo permite uma f´acil acil orienta¸c˜ cao a˜o do corte no volume de varredura, permitindo uma avalia¸c˜ cao a˜o interativa atrav´es es da tela do monitor. monito r. A MPR M PR ´e tamb´ t amb´em em a base para as reconstru¸ reconstr u¸c˜ coes o˜es de imagens imagen s volum´etricas.Outras etricas. Outras t´ecnicas ecni cas de reconst reco nstru¸ ru¸cc˜˜ao ao volum´ vol um´etric et ricaa tamb´ ta mb´em em s˜ao ao utilizadas como o VRT, o MIP, o MinIP

102

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

que s˜ao ao mais voltados para a reconstru¸cc˜ao ˜ao de estruturas de tecidos moles ou de estruturas transl´ ucidas. ucidas. A Fig.7.7 apresenta apresenta uma s´ erie erie de seis cortes da regi˜ aaoo do abdome: abdome: quatro quatro cort cortes es axiais axiais obtidos na varredura do objeto e dois cortes gerados por reconstru¸c˜ cao a˜o multiplanar MPR, um corte co rte lateral l ateral e um corte frontal. Atrav´es es dessas d essas imagens image ns ´e poss p oss´´ıvel observar ob servar as principais princip ais estruturas internas dessa regi˜ao, ao, como o f´ıgado, a aorta, real¸ccada ada pelo uso de meio de contraste, os intestinos, as costelas, os rins, o pˆaancreas, ncreas, o ba¸ccoo e o estˆomago, omago, com conte´ udo udo real¸cado cado por uso de meio de contra contraste ste.. Na regi˜ ao ao mais superficial destacam-se a pele e a camada de gordura, al´eem m das v´ertebras ertebras da coluna, na regi˜ aaoo posterior, e os m´usculos usculos de sustenta¸cc˜ao. ˜ao.

Figura 7.7: Imagens 7.7:  Imagens de TC do abdome apresentando altera¸cc˜oes ˜oes no f´ıgado. ıgad o.

Na imagem  a  est˜ao ao sinalizadas as dire¸cc˜ oes o˜es de posicionamen posicionamento to dos cortes axiais A axiais  A anterior,  anterior, P  P    posterior, D posterior,  D direita  direita e E  e  E  esquerda.  esquerda. Nas imagens de cortes axiais axiais  b ,  c  e  d  aparecem regi˜ao ao

circunscrita de tecido alterado no f´ıgado, essa regi˜ aaoo apresenta-se mais escura em fun¸c˜ cao a˜o de apresentar apresenta r menor absor¸cc˜ao ˜ao do feixe que a do tecido tecido normal normal do f´ıga ıgado. do. A imagem imagem   e  apresenta um corte lateral (sagital) na regi˜ao ao direita do abdome cuja localiza¸c˜ caao ˜o pode ser verificada na imagem de corte axial em detalhe e a imagem   f  um corte frontal (coronal) com a respectiv respectivaa localiza¸ cc˜ao ˜ao do corte na imagem axial em detalhe. As imagens dos cortes lateral e frontal permitem visualizar a extens˜ao ao de tecido alterado no eixo longitudinal  Z . As imagens foram realizadas em um aparelho TC convencional e devido ao espa¸camento 103

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

dos eixos de corte, para a aquisi¸cc˜ao ˜ao dos cortes axiais, ser maior que o tamanho do do pixel  pixel da  da imagem axial, a aquisi¸cc˜˜aaoo ´e n˜ao-isotr´ ao-isotr´opica. opica. Por Por essa raz˜ ao ao as reconstru¸c˜ coes o˜es das imagens dos cortes sagital e coronal tˆem em uma pior qualidade que as imagens dos cortes axiais.

Figura 7.8:  7.8:   Imagens isotr´opicas opicas de TC de abdome, cortes axiais, coronal e sagital.

A Fig.7.8 apresenta imagens de abdome em dois cortes axiais em  a   e  b , um frontal (coronal) em   c   e um lateral (sagital) em   d , com eixo na coluna vertebral vertebral.. A art´ eria eria aorta aparece real¸cada cada por meio de contraste apresentando grande dilata¸c˜ caao ˜o na regi˜ao ao lombar. O corte axial   a  foi feito na altura da v´ ertebra ertebra lombar L1 e o corte axial   b   entre ent re as v´erertebras lombares L3 e L4 na regi˜ao ao do disco disco in inter terve verte rtebra bral. l. Nos cortes axiais axiais aparece aparecem m identificados: o ff´´ıgado, os rins direito e esquerdo, a camada superficial de gordura, a pele, m´usculos usculos intercostais, a v´ ertebra ertebra L1, a aorta descendente contrastada e o estˆomag om ago, o, al´eem m de um grande aneurisma de aorta.

A dilata¸cao da aorta aorta provoc provocada ada pelo aneuri aneurisma sma promo promove veu u o desloca deslocamen mento to dos orgaos orgaos abdominais, o f´ıgado foi deslocado abdominais, deslocado para cima, os intestinos intestinos para a direita direita e a ves´ ves´ıcula aparece com uma por¸cc˜ ao a˜o abaixo da borda inferior do f´ıgado de acordo acordo com a imagem do corte frontal   c . Na imag imagem em   d   do corte lateral destacam-se algumas a lgumas v´ ertebras ertebras da coluna tor´acica, acica, as v´ ertebras ertebras da coluna lombar e o sacro, sendo poss´ poss´ıvel observ o bservar ar a profundidade e altura do aneurisma a´ortico ortico comprimindo o f´ıgado, os intestinos e o estˆomago, oma go, al´eem m da camada superficial de gordura que envolve todo o abdome.

