Computadores e tomografia computadorizada

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1 7 Computadores e tomografia computadorizada I. Computadores A. Fundamentos Computadores utilisam o sistema binário. A um bit (do inglês binary digit) pode ser atribuído um de dois valores discretos. Um bit pode codificar 2 valores, ou dois tons de cinza, que correspondem a branco e preto. n bits podem codificar 2 n valores, ou valores de cinza. 8 bits = 1 byte; 2 butes = 1 word(16 bits). Um total de 256 tons de cinza (2 8 ) podem ser codificados em um byte (8 bits). Um total de 4096 tons de cinza (2 12 ) podem ser codificados em 12 bits. Necessidades de armazenamento para computadores podem ser especificadas utilizando kilobytes (kb) (10 3 bytes), megabytes (MB) (10 6 bytes), gigabytes (GB) (10 9 bytes) ou terabytes (TB) (10 12 bytes). B. Informação na imagem Pixels são elementos individuais da imagem em uma imagem bidimensional. Em imagens digitais, cada pixel é normalmente codificado utilizando 1 ou 2 bytes. O número total de pixels em uma imagem é o produto do número de pixels atribuídos à dimensão horizontal com o atribuído à dimensão vertical. O número de pixels em cada dimensaão é chamado de tamanho da matriz. Se existesm 1024 (1 k) pixels nas direções vertical e horizontal, a imagem contém 1 k 1k = 1 M, ou pixels. A Tabela 7.1. lista tamanhos típicos de matrizes utilizados em radiologia diagnóstica. O conteúdo de informação das imagens é o produto do número de pixels e o número de bytes por pixel. Uma imagem com uma matriz pixels e codificação com 1 byte para cada pixel requer 0,25 MB de memória ( ). A mesma imagem obtida utilizando 2 bytes codificando cada pixel com 2 bytes requer 0,5 MB de memória ( ). Um raio-x de tórax digitalizado em uma matriz 2 k 2 k utilizando codificação de 2 bytes ( ) requer 8 MB de memória. Sistemas digitais modernos de mamografia são desenhados com matrizes de 4 k 4 k e 4 k 6 k pixels. 1

2 Com codificação de 2 bytes por pixel, uma única imagem mamográfica oide requerer de 32 a 48 MB de memória. C. Hardware do computador Memórias de computador são do tipo memória de acesso aleatório (RAM, do inglês random access memory ou do tipo memórias somente para leitura (ROM, do inglês read-only memory). RAM é a memória temporária que armazena informação enquanto o aplicativo (software) é utilizado. ROM é somante para armazenamento. Dadas em ROM não podem ser sobreescritos. Memórios de buffer são normalmente cnsideradas parte da RAM e são em geral utilizadas para video. Uma unidade de processamento central (CPU) realiza cálculos e operações lógicas sob o controle das instruções do software. O processamento paralelo ocorre quando várias tarefas são ralizadas simultaneamente. O processamento serial refere-se à execução das tarefas sequencialmente. Processadores paralelos são dispositivos eletricamente conectados dedicados a realizar um tipo de cálculo rápido. Processadores paralelos são utilizados em CT e ressonância magnética onde um grande número de cálculos é necessário para converter dados em imagens. D. Software de computador Os computadores utilizam sistemas operacionais para realizar atividades internas tais como armazenamento de arquivos. Um arquivo é uma coleção de dados tratados como uma unidade. Exemplos de sistemas operacionais são DOS (para computadores pessoais tipo IBM), UNIX (para computadores SUN), e VMS (para vários computadores tipo mainframe). Computadores Macintosh utilizam um sistema próprio. Aplicativos fornecem instruções para os computadores. Os programas instruem o computador sobre onde os dados de entrada são armazenados, como estes dados são manipulados e onde os resultados devem ser colocados. A maioria dos programas de computador são escritos utilizando linguagens de alto nível tais como C, Pascal, COBOL, dbase, FORTRAN, ou Basic. Estas linguagens independentes da máquina são chamadas de código fonte. Código objeto ou linguagem de máquina é o código binário com as instruções específicas de cada máquina utilizadas pela CPU. É difícil escrever programas em código objeto. Um compilador é um programa utilizado para converter código em linguagem de alto nível (código fonte) em linguagem de máquina (código objeto). E. Dispositovos periféricos Dispositivos de armazenamento de dados incluem discos rígidos, discos flexíveis, discos óticos, jukeboxes óticas, e fitas magnéticas. A Tabela 7.2. resume as capacidades de armazenamento de dados dos vários meios. Dispositivos de saída incluem os tubos de raios catódicos (CRT), monitores, impressoras de filmes a laser, e impressoras de papel. 2

