aula 1 - histórico e aspectos físicos

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Protocolos de TomografiaProtocolos de Tomografia

ESPECIALIZAÇÃO TÉCNICA EMTOMOGRAFIA COMPUTADORIZADATOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

Especialização em Tomografia Computadorizada Especialização em Tomografia Computadorizada

“Não se pode pretender que alguém conheça tudo, mas sim que, conhecendo alguma coisa, tenha conhecimento de tudo."

Hugo Hofmannsthal

http://www.citador.pt/citacoes.php?frases=Hugo_Hofmannsthal&cit=1&op=7&author=799&firstrec=0

Breve Histórico da Tomografia Computadorizada


1885: Descoberta dos Raios X por Wilhelm C. Röentgen;

1917: O matemático austríaco Johann Radon provou que um objeto tridimensional poderia ser reconstruído matematicamente a partir de um conjunto infinito de todas suas projeções;

1961: O neurologista William Oldendorf descreve um sistema experimental que, em teoria, seria capaz de reproduzir as secções transversais de estruturas intracranianas de radiodensidades diferentes;

1963: Allan Cormack descreve uma técnica para calcular a distribuição de absorção do Raio X no corpo humano;

1969: Godfrey Hounsfield, utilizando a técnica desenvolvida por Cormack, cria o primeiro protótipo de TC;

1972: Godfrey Hounsfield e o neurologista J. Ambrose guiaram o primeiro exame clínico de TC;


Protótipo de Hounsfield


Primeiro tomógrafo - Tomógrafo EMI Mark I®


1971: Dia 1 de outubro - Mulher de 41 anos com suspeita de tumor no lobo frontal. A varredura durou quinze horas;

1974: 60 instalações clínicas de TC (estudos exclusivos do crânio);

1975: Hounsfield constrói o primeiro tomógrafo de corpo inteiro;

1977: Primeiro tomógrafo instalado no Brasil (Hospital da Beneficência Portuguesa-SP);

1979: Godfrey Hounsfield e Allan Cormack são agraciados com o Premio Nobel de Medicina e Fisiologia;

1980: A unidade de TC número 5.000 foi instalada nos EUA;

1989: W.A. Kalender e P. Vock realizaram o primeiro exame clínico com a TC helicoidal;

1998: Introdução dos sistemas de detectores de multicortes (MDCT);

2000: ~30.000 tomógrafos de corpo inteiro instalados no mundo;

Hoje : No Brasil, ~ 1.600 tomógrafos instalados (IBGE).


Evolução da Tomografia Computadorizada

Uma nova era no diagnóstico médico!


Distinguir estruturas de órgãos e tecidos com pequenas diferenças de densidade em especial entre os tecidos moles;

Imagem de um corte sem a superposição de imagens das estruturas não pertencentes à seção em estudo;

As imagens das estruturas anatômicas conservam as mesmas proporções, sem distorções;

Imagens digitais permitem medições quantitativas das densidades dos tecidos e dos tamanhos das estruturas.

Admite manipulações pós-reconstrução, tais como:Ampliação;Suavização;Reformatação em outros planos MPR(2D);Reconstrução tridimensional (3D)

TC x Radiografias Convencionais


TC x Radiografias Convencionais



Feixe Linear, um detector

180 projeções

4,5min por fatia,

Movimento duplo (translação/ rotação)

1ª GERAÇÃO


Feixe em leque, vários detectores (5-50)

1,0min por fatia

Movimento duplo (translação/ rotação)

2ª GERAÇÃO


Feixe em leque,

vários detectores rotativos (~500)

1,0s por fatia

Scan contínuo (360º)

3ª GERAÇÃO


Tecnologia Slim RingDetectores fixos (800-5000)Somente o tubo de raios x gira1,0s por fatiaElevado custo (aquisição/manutenção)

4ª GERAÇÃO

Em termos de funcionamento, não diferem dos sistemas de 3ª e 4ª geração;

A diferença está no movimento da mesa que movimenta-se continuamente enquanto a ampola irradia o paciente de forma ininterrupta;

É o sistema mais rápido de tomografia, podendo realizar uma varredura de crânio em menos de 20s, diferente dos de 3ª geração que levava cerca de 3 minutos.