104

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

No caso dessas imagens todos os cortes apresentam a mesma qualidade. Isto se deve ao fato de que o processo de varredura do objeto foi realizado em um aparelho de TC helicoidal multicortee onde a varredura multicort arredura do volume volume foi feita visando visando a isotropia isotropia da imagem. imagem. Assim o tamanhoo do pixel tamanh do pixel ´  ´e igual ao passo do tubo por volta completa co mpleta em torno do paciente. Para o exame das imagens apresentadas foi utilizado meio de contraste no sistema vascular e por isso a aorta aparece aparece bem clara (branca). Pode ser observado observado nas imagens   b,   c   e   d   o grande aneurisma existente na aorta do paciente na regi˜aaoo lomb lombar. ar. Ao comparar as imagens da Fig.7.7 e Fig.7.8 observa-se muito claramente a diferen¸ca ca na qualidade da imagem dos cortes frontal e lateral reconstru´ reconstru´ıdos a partir de um processo de aquisi¸cc˜ao ˜ao dos dados n˜ao-isotr´ ao-isotr´opico opico e isotr´oopico pico respectivamente. Como as imagens padr˜ao ao da TC apresentam matrizes e 512x512  pixel  com tamanhos de 1mm  ou   ou menores, para que se fa¸ca ca aquisi¸cc˜ao ˜ao isotr´opica opica o passo de tubo ´e muito muito pequeno terminando terminando por gerar um n´umero umero muito grande de imagens axiais e conseq uentemente u ¨ entemente uma maior dose no paciente. Na maioria dos casos para se chegar ao diagn´ostico ostico n˜ao ao ´e necess´ nece ss´ario ario uma aquisi¸c˜ ca˜aoo t˜ao ao detalhada. Para esses casos recomenda-se a aquisi¸c˜ caao ˜o n˜aao-isotr´ o-isotr´opica. opica. 7.2.4

Imagens volum´ etricas etricas

As imagens de estruturas volum´eetricas tricas permitem a visualiza¸c˜ cao a˜o da superf supe rf´´ıcie externa de um org˜ ´org˜ao a o ou regi˜ao a o por v´arios arios angulos ˆangulos de observa¸c˜ caao. ˜o. Portan Portanto, to, ao se reconst reconstrui ruirr um volume, volum e, ´e necess´ nec ess´ario ario definir a regi˜aaoo que se deseja deseja observar. observar. Utilizando Utilizando os dados de uma aquisi¸cc˜ao ˜ao ´e poss´ıvel ıvel fazer a reconstru¸ reconstr u¸cc˜ ao a˜o de estruturas tridimensionais nos aparelhos de TC. As reconstru¸cc˜oes ˜oes virtuais de estruturas tridimensionais s˜ao ao especialmente satisfat´orias orias para aquelas estruturas que se sobressaem em rela¸c˜ caao ˜o a`aquelas quelas circunvizinhas. O sistema esquel´etico etico ´e privilegiado privile giado em rela¸c˜ caao ˜o aos demais, por apresentar coeficiente de atenua¸cc˜ao ˜ao linear bem superior `aqueles aqueles apresent apresentados ados pelos p elos tecidos moles a` sua volta. Para os demais ´org˜ org˜aos aos e tecidos, a reconstru¸cc˜ao ˜ao volum´etrica etrica ´e muito dependente depe ndente da utiliza¸ utiliza c˜ c¸ao a˜o de meio de contraste para que essas estruturas possam sobressaltar em rela¸c˜ cao a˜o as a`s suas vizinhas que apresentam absor¸cc˜ao ˜ao semelhante do feixe de raios X. Como referˆencia encia para a constru¸ constru ¸cc˜ ao a˜o da superf supe rf´´ıcie ´e definido definid o um valor na escala  Hounsfield . Por exempl Por exemplo, o, 150H   ´e definido como referˆencia, encia, todos todo s os   voxel’s   que tivere tiverem m valor de atenua¸cc˜ao ˜ao menor que 150H   ser˜ao ao desprezados e os que estiverem acima ser˜ao ao selecionados

para a constru¸cc˜˜aaoo da superf´ sup erf´ıcie ıci e do d o volume. volum e. A sup s uperf´ erf´ıcie ıci e ´e cons c onstru´ tru´ıda ıda e ilum i lumina inada da por po r um um fonte de luz artificial que possibilitar´a a cria¸c˜ cao a˜o de um efeito de sombreamento (SSD). O efeito de sombra ´e distribu´ distribu´ıdo sobre a superf´ superf´ıcie de acordo com a profundidade que a super f´ıcie se encontra em rela¸cc˜ao superf ˜ao ao ponto de observa¸ observa¸c˜ cao a˜o do volume. volume. Esse efeito intensific intensificaa a impress˜ao ao de profundidade profun didade para o observador. Com essa es sa t´ecnica ecnica da superf sup erf´´ıcie em e m rela¸ rela c˜ c¸ao a˜o `a orienta¸cc˜ao ˜ao do volume. Entretanto, a aplica¸c˜ cao a˜o dessa t´ecnica ecnica implica em uma perda dos valores num´ericos ericos da escala  Hounsfield  contidos na imagem. 105

