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Produção de imagens por Raios-X convencional |
Produção de imagens por TC
Em um setor de Bioimagem poderemos
encontrar vários serviços de diagnóstico.
Existem diversas formas e aparelhos que podem
ser utilizados para obtenção de imagens de partes do corpo,
órgãos e sistemas do paciente que irão ajudar em um diágnóstico
mais preciso.
Nem todos os aparelhos emitem ou utilizam a
Radiação Ionizante. Temos como exemplo o Ultra-som e a Ressonância
Magnética.
Os aparelhos que emitem radiações (raios-X) para
obtenção de imagens são os Tomógrafos Computadorizados, Mamógrafos e
aparelhos de raios-X convencionais.
Um outro serviço é o da Medicina Nuclear que
para obter as imagens utiliza radioisótopos como fontes de radiação
onde o aparelho irá captar esta radiação que foi introduzida no
organismo do paciente formando assim as imagens.
A aplicação da radiação para fins diagnóstico
teve origem com a descoberta dos raios-X em 1895 pelo físico Wilhelm
Conrad Roentgen, na Alemanha. Por muito tempo os raios-X foram
usados como método básico e único de formação de imagens médicas. Os
raios-X fazem parte do espectro das ondas eletromagnéticas. São
produzidos no interior da ampola, que é um envoltório que encerra
sob vácuo todos os elementos envolvidos no processo, descrito a
seguir sucintamente:
Um filamento de elemento
metálico (cátodo) é submetido a uma corrente elétrica, sendo
aquecido até a incandescência, o que produz uma nuvem de elétrons ao
seu redor (efeito termoiônico);
Aposto ao cátodo, separado por vácuo tão
somente, fica posicionado o ânodo (ou alvo) constituído por material
metálico em forma de disco;
É estabelecida uma grande diferença de potencial
elétrico (corrente elétrica de alta voltagem) entre o ânodo e o
cátodo, o que faz com que a nuvem de elétrons formada no filamento
seja impulsionada pelo vácuo em diração ao alvo;
O choque dos elétrons contra os átomos que
constituem o alvo tem como conseqüência o desprendimento de grande
quantidade de energia, sendo uma parte na forma de calor e a
outra na forma de ondas eletromagnéticas (os raios-X,
inclusive);
Os raios-X saem da ampola por uma abertura
direcionada para o paciente;
Os raios-X atravessam o paciente, sendo
atenuados ou desviados, dependendo da natureza dos
tecidos;
Os raios-X, então, serão captados para produção
da imagem, seja diretamente por um filme fotossensível no interior
de um chassi fotográfico, no caso da radiografia simples, seja por
detectores que quantificam a intensidade radiológica recebida e a
transmitem para um processador que formará a imagem posteriormente
(tomografia computadorizada).
Na tomografia
computadorizada, a imagem é formada por meio do processamento das
informações obtidas pelos detectores dispostos ao redor do
paciente, que captam a radiação emitida pelo conjunto de ampolas,
após a interação com o paciente. A informação é transformada em
impulso elétrico e transmitida ao computador, que processa os dados
e forma a imagem. Um corte tomográfico é representado na tela do
monitor por pontos bidimensionais chamados pixels. Cada pixel,
por sua vez, representa o conjunto de pixels (voxel) relativo a toda
a espessura do corte em questão.
Cada pixel tem um coeficiente de atenuação
específico, que na imagem vai ser traduzido pelo brilho do pixel em
questão. Como referência de calibração é usado o coeficiente de
atenuação da água, sendo a ele atribuído o valor zero na escala de
Hounsfield. O que se observa na imagem final são tons de cinza
traduzindo os valores da escala de Hounsfield.
Quando em comparação com áreas vizinhas,
diz-se que uma estrutura é hipodensa, isodensa ou hiperdensa,
a depender de sua representação na imagem (menor, igual ou maior
intensidade respectivamente). Exemplos: Hipodenso: liquor; Isodenso:
parênquima cerebral; Hiperdenso: osso.
Efeito de Volume Parcial: Como
cada pixel da imagem representa a média das densidades de um volume
(voxel), pode acontecer que duas áreas contíguas de densidades
distintas sejam incluídas no mesmo corte com as mesmas coordenadas
espaciais. Isso causa um artefato chamado efeito de volume parcia.
Um exemplo são áreas de menor atenuação no parênquima cerebral que
na realidade denotam a inclusão da extremidade dos ventrículos na
espessura do corte, sendo incluídos no mesmo voxel.
Atenuação: Quando os raios-X
passam pelo corpo humano, são absorvidos em maior ou menor
intensidade, dependendo da densidade dos tecidos que atravessam
(gordura, ossos, líquidos). Além disso, o número atômico dos
elementos químicos também determina o grau de absorção dos raios-X,
sendo os de maior número atômico melhores absorvedores de raios-X.
Por exemplo, os ossos atenuam intensamente os raios-X em virtude do
cálcio neles contido.
TC com técnica Helicoidal ou
Espiral: Trata-se de uma evolução do exame tomográfico em
que o tubo de raios-X desenvolve movimento em espiral ao redor do
paciente, e a emissão dos raios-X e o movimento da mesa
ocorrem ao mesmo tempo. O exame pode ser realizado em um único
episódio de apnéia ouquantos forem necessários, dependendo das
condições do paciente. Proporcionou importante melhora na qualidade
de imagens e no rendimento diagnóstico, uma vez que minimiza a
incidência de artefatos produzidos por movimentos e permite a
obtenção de imagens em fases precoces após a administração do meio
de contraste endovenoso.
Essas imagens podem ser reconstruídas em
diferentes planos ou em uma única imagem tridimensional. O princípio
da TC helicoidal ou espiral baseia-se na detecção simultânea ao
movimento da mesa, obtendo-se portanto uma aquisição volumétrica dos
dados. Levando em consideração que a aquisição é obtida em curto
intervalo de tempo (15 a 30 segundos), artefatos produzidos pela
movimentação da musculatura respiratória, peristalse intestinal e
pulsação vascular são minimizados. Como a aquisição na TC helicoidal
é de natureza volumétrica, imagens adicionais (transversais, axiais,
coronais, planos oblíquos) podem ser retrospectivamente obtidas por
reconstrução, não havendo necessidade de nova
exposição do paciente à radiação.
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Com a TC helicoidal, um exame de tórax pode ser
feito em um único episódio de apnéia (dependendo das condições do
paciente). Isso permite melhora sensível na qualidade das imagens
reconstruídas e elimina a descontinuidade provocada pelos movimentos
de respiração. A partir das imagens axiais obtidas podem ser
realizadas reconstruções tridimensionais do tipo SSD (Shaded Surface
Display) ou MIP (Maximum Intensity Projections). As
reconstruções do tipo MIP preservam as informações dos coeficientes
de atenuação dos cortes originais, o que não ocorre na reconstrução
do tipo SSD. Adicionalmente a TC helicoidal permite durante a
reconstrução a determinação de intervalos e espessuras de corte
distintos dos da aquisição, permitindo sobreposição dos cortes
originais, o que aumenta a sensibilidade para a detecção de lesões
de pequenas
dimensões
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