O sistema utilizado é o de rotação total da ampola podendo ser os detectores fixos ou móveis;


Sistema Helicoidal ou Espiralar (5ª Geração?)


A tecnologia dos anéis deslizantes possibilitou que a TC helicoidal fosse implementada pois possibilitava um movimento contínuo do gantry.Estes anéis forneciam tensão ao tubo sem que o mesmo ficasse preso a cabos. (ex. trilhos do metro)

Limite de velocidade de rotação de 1,0 seg. (hoje 0,33 seg.)


Conceitos advindos do modelo helicoidalRevolução: Giro de 360° do conjunto tubo/detectores. Dura em média 1s;

Pitch: Representa a razão entre o deslocamento da mesa e a espessura de corte;

OBS1: Fator importante a considerar nos casos de trabalho com pitch de relação maiores que 1:1 é que a quantidade de radiação por fatia de corte será sensivelmente reduzida, aumentando assim o ruído da imagem provocado pela baixa dose de exposição.

OBS2: Quanto maior o pitch menor o tempo de varredura ou maior a área a ser estudada, porém haverá uma redução na qualidade da imagem.


Interpolação: Sempre que se fizer necessário o uso de pitch maior que a relação 1:1, no sentido de evitar que a espessura dos cortes apresente variações muito amplas, alguns equipamentos fazem à aquisição dos dados em apenas 180° do movimento do tubo, interpolando dados nos próximos 180°, calculados pelo computador, com base nas informações obtidas a partir da primeira parte da aquisição.

Conceitos advindos do modelo helicoidal


Menor quantidade de meios contraste;

Reconstrução retrospectiva de cortes;

Reconstruções multiplanares (MPR) e tridimensionais (3D);

Imagens contínuas sem a perda de lesões por deslocamento dos órgãos internos.

Vantagens das Tomografias Helicoidais



Sistema Helicoidal Multi Slice (6ª Geração?)

Devido a tecnologia Slip ring, tubos de raios X mais potentes e o avanço computacional houve grande avanço nos modelos de TC HELICOIDAL;

Surgem os equipamentos de TC Helicoidal Multi slice (multidetectores);

Atualmente equipamentos com revolução de menos de 0,5s e com 64 canais adquirem 140 imagens por segundo; Já existem modelos com até 128 canais;

A obtenção de múltiplas imagens por segundo, permitiu o manuseio, em tempo real, das imagens de tomografia, facilitando o estudo dinâmico dos vasos.

Aumento da cobertura do eixo z por rotação;

Aquisição rápida do mesmo volume;

Carga mais baixa no tubo do que o equivalente na varredura em corte único;

Registro de volumes maiores.

Vantagens das TCH Multi slice


Tomografia Computadoriza de Feixe Cônico(Cone-Beam technique)

Os primeiros relatos literários sobre a TC Cone Beam para uso na Odontologia ocorreram muito recentemente, ao final da década de noventa;

Dose de radiação equivalente a 1/6 da liberada pela TC tradicional;

O aparelho de TC de feixe cônico é muito compacto e assemelha-se ao aparelho de radiografia panorâmica;



Aparelho I-CAT (EUA)

Aparelho NewTom-9000 (Verona-Itália)


Reconstrução 3D em tomografia Cone Beam

Tomografia Computadoriza de Feixe Cônico(Cone-Beam technique)

Ao contrário da TC tradicional, que necessita de tantas voltas quanto forem as espessuras de corte e tamanho da estrutura, resultando em maior exposição do paciente devido ao seu feixe em forma de leque, a TC de Feixe Cônico necessita de apenas um giro ao redor da área de interesse;


Reduz a dose de exposição do paciente à radiação em até 98% em relação à TC tradicional e a presença de artefatos na imagem obtida, permitindo assim a melhora da imagem tridimensional.

ALGUMAS VANTAGENS

Sistema Dual Source

Dois tubos de raios-x e dois detectores correspondentes angulados 90º entre si;

Redução de 40% a 80% da dose efetiva;

Tempo de rotação do gantry em torno de 0,28s;

Pode dispensar a necessidade de apnéia ou sedação;

Sistema Dual Energy.