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

A escala de cinzas utilizada na reconstru¸cc˜ao ˜ao da imagem volum´ etrica etrica apresenta uma varivaria¸cc˜ao ˜ao diferente da utilizada para relacionar os valores  Hounsfield   na gera¸c˜ caao ˜o das imagens dos cortes. As estruturas superficiais que se encontram sobreposta, apesar de estarem dentro da faixa definida para a preserva¸cc˜ ao, a˜o, n˜ao ao aparecer˜ aparecer˜ ao ao na imagem, visto que a imagem s´ o apresentar´a a regi˜ao ao da superf´ıcie ıcie que est´a orientada orientada para o observ observador. O mesmo ocorrer´a com as estruturas que se encontrarem no interior da sup superf erf´´ıcie do volume selecionado, mesmo tendo valores de absor¸cc˜ao ˜ao do feixe superiores ao da superf´ superf´ıcie. ´ importante E importante salientar salientar que a superf´ superf´ıcie s´ o ser´a adequadamente reproduzida se o valor estiver corretamen corretamente te definido. Problemas Problemas s˜ao ao comuns de acontecer na conHounsfield   estiver stru¸cc˜ao ˜ao de imagens imagens vasculares vasculares,, principalme principalmente nte em casos de estenoses estenoses de vasos. vasos. Dependendo do valor escolhido a estenose pode ficar encoberta ou n˜ao, diferentemente de uma ca calc lcifi ifica ca¸¸cc˜˜ao ao que apresenta valor  Hounsfield  elevado e dificilmente ficar´a mascarada. mascarada. As imagens geradas por SSD dificilmente s˜ao ao utilizadas como referˆ encia encia confi´avel avel para o diagn´ostico. ostico. No entanto s˜ao ao utilizadas para a documenta¸c˜ cao a˜o de resultados e reconstru¸ reconstru¸ c˜ cooes ˜es volum´ volu m´ etricas. etricas. Muitas vezes vezes esse tipo de imagem torna-se importante importante para estudos de recomposi¸cc˜ao ˜ao de traumas traumas complexos e planejamento planejamento de cirurgias cirurgias reparadoras. reparadoras. As reconstru¸cc˜oes ˜oes volum´etricas etricas possibilita possi bilitam m uma visualiza¸ visuali za¸c˜ ca˜aoo mais realista da regi˜ao ao reconst reco nstru ru´´ıda, ıda , permitindo a visualiza¸cc˜ ao a˜o do vo volum lumee in intei teiro. ro. O reconhe reconhecim cimen ento to mel melhor horado ado de detalhe detalhess pertinentes ao diagn´ostico ostico e a ajuda para um planejamento mais preciso de processos cir´ urgicos urgicos e a possibilidade de rota¸cc˜ ao a˜o do volume em todas as dire¸c˜ coes o˜es s˜ao ao outras importantes vantagens desta t´ecnica ecnica de gera¸ g era¸cc˜ao ˜ao de imagem. A Fig.7.9 apresenta uma sequˆ u eˆncia de imagens imagens de parte da estrutura estrutura ossea o´ssea da cabe¸ca ca ¨ encia e do pesco¸co co em uma reconstru¸cc˜˜aaoo tridimensional com subtra¸c˜ cao a˜o dos tecid tecidos os moles moles.. A sequ uˆ ˆencia de imagens do objeto permite observ´ a-lo a-lo de quatro angulos aˆngulos distintos uma vez ¨ encia que o programa utilizado para a reconstru¸cc˜ao ˜ao permite girar as imagens tridimensionais nas trˆeess dire¸ dire ¸cc˜oes. ˜oes. A imagem imagem   a  apresenta uma vista frontal, destacando-se parte do osso frontal, as orbitas ´orbitas oculares, o orif´ orif´ıcio nasal, os maxilares, a mand´ mand´ıbula e os dentes, tendo sido preservado preservado parte da coluna cervical. cervical. A imagem  b  apresenta uma vista lateral direita do volume destacando-se as v´ ertebras ertebras da coluna cervical de C1 a C6, o osso hi´ode, ode, a cartilagem cartilagem tireoidiana, tireoidiana, o osso temporal direito, parte do osso parietal direito e o osso zigom´atico atico direito. A imagem  c  apresenta uma vista

posterior ressaltando o osso occipital, parte dos temporais e zigomati zigom aticos cos,, mand ma ndıbul ıbulaa e parte pa rte interna inte rna dos maxilares. maxilares. A imagem  d   apresenta uma vista posterior obl´ obl´ıqua esquerda, sem a presen¸ca ca das da s v´ertebras ertebra s da coluna cervical cervica l ressaltando ressa ltando a parte pa rte interna inter na direta dir eta da d a mand man d´ıbula onde existe uma fratura completa, tamb´ em em observada nas demais imagens, al´eem m do osso zigom´atico atico esquerdo e o osso occipital. A Fig.7.10 apresenta imagens de uma arcada dent´aria aria realizada em aparelho de TC. Para a realiza¸ realiza¸cc˜ao ˜ao deste tipo de imagens ´e necess´ ario ario um software um  software espe  especc´ıfico que permita permi ta gerar cortes cor tes em linhas linhas de eixo eixo curv curvas corres correspond ponden entes tes a`ass da arcada dent´aria a ria.. A im imag agem em   a  106

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 7.9:  7.9:   Imagens de reconstru¸cc˜ao ˜ao tridimensional dos ossos da cabe¸ca c a e pesco¸cco. o.

107

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 7.10:  7.10:   Imagens da arcada dent´aaria ria superior.