3 Computadores se comunicam via cabos coaxiais, linhas telefônicas, transferências de fita magnética, microondas e conexões de fibras óticas. Um modem (modulator/demodulator) é utilizado para transmitir informação através da linha telefônica. A Figura 7.1 mostra os dispositivos periféricos associados aos computadores. Computadores modernos estão interligados utilizando redes tais como a ethernet, que podem ser utilizadas para transmitir imagens para localizações remotas. A baud rate descreve a taxa de informação transferida em bits por segundo. Uma baud rate de 9600 corresponde a 9600 bits/s ou 1200 bytes/s. A Tabela 7.3 lista as opções de rede para a transmissão de imagens e os tempos típicos de transmissão para uma radiografia de tórax padrão (8 MB de informação). F. Sistemas de arquivamento e comunicação de imagens Sistemas de arquivamento e comunicação de imagens (PACS) (do inglês Picture Archival and Communication System) são sistemas de radiologia digital que têm o potencial de eliminar o uso de filmes. PACS são também chamados de IMACs (do inglês Image Management and Communication). PACS necessitam de sistemas de aquisição, computadores, arquivos de imagem, e estações para visualização das imagens. Os componentes de um PACS precisam estar conectados a uma rede de comunicação digital. Benefícios de um PACS incluem a habilidade de manipular dados, armazenamento compacto, recuperação rápida de imagens, e a habilidade de mandar imagens para localizações remotas. Serviços de radiologia "sem filme" incluem o Hospital OMSZ em Viena II. Tomografia computadorizada A. Introdução B. Imagens A tomografia computadorizada (CT, do inglês computed tomography) é uma técnica de imageamento tomográfica que gera imagens de cortes transversais no plano axial. Imagens de CT são mapas do valor da atenuação relativa linear dos tecidos. Procedimentos de CT utilizam alto kvp (120 a 140 kvp) com filtração elevada. Para uma posição fixa do tubo de raios-x, um feixe em leque é passado através do paciente e medidas da intensidade do feixe transmitido são feitas por um conjunto de detetores. As medidas da intensidade dos raios-x transmitidos são chamadas projeções. As imagens de CT são obtidas através da análise matemática de várias projeções. O campo de visão (FOV, do inglês field of view) é o diâmetro da área sendo imageada (por exemplo, 23 cm para a cabeça). O tamanho do pixel em CT é determinado dividindo-se o FOV pelo tamanho da matriz. O tamanho das matrizes utilizadas em CT gralmente são de (0,5 k). Por exemplo, tamanhos de pixels são de 0,5 mm para um FOV de 3

4 25 mm de diâmetro para um procedimento de cabeça (25 dividido por 512) e 0,7 mm para um FOV de 35 cm para um procedimento de corpo (35 dividido por 512). O voxel é um elemento de volume no paciente. O volume do voxel é o produto da área do pixel pela espessura do corte. A Figura 7.2 mostra a relação entre FOV, tamanho da matriz, voxel e pixel. O coeficiente de atenuação relativa (µ) é normalmente expresso em unidades de Hounsfield (HU), que também conhecida como números de CT. HU x =1000 (µ x - µ água )/µ água O 1000 nesta equação determina a escala de contraste. Por definição, a HU para água é 0, e a HU para o ar é A Tabela 7.4 lista valores típicos da HU para uma variedade de tecidos. Devido à dependência do µ x e do µ água com a energia do fóton (kev), os valores de HU dependem do kvp e da filtração. Portanto, HUs gerados por um aparelho de CT são aproximados e válidos somente para o kvp efetivo utilizado para gerar a imagem. C. Scanners de primeira e segunda geração Em 1972, o tomógrafo EMI foi o primeiro aparelho introduzido na prática clínica. Tomógrafos EMI utilizavam um feixe em pincel e cristais detetores de iodeto de sódio (NaI) que moviam-se transversalmente