Tomografia Computadorizada

Componentes FísicosComponentes Físicos


O aparelho de tomografia computadorizada tradicional apresenta três componentes principais:

1) o GANTRY, no interior do qual se localizam o tubo de raios-x e um anel de detectores de radiação, constituído por cristais de cintilação;

2) a MESA, que acomoda o paciente deitado e que, durante o exame, movimenta-se em direção ao interior do gantry (TC helicoidal);

3) o COMPUTADOR, que reconstrói a imagem tomográfica a partir das informações adquiridas no gantry.


Colimador do tubo

Colimador dos detectores

Detectores

Detectores de referência

Tubo de raios-X

Transformação analógico-digital

computador

Algoritmos de reconstrução

Imagem

ROI

Raios-X atenuados


O Gantry (portal) é o maior componente do sistema de tomografia;

O Gantry

Basicamente é composto por:

Tubo de Raios X;

Conjunto de detectores;

DAS (Data Aquisition System);

Dispositivo laser de posicionamento.


O GantryO tamanho da abertura do gantry influencia significativamente as características do tubo de raios X.

Quanto maior a abertura do gantry, maior a distância entre o foco do feixe de raios X e o arco de detectores (dfa);

Lei do inverso do quadrado da distância: A intensidade do feixe diminui com a distância do foco ao objeto de forma quadrática;

Portanto, gantry com maiores aberturas requerem a geração de feixes de raios X mais intensos.


Para um feixe mais intenso o tubo de raios X demanda maior potência elétrica da rede de alimentação;

O Gantry

Maior geração de calor por parte do tubo de raios x;

Esses fatores promovem um maior aumento dos custos dos gantry com aberturas maiores.

Mais calor implica num sistema de refrigeração mais eficiente para que o processo ocorra sem superaquecimento;


Protocolos Para Exames de

Tomografia ComputadorizadaTomografia Computadorizada

Quando se fala em protocolos para determinado exame tomográfico, deve-se levar em consideração que estes não referem-se, exclusivamente, aos parâmetros técnicos do exame em questão como fov, pitch, kV, mA, espessura de corte e etc.

São normas e processos que devem ser seguidos com o intuito de padronizar determinada atividade a fim de favorecer o entendimento e a interpretação por todas as pessoas envolvidas no processo.

Vão desde o momento em que o paciente chega até o momento em que este sai da salas de exames.

Ao definirmos um protocolo devemos levar em consideração aspectos relacionados ao paciente, ao diagnóstico e ao equipamento.


Requisitos definidos pelas características do paciente:

Crianças e pacientes jovens além de pacientes que necessitam de controle tomográfico periódico: preservação da dose;

Requisitos definidos pelo equipamento utilizado:

Vinculado as características e limitações do equipamento como número de canais, revolução do tubo, colimação...


Requisitos definido pelo diagnóstico:

Resolução espacial: usar cortes mais finos possível

Resolução de contraste: exame com baixo nível de ruido;Sem necessidade de resolução espacial: Aumentar a espessura de corte. Estudo de lesões grandes, como massas mediastinais, aneurismas de aorta e etc;

Com alta resolução espacial (Cortes mais finos): Estudo dinâmicos de nódulos

Resolução temporalEstudo de artérias coronarianas, estudo do coração, estudo de massas mediastinais contíguas ao coração.



Deve-se fazer a anamnese do paciente antes da realização do exame e, dependendo dos dados obtidos, deve-se fornecer ao paciente um comprimido antialérgico caso haja necessidade de administração de meio de contraste iodado endovenoso.

Alguns questionamentos essenciais durante a anamnese do paciente:

Se está em jejum de pelo menos quatro horas;

Se tem alergia a iodo (se já comeu camarão, caranguejo ou outros frutos do mar);

Se fuma ou já fumou e por quanto tempo;

Qual o motivo do exame.


Deve-se pedir ao paciente que retire qualquer adorno ou roupa que esteja na região de interesse;

Deve-se explicar ao paciente todo o procedimento de forma sucinta mas clara para que este possa colaborar durante a execução do exame;

Deve-se orientar os acompanhantes a deixar a sala de exames quando do inicio do mesmo, salvo situações especiais como no caso de idosos ou crianças;

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