108

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

apresenta um corte axial onde foi feita a marca¸c˜ caao ˜o dos eixos para a obten¸c˜ cao a˜o dos cortes reconstru reconst ru´´ıdos apresentados apresentad os nas imagens image ns  f   e  g . As imagens de  b ,  c ,  d   e   e  apresentam uma reconstru¸cc˜ao ˜ao volum´ volum´ etrica etrica de parte dos ossos maxilares e den dentes tes da arcada arcada superior, superior, com rota¸cc˜oes ˜oes que permitem a observa¸ observa¸cc˜ ao a˜o do volume reconstru´ reconstru´ıdo com subtra¸c˜ caao ˜o de tecidos moles de pontos distintos. distintos. A imagem b apresent apresentaa uma vista inferior inferior do volume volume onde ´e poss po ss´´ıvel observar ob servar tod t odaa a regi˜ reg i˜ao ao ´oossea ssea do palato e os vinte e oito dentes fixados nos maxilares, a imagem c apresenta uma vista frontal do volume, a imagem d uma vista lateral direita e a imagem e uma vista lateral esquerda. As imagens contidas em   f   apresentam uma sequ uˆ ˆencia de imagens de cortes curvos que ¨ encia seguem o eixo da linha que passa pelo ponto central de cada um dos 14 dentes da arcada superior. O objetivo ob jetivo desses cortes ´e observar a estrutura interna dos dentes e a conex˜aaoo de suas ra´ızes ızes com os ossos maxilares. A seq u uˆ ˆencia de cinco cortes inicia-se com na imagem ¨ encia superior com a imagem de um corte mais interno a` cavidade bucal onde aparecem somente os dentes molares uma vez que devido `a pequena espessura dos dentes incisivos e caninos eles n˜ao ao aparecem nesse corte. Fato semelhante a este oocorre corre na imagem mais inferior onde o corte ´e feito mais externamente a` arcada s´o apresentando a regi˜ao ao externa dos dentes frontais devido `a sua inclina¸c˜ cao a˜o em rela¸cc˜ao ˜ao ao maxilar e o corpo dos dentes molares. Nos trˆes es cortes intermedi´arios arios aparecem tanto as regi˜ooes es int intern ernas as como as extern externas as aos maxila maxilares res de todos os den dentes tes.. As imagens de corte contidas em   g   apresentam cortes dos dentes feitos no sentido radial a partir do centro da cavidade oral, seguindo o planejamento demarcado na imagem   a. O objetivo desse exame ´e observar observar a condi¸cc˜ao ˜ao da estrutura dent´aaria ria intramaxilar uma vez que o corpo externo do dente n˜ao ao aparece nas imagens desta aquisi¸c˜ cao. a˜o. 7.2. 7.2.5 5

Endo Endosc scop opia ia por TC

Um tipo especial de reconstru¸cc˜˜aaoo volum´etrica etri ca ´e util u tiliza izado do para a gera¸ gera c˜ c¸a˜aoo de imagens para endoscopia endosco pia virtual. vi rtual. Essa t´ecnica ecnica ´e utilizada utili zada para p ara obter ob ter a vista vi sta em perspectiva persp ectiva de uma dada regi˜ ao ao cavit´aaria, ria, sendo utilizada para visualizar a estrutura interna da ´arvore arvore brˆonquica, onquica, vasos asos de maiore maioress calibr calibres, es, colo e seios seios da face. face. Pode Pode ainda ainda ser utiliza utilizada da para para visuali visualizar zar cavidades n˜ao ao acess´ acess´ıveis pela endoscopia convencional, tais como a bexiga, os ventr´ ventr´ıculos cerebrais ou a regi˜ao ao gastrointestinais.

Ap´os os a reconstru¸cc˜ao ˜ao da estrutura cavit´aria aria ´e poss´ıvel ıvel percorrer perco rrer o seu interior utilizando utiliza ndo um navegador que permite percorrer e desta forma visualizar todo o interior da cavidade reconstru´´ıda. A endoscopia reconstru endoscopia virtual tem como grande vantag vantagem em o maior conforto do paciente que n˜ao ao precisa receber uma sonda no interior da cavidade. Permite gerar imagens de cavidade A Fig.7.11 apresenta um conjunto de imagens tridimensionais do interior das vias respirat´orias, oria s, traqu´ tra qu´eia eia e brˆ b rˆonquios. onquios. O software O  software utilizado  utilizado para a obten¸c˜ cao a˜o dessas dess as imag i magens ens al´eem m 109

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 7.11:  7.11:   Imagens de reconstru¸cc˜ ao a˜o tridimensional das vias repirat´oorias, ri as, traqu´ traq u´eia eia e brˆ b rˆonquios. onquios.

de permitir a reconstru¸cc˜ ao a˜o tridimensional, permite a navega¸c˜ cao a˜o pelo interior da cavidade reconstru reconst ru´´ıda, o que torna poss´ıvel ıvel visualizar visual izar as bifurca¸ bifurca c˜ c¸oes o˜es brˆonquicas onquicas com o objetivo de verificar a ocorrˆencia encia de algum estreitamento, a obstru¸c˜ caao, ˜o, ou alguma outra altera¸c˜ ca˜aoo no interior da cavidade. A imagem   f    apresenta uma vista frontal da distribui¸c˜ cao a˜o da traqu´ eia eia e brˆonquios onquios com a marca¸cc˜ao ˜ao dos pontos para a observa¸cc˜ao ˜ao das imagens intracavit´arias arias apresentadas de imagem gem   a   apresenta um vista s´upero-inferior upero-inferior do interior da traqu´ eia eia sendo a   a   e . A im poss´ıvel observar poss´ observar ao fundo a bifurca¸cc˜ao ˜a o dos brˆonquios onquios principais, bifurca¸c˜ cao a˜o esta vista mais proximamente proximame nte atrav´ a trav´es es da imagem  b . A imagem  c  apresenta a bifurca¸c˜ caao ˜o do brˆonquio onquio principal direito e a imagem d  apresenta  apresenta a bifurca¸c˜ cao a˜o do brˆonquio onquio intermedi´ario. ario. A imagem   apresenta a bifurca¸cc˜ao ˜ao do brˆonquio onquio esquerdo. Este tipo de software de  software ´  ´e de gran gr ande de au aux´ x´ılio ıl io e  apresenta na reconstru¸cc˜ ao a˜o de estruturas intracavit´arias arias ou intravasculares e permite a verifica¸c˜ cao a˜o

de altera¸cc˜ oes o˜es anatˆomicas omicas internas atrav´eess da possibilidade de visualizar o interior dessas estruturas como se fosse uma pequena cˆamera amera de v´ıdeo sem a necessidade de introduzir dispositivos no interior dessas cavidades. 7.2.6 7.2 .6

Imagen Imagenss de angiog angiografi rafia a

As imagens angiogr´aficas aficas por TC (CTA) possibilitam a visualiza¸c˜ cao a˜o de estruturas vasculares com o aux´ aux´ılio de inje¸cc˜ao ˜ao de meio de contraste. A utiliza¸c˜ cao a˜o dos sistemas helicoidais 110

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

multicortes permite a varredura de extensas estruturas vasculares vasculares em um per p er´´ıodo de tempo temp o muito curto e as aplica¸cc˜oes ˜o es em da CTA s˜ao ao bem recentes recentes.. O estudo estudo das imagens imagens p´ososprocessadas possibilita processadas possibilita visualizar visualizar praticamente praticamente todo o sistema sistema vascula vascular. r. At At´´e mesmo pep equenos vasos podem ser exibidos e altera¸cc˜oes ˜oes como embolias, ou disseca¸c˜ cao a˜o membranas s˜ao ao f´aceis aceis de ser observadas. Essas informa¸cc˜oes ˜oes em imagens tridimensionais podem ser muito importantes para o planejamento cir´ urgico, urgico, ou para o acompanhamento p´os-cir´ os-cir´ urgico urgico das estruturas vasculares. A Fig.7.12 apresenta imagens com reconstru¸c˜ cao a˜o tridimensional e subtra¸c˜ cao a˜o de tecidos da regi˜ aaoo superior direita do paciente onde aparece parte superior do bra¸co co direito e parte da regi˜ao ao tor´acica acica adjunta. adjunta. No processo processo de varredu arredura ra para a aquisi aquisi¸c˜ c¸aao ˜ o dos dados foi utilizado utiliz ado meio de contraste contraste para ressaltar ressaltar a art´ art´eria eria axilar direita onde est´ a localizado um aneuris aneurisma. ma. As imagens imagens   a   e   b   s˜ao ao imagens de reconstru¸c˜ cao a˜o volum´etrica, etrica, sendo que a imagem   a   apresenta uma vista frontal da regi˜ao ao com a subtra¸c˜ cao a˜o dos tecidos moles e preserva¸cc˜ao ˜ao do tecido ´osseo osseo e do sistema vascular contrastado onde ´e poss poss´´ıvel destacar a regi˜ ao ao proximal do umero, ´umero, parte das costelas direitas de 1 a 7, parte da clav´ clav´ıcula direita, grande parte da esc´apula apula direita e a art´eria eria axilar a xilar contendo um aneurisma.

Figura 7.12: Imagens 7.12:  Imagens de aneurisma na base de membro superior direito.

A imagem  b  apresenta uma vista frontal de reconstru¸c˜ cao a˜o tridimensional ligeiramente rotacionada para frente e para a direita com preserva¸c˜ caao ˜o do tecido muscular do bra¸co c o e da

regiao regi ao anterior do torax t orax com transparencia transparencia para o tecido vascular contrastado possibili tando observar a localiza¸cc˜ao ˜ao espacial do aneurisma em rela¸c˜ cao a˜o `a estrutura muscular do paciente. Na regi˜aaoo de corte cort e sup s uperio eriorr ´e poss´ p oss´ıvel ıvel observar obs ervar o tecid t ecidoo ´oosseo sse o da d a cab c abe¸ e¸ccaa umeral e na regi˜ao ao posterior aparece parte da esc´apula apu la devido devi do `a n˜ao ao preserva¸c˜ cao a˜o dos tecidos moles que a envolvem. A Fig.7.13 apresenta imagem frontal da regi˜ao ao abdominal obtida por reconstru¸c˜ cao a˜o tridimensional com subtra¸cc˜ao ˜ao de tecido tecidos. s. Os tecidos tecidos moles moles dessa regi˜ regiao a˜o foram subtra´ıdos ıdos a exce¸cc˜ ao a˜o do tecido renal que foi preservado em sua maior parte. Essa imagem permite ob111

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 7.13: Imagem 7.13:  Imagem de rim ferradura obtida por reconstru¸cc˜ao ˜ao vo volum´ lum´etrica etri ca e subtra¸ sub tra¸cc˜ ao a˜o de tecidos.

servar a estrutura de um rim tipo ferradura (altera¸c˜ cao a˜o congˆeenita) nita) tendo sido preservadas as art´erias erias principais princip ais dessa regi˜ao: ao: a aorta descendente e sua bifurca¸c˜ cao a˜o na nass art´ art ´erias eri as il´ıaıa cas,, aass art´ cas a rt´erias eria s rrena enais is e mesent´ m esent´erica eric a sup s uperio erior. r. Do tecido teci do esquel´ esqu el´etico eti co ´e p poss´ oss´ıvel ıvel ide identifi ntificar car parte do osso il´ il´ıaco, parte superior sup erior do sacro, as v´ertebras ertebras lombares L1, L2, L3 e L5, parte da v´ertebra erte bra tor´ tor acica ´acica T12 e de duas costelas. A v´ertebra ertebra lombar L4 n˜ao ao ´e vis vi s´ıvel ıve l po porr est estar ar atr´as as do rim ferradura.

7.2. 7.2.7 7

Imag Imagen enss do cora cora¸ c˜ ¸ ao

A gera¸cc˜ao ˜ao de imagens do cora¸cc˜ao ˜ao ´e uma aplica¸ aplica c˜ c¸aao ˜o recente dos aparelhos de TC e devido `a grande velocidade de aquisi¸cc˜ao ˜ao que os novos aparelhos apresentam, imagens do m´usculo usculo card´´ıaco, apesar de estar em movimento, card movimento, s˜ ao ao poss´ poss´ıveis de ser adquiridas. Para que haja a poss ibilidade possibilida de de gera¸cc˜ao ˜ao da imagem image m do d o cora¸cc˜ao ˜ao ´e necess nec ess´aario ´rio que os dados sejam adquiridos adquiridos entre entre um batimen batimento to e outro, outro, sempre sempre que o cora¸ cora¸c˜ ca˜aoo se encontra encontrarr em repouso, repouso, ou seja, seja, durante a di´astole ast ole card´ııaca. ac a. Assim Assi m ´e necess´ nec ess´ario ario o acompanhame acomp anhamento nto do batimento batime nto card´ıaco ıaco

para que se possa fazer as aquisi¸cc˜oes ˜oes no momento adequado. ` exce¸cc˜ao A ˜ao dos aparelhos de quinta gera¸cc˜ ao a˜o (EBT), a gera¸c˜ cao a˜o de imagens nos aparelhos de TC para estudos do cora¸cc˜ ao a˜o s´o foi f oi poss p oss´´ıvel muito recentemente. A limita¸c˜ cao a˜o estava no tempo necess´aario rio para que o tubo de raios X desse uma volta completa em torno do pacien paciente. te. Esse Esse tempo tempo era muito muito longo longo se compar comparado ado com o per´ per´ıodo de repouso repouso do cora¸cc˜ ao. a˜o. A Fig.7.14a  apresenta a curva do sinal de excita¸c˜ cao a˜o do cora¸c˜ caao, ˜o, respons´avel avel por sua contra¸cc˜ao ˜ao e descontra¸cc˜ao. ˜ao. Essa curva ´e identificada pelos picos PQRST sendo que, o pico P est´a associado asso ciado `a contra¸cc˜ao ˜a o atrial, o pico R `a contra¸c˜ caao ˜o ventricular e o pico T ao 112

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 7.14: Varredura 7.14:  Varredura do cora¸cc˜ aao ˜o sincr sincroniza onizada da por ECG.( ECG.(a ) curva de batimento, (b ) varredura por TC multicorte, (c ) varredura por TC helicoidal.

relaxamento do m´ usculo. usculo. Como durante durante a aquisi¸ aquisi¸c˜ cao a˜o da imagem ima gem o ´oorg˜ rg aao ˜o deve estar parado, a imagem do cora¸cc˜˜aaoo deve ser adquirida quando o ´org˜ org˜ao ao encontra-se encontra-se em repouso. Para um per pe r´ıo ıodo do de d e ttemp empoo t˜ t ao ˜ao pequen p equenoo de aquisi¸ aquisi¸cc˜ao ˜ao ´e nec n eces ess´ s´ario ario um tempo de aquisi¸ aquisi¸c˜ caao ˜o da imagem de corte menor que 0,4s 0,4s  com programa de  software   adaptativo. Para que seja identificado o momento correto para a aquisi¸cc˜ao ˜ao sinal do cora¸c˜ cao a˜o ´e captado por um Eletrocardi´ografo ografo conectado ao aparelho de TC. A Fig.7.1 Fig.7.144b  apresenta a sequˆ u enci a de aquisi aqu isi¸¸cc˜ ao a˜o feita atrav´ eess de um aparelho multicorte de ¨ˆencia quatro cortes simultˆaneos aneos utilizando a referˆ encia encia da curva de batimentos card´ card´ıacos. No primeiro intervalo de repouso do cora¸cc˜ao ˜ao ´e feita a varredura arredura para a gera¸c˜ ca˜aoo dos quatro primeiros primei ros corte cortes. s. Logo Logo a ap´ os, os, a mesa ´e deslocada deslocada no eixo   Z   para a nova posi¸c˜ ca˜aoo de aquisi¸cc˜˜aao. o. Ap´ Apos ´os o reposicioname reposicionamento nto ´e feita a aquisi¸ aquisi¸c˜ caao ˜o dos quatro cortes seguintes no momento de repouso identificado pela p ela curva curva do ECG. Esse procedimento ´e repetido at´e completar a varredura completa do ´org˜ org˜aaoo A Fig.7.14c  apresenta   apresenta a sequˆ u enci a de aquisi aqu isi¸¸cc˜ ao a˜o feita atrav´ eess de um aparelho de TC multi¨ˆencia corte helicoidal de quatro cortes utilizando a referˆ encia encia da curva curva de batimentos card´ card´ıacos captadaa pelo eletrocardi´ captad eletrocardi´ ografo. ografo. A aquisi¸cc˜ao ˜ao ´e feita fe ita continuamente continuame nte durante dur ante a varredura de de todo o ´org˜ org˜ao ao nos per´ per´ıodos em que o cora¸cc˜ ao a˜o se encontra encontra em repouso. repouso. Ap´ os os a aquisi¸c˜ cao a˜o ´e feita a reconstru¸ reconst ru¸cc˜ao ˜ao dos cortes cortes axiais atrav´ atrav´ eess da interpola¸ interpola¸c˜ caao ˜ o de 180o . Ess Esse tipo tipo de de aquisi¸cc˜˜aaoo ´e muito muit o r´aapido pido uma vez que todo o processo de varredura do ´org˜ao ao ocorre em um ciclo unico. u ´ nico.

A Fig.7.15 apresenta duas tridimensionais do cora¸c˜ caao ˜o geradas a partir de uma aquisi¸c˜ ca˜aoo em intervalos de di´astole astole com a reconstru¸cc˜ao ˜ao volum´etrica etrica e subtra¸c˜ caao ˜o dos tecidos adjacentes. A imagem a apresenta uma vista frotal do org˜ ´org˜ao ao e a imagem b uma vista superior que possibilita visualizar as art´erias erias e veias que permitem a circula¸c˜ cao a˜o do sangue pelo interior do cora¸cc˜ ao. a˜o. A de gera¸cc˜ ao a˜o das imagens diagn´osticas osticas do cora¸c˜ cao a˜o permitem hoje detectar altera¸cc˜ oes o˜es nas art´erias erias coron´arias, arias, estenoses ou obstru¸c˜ coes o˜es de suas estruturas vasculares, altera¸cc˜ oes o˜es em suas cˆamaras, amaras, v´alvulas, alvulas, placas de calcifica¸c˜ cao a˜o etc.

113

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Figura 7.15:  7.15:   Imagens tridimensionais do cora¸cc˜ao, ˜ao, vista frontal e superior.

Figura 7.16:  7.16:   Imagens tridimensionais da raiz a´ortica ortica e art´eerias rias coron´arias. arias.

114

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

A Fig.7.16apresenta duas imagens de reconstru¸c˜ cao a˜o tridimensional tridimensional de parte da aorta ascenascendente com a subtra¸cc˜ao ˜a o do m´ usculo usculo card´ card´ıaco que permite permi te visualizar visuali zar as art´erias erias coron´aarias. rias. A Fig.7.17apresenta Fig .7.17apresenta uma vista frontal de abdome a bdome e p´eelvis lvis numa reconstru¸c˜ cao a˜o volum´ vol um´etric et ricaa com a preserva¸cc˜ao ˜ao da imagem tridimensional das principais vias de transporte de sangue arterial. A estrutura ´ossea ossea da regi˜ao ao foi preservada para permitir a compreens˜ao ao do posicionamento das art´erias erias do paciente que sofreu interven¸ interven¸c˜ caao ˜o cir´ urgica urgica.. A estrutur estruturaa ´ossea ossea apresent apres enta-se a-se em reconstru¸ reconstru¸cc˜ao ˜ao tridimensi tridimensional onal transl´ transl´ ucida ucida para facilitar a observa¸c˜ ca˜aoo da estrutura de interesse, a vascular.

Figura 7.17:  7.17:   Imagens tridimensional de  stent   e  bypass   da aorta.

O pacien paciente te foi submet submetido ido a` interv interven¸ en¸cc˜ao ˜a o cir´ urgica urgica em virtud virtudee de aneuri aneurisma sma de grande grande propor¸cc˜ao ˜ao na aorta abdominal. Na imagem pode ser observado o  stent  stent colocado  colocado ao redor

da aorta a partir do ponto onde se encontram as conex˜ooes es com as art´ a rt´eerias rias renais visando visand o aumentar aumen tar a resistˆ resistˆ encia encia da parede parede da aorta abdomina ab dominal. l. A bifurca¸ bifurca¸c˜ cao a˜o da dass art´ ar t´erias eri as il´ıaca ıa cass foi retirada sendo constru´ constru´ıda uma nova nova conex˜ao ao da aorta com a art´eria eria il´ il´ıaca direita e a cria¸cc˜ao ˜a o de um  um   bypass  bypass   fazendo a conex˜aaoo a art´eria eria il´ıaca ıac a esqu esquerda erda com a art´eeria ri a il´ıaca ıac a direita.

115

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

Exerc Ex erc´ ´ıci ıcios os prop pr opos osto toss 1. Para Para que serve o topograma? topograma? 2. Por Por que na gera¸ gera¸cc˜ao ˜ao de imagens ima gens do c´ erebro erebro o recomenda-se a inclina¸c˜ cao a˜o do  gantry ? 3. Por Por que nas imagens imagens n˜ao-isotr´ ao-isotr´oopicas picas os cortes sagitais e coronais apresentam uma qualidade pior que a dos cortes axiais? 4. Como ´e gerada a imagem imag em 3D? 5. Como ´e utilizada a fferramenta erramenta do navegador na reconstru¸c˜ cao a˜o vol volum´ um´etric et rica? a? 6. Por que s´o recentemente recentemente come¸caram caram as aplica¸c˜ cooes ˜ es da TC para gerar imagens do m´usculo uscu lo card car d´ıac ıaco? o? 7. Por que os aparelhos aparelhos de quinta quinta gera¸cc˜ao ˜ao apresentam grande aplica¸c˜ cao a˜o para a gera¸c˜ cao a˜o de imagens do cora¸cc˜ ao? a˜o? 8. Qual a vantagens vantagens apresentadas apresentadas pela gera¸c˜ cao a˜o de imagem de cora¸c˜ caao ˜o em TC em rela¸c˜ cao a˜o a outros o utros m´etodos etod os de diagn´ostico ostico para esse ´org˜ org˜ao? ao?

116

 

ˆ REFERENCIAS BLOEM, J. L.; SARTORIS, SARTORIS, D. J..  Atlas de anatomia por TC y RM. Madri Madrid: d: Marban, Marban, 1995. 229p. BONTRAGER, K. L.   Trata Tratado do de t´ ecnica ecni ca radiol´ radio l´ ogica ogica e base anatˆ omica omica   5.ed, Rio de janeiro: Guanabara Koogan, 2003, 814p. CARR, Joseph.   Biomedical equipment: use, maint maintena enance nce,, and manageme management nt.. New equipment:   use, Jersey: Prentice-Hall, 1992. 267p. CINAMON, Jay.  Marconi multislice spiral CT principles & applications , Atlanta, 2001. 61p. CUNNINGHAN, Ian A.; JUDY, Philip F..   Computed tomography   New York: York: CRC Press LLC, 2000. CURR CUR RY III, Thomas Thomas S.; DOWDE DOWDEY, Y, James James E.; MURR MURRY, Robert Robert C..   Christensen’s

physics of diagnostic radiology.   4.ed. Baltimore: Williams & Wilkins, 1990. 522p. DAKINS, D. R..  CT application expand through thick and thin:   Increasingly thin slices speak about CT’s cardiac potencial TOSHIBA 2002. 6p. HINE, G. J.; SORENSEN J. A..   Instrumentation in nuclear medicine.   Academic Press,, 1974. Press ICRP.  Avoidance of radiation injuries from medical interventional procedures. ICRP Publication 85. Annals of the ICRP 30 (2), Oxford:Pergamon Press, UK. ICRP. Diagnostic reference levels in medical imaging:  review and additional advice.

ICRP Publication, Oxford:Pergamon Press, UK. 2002. 14p. ICRP.   Managin Managing g patient patient dose in computed computed tomograp tomography hy..   ICRP Publication 87. Annals of the ICRP 30 (4), Oxford:Pergamon Press, UK. 2000. ICRP.   Radiation and your patient:   A Guide for Medical Medical Practitioners. Practitioners. ICRP Publication, Pergamon Press, Oxford, UK. 17p. KOCH, H. A., RIBEIRO, E. C., TONOMURA, E. T.   Radiolo Radiologia gia na forma¸ forma¸ c c˜ ˜ ao do m´ edic ed ico o gera ge ral. l.  Rio de Janeiro: Revinter, 1977. 257p.

 

Aparelhos de tomografia computadorizada 

KAK, Avish C., SLANEY, Malcolm.  Principles of computerized tomographic imag-

ing.   New York:IEEE press, 1999.329p. ´ ´ MINISTERIO DA SAUDE - ANVISA - Portaria 453/98.   Diretrizes de prote¸ c c˜ ao a ˜o raBras´ılia:D ılia:DOU OU 01/06/199 01/0 6/1998. 8. diol´ ogica ogica em radiodiagn´ ostico osti co m´ edico edic o e odontol´ odo ntol´ ogico. ogico.   Bras´ ´ ´ MINISTERIO DA SAUDE - ANVISA - RDC50/2002.   Regulamento t´ ecnico ecnico para

planejamento, programa¸ planejamento, programa¸ c c˜ ˜ a ao, o, el elab abor ora¸ a¸c c˜ ao a ˜o e avalia¸c c˜ ˜ ao ao de pro je jetos tos f´ısicos ısi cos de estaest aBras´ılia:DOU ılia:D OU 20/03/200 20/0 3/2002. 2. belecimentos assistenciais de sa´ ude. ude.   Bras´ ´ ´ MINISTERIO DA SAUDE - ANVISA - RE64/2003.   Guia Guia de procedi procedimen mentos tos ara ara Bras´ılia ıl ia:D :DOU OU seguran¸ca ca e qualidade de imagem em radiodiagn´ ostico ost ico m´ edico ed ico..   Bras 04/04/2003. 64p. ˜ , Arnald MOURAO AO, Arnaldoo Prata; Prata; OLIVEI OLIVEIRA, RA, Fern Fernand andoo Amaral Amaral.. Sist istema emass do corpo corpo huhuHorizonte:NEHOS/CEF OS/CEFET-MG ET-MG,, 2004. 45p. mano.   Belo Horizonte:NEH ´ PEREZ, C. P. et al.  Manual de TC.  Madrid: Katamanan Publicidad, s.d. 100p. SOBOTTA, Johannes.   Atlas de anatomia humana:   t´oorax, rax, abdome, pelve, membros inferiores, pele. 18. ed. Rio De Janeiro: Guanabara Koogan, 1984. v. 1. 370p. SOBOTTA, Johannes.   Atlas de anatomia humana:   cabe¸ca, ca, pesco¸co, co, membros superiores. 18. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1984. v. 2. 386p. VILLAFANA T., LEE S. H. Cranial computed tomography.  New York: McGraw-Hill, 1987. WEBB, W. Richard; BRANT, Willliam Willliam E.; HELMS, HELMS, Clyde A.; Fundamentos de tomo-

grafia computadorizada do corpo.   2ed. 2ed. Rio de Janeiro Janeiro:: Guanab Guanabara ara Koogan, Koogan, 2000. 2000. 303p. WINKLER, M. K.  Knowledgeable use of MDCT minimizes dose.   TOSHIBA 2002. 7p.