Tomografia Computadorizada.

História.

A tomografia computadorizada (TC), introduzida na práticaclínica em 1972, é uma modalidade da Radiologia reconhecidapelo alto potencial de diagnóstico.

A TC possibilitou a investigação por imagem de regiões do corpohumano até então não reproduzidas pelos métodosconvencionais.

Além disso, substituiu alguns exames que traziam muitodesconforto e determinados procedimentos que acarretavamalto risco para o paciente.

História.

Em reconhecimento ao extraordinário impacto clínico proporcionado pelaTC, os inventores A.M. Cormack e G.N. Hounsfield foram agraciados com oPrêmio Nobel em Medicina e Fisiologia de 1979.

Allan M. Cormack Godfrey N. Hounsfield

Introdução.

• A invenção da TC apoiou-se nos seguinte pontos:

Um tubo de raios-X gira, emitindo radiação, em torno dopaciente, num plano axial. Um conjunto de detectoresposicionados no lado oposto do tubo captam os fótons de raios-Xque atravessam o paciente sem interagir.

Um algoritmo de reconstrução, composto de uma sequência deinstruções matemáticas, converte os sinais medidos pelosdetectores em uma imagem.

Introdução.

• Destacam-se os seguintes pontos de superioridade da imagem por TC sobre a imagem radiográfica convencional:

A possibilidade de distinguir as estruturas de órgãos e tecidoscom pequenas diferenças de densidade, em especial entre ostecidos moles.

A obtenção de uma imagem da seção de corte de interesse sema superposição das imagens das estruturas anatômicas nãopertencentes à seção em estudo.

Introdução.

As imagens das estruturas anatômicas conservam as mesmasproporções, isto é, não há distorção geométrica.

Introdução.

As imagens digitalizadasadmitem manipulações pós-reconstrução da imagem, taiscomo: ampliação, refinamento,reformatação em outros planos(2D) e reconstrução da imagemtridimensional (3D).

Introdução.

• A obtenção de imagens digitais para as mediçõesquantitativas das densidades dos tecidos e dos tamanhosdas estruturas.

Introdução.

Com todos os benefícios indubitáveis da TC à saúde,deve-se atentar para o fato que o método utiliza radiaçãoionizante e que a dose de radiação recebida pelopaciente é considerada alta em comparação aos outrosmétodos de diagnóstico radiológico, sendo ultrapassadasapenas pelas doses envolvidas nos procedimentosradiológicos intervencionistas.

Introdução.

• A qualidade da imagem de TC é influenciada pelos:

Parâmetros da técnica relacionados à dose de radiação.

Parâmetros relacionados à reconstrução e à apresentação daimagem.

Parâmetros clínicos (tamanho do paciente, sua cooperação emrelação ao movimento e o procedimento de administração demeio de contraste).

Introdução.

Os primeiros tomógrafos foram destinados a estudos exclusivamente dacabeça. Logo a seguir, os projetos dos tomógrafos permitiram investigaçõesde outras regiões do corpo.

Até 1989, a aquisição dos dados era realizada exclusivamente corte a corte.Este tipo de varredura é hoje denominada axial, convencional ou seriada.

Durante esta fase, as grandes alterações nos projetos recaíram sobre o tipode geometria, acoplamento e mecanismos de movimento do conjunto tubode raios-X e detectores e o número de detectores. À medida que osdiferentes tipos de varredura foram introduzidos no mercado, foram sendodiferenciados pela nomenclatura de “primeira”, “Segunda”, “terceira” e“quarta geração”.

Introdução.

O padrão de varredura destes tomógrafos de primeira geração consistia deuma translação de tubo de raio X e do detector (um ou no máximo dois) emconjunto, seguida de uma pequena rotação. O procedimento era repetidoaté completar 180º.

1972

Introdução.

Na segunda geração de tomógrafos, ao invés de um detector um conjuntode detectores colocava-se do outro lado do tubo de raio X, de forma que ofeixe de raio X formava um leque e não apenas uma linha única de aquisiçãode dados.

1974

Introdução.

Na terceira geração de tomógrafos, o movimento de translação foi eliminado,mantendo-se apenas o movimento de rotação e o feixe de raios X foiampliado graças às novas tecnologias do tubo de raios X e o grande aumentono número de detectores, mudando-se completamente a geometria devarredura. O tempo de aquisição tornou-se bem mais rápido e a qualidade daimagem sofreu uma melhora bastante significativa.

A terceira geração de tomógrafos foidesenvolvida em 1974 pela firma Artronix, mas sócolocada em prática em 1975 pela GE.Posteriormente, em 1977, a Philips melhorou aterceira geração de tomógrafos introduzindo oprincípio do "geometric enlargement" quecontribuiu para o desenvolvimento das técnicasde alta resolução nos tomógrafos subseqüentes.

Introdução.

Em abril de 1976 a firma AS&E introduziu o conceito de tomógrafo dequarta geração que consistia num tubo de raio X, com movimento derotação dentro de um conjunto fixo de detectores.

Entrou em uso por volta de 1981.

Introdução.

Em 1985, a quinta e asexta gerações queculminaram com o sistemahelicoidal. Com ele épossível a aquisição dedados de grandes volumes(até um metro de extensãocorporal) em apenas 32segundos para obtenção demilhares de cortestomográficos.

Introdução.

A TC helicoidal, também conhecida como espiral ou volumétrica, tem asseguintes vantagens:

A realização da varredura completa sobre um órgão ou região com opaciente prendendo uma única vez a respiração, de modo que todos osdados são coletados no mesmo estágio de respiração.

Lesões dúbias podem ser reavaliadas sem exposição adicional à radiação.

Melhorou significantemente a qualidade das reconstruções 3D e 2D.

Nos estudos com administração de meio de contraste intravascular, épossível estudar um órgão completo, o fígado, por exemplo, em diferentesfases de intensificação do meio de contraste: a fase arterial, a fase portal e afase tardia.

Componentes do tomógrafo.

Formação da Imagem.

•O método de formação dos tomogramascomputadorizados é bem mais complexo do que aimagem radiográfica convencional. O processopode ser dividido em três fases:

Aquisição de dados.

Reconstrução matemática da imagem.

Formatação e apresentação da imagem.

Fase de Aquisição de Dados

• A fase de aquisição de dados é também conhecida como fase de varredura ou de exploração.

Inicia-se com a exposição de uma seção da região do corpo a um feixe colimado de raios-X, na forma de um leque fino, envolvendo as suas extremidades.

Scout: é a primeira imagem em um exame de tomografia.

Fase de Aquisição de Dados.

Os fótons de radiação queatravessam a seção do corpo seminteragir atingem um conjunto deelementos detectores, no ladooposto, tendo o paciente aocentro.

Fase de Aquisição de Dados.

O raio, ao atravessar o corpo, é atenuado, e a leitura do sinal dodetector é proporcional ao grau de atenuação ou ao grau depenetração do raio.

Fase de Aquisição de Dados.

Durante a rotação, as leituras dos detectores são registradas em intervalos fixos de tempo.

Os sinais dos detectores codificados que

alimentam os programas de reconstrução da

imagem são denominados dados brutos.

O termo “pitch” é definido como a

distância percorrida pela mesa de exames

durante um giro de 360° do tubo de raios X

dividido pela colimação do feixe de raios-X.

PITCH: Espessura do CorteImagem

Fase de Reconstrução da Imagem.

A reconstrução de imagem de TC é um processo realizado por computador.Algoritmos matemáticos transformam os dados brutos em imagemnumérica ou digital.

A imagem digital é uma matriz bidimensional,

em que cada elemento de matriz, denominado

de pixel, recebe um valor numérico

denominado de número de TC.

O número de TC está relacionado ao coeficiente

linear médio de atenuação do elemento do objeto,

o voxel, que ele representa.

Por definição, o número de TC da água é

igual a zero.

Fase de Apresentação da Imagem.

A fase final é a conversão da imagem digital em uma imagem de vídeo, paraque possa ser diretamente observada em um monitor de TV e,posteriormente documentada em filme.

A relação entre os valores do

número de TC do pixel da matriz de

reconstrução para os tons de cinza,

ou de brilho, da matriz de

apresentação é estabelecida pela

seleção da janela.

Fase de Apresentação da Imagem.

Janela Mediastino. Janela Pulmonar.

Fase de Apresentação da Imagem.

Após o processo devarredura e processamentodos dados brutos énecessário “fotografar” asimagens selecionadas para odiagnóstico.

Fase de Apresentação da Imagem.

Ferramentas de

processamento de

imagem.

Fase de Apresentação da Imagem.

Fase de Apresentação da Imagem.

Fase de Apresentação da Imagem.

Fase de Apresentação da Imagem.

Fase de Apresentação da Imagem.

Fase de Apresentação da Imagem.

Referência.

• Oliveira Costa, Nancy. Mamografia – Posicionamentos Radiológicos. EditoraCorpus, São Paulo, 2008. ISBN 978-85-60408-08-5

• Mamografia: da prática ao controle. Ministério da Saúde. Instituto Nacional deCâncer. – Rio de Janeiro: INCA, 2007. 109p.CDD 618.190 757 2

• Bontrager, Kenneth L. & Lampignano, John P. Tratado de PosicionamentoRadiológico e Anatomia Associada. 7ª Edição, Rio de Janeiro – RJ. 2010. ISBN978-85-352-3438-1

• Radiologia Brasileira 2006; 39(4):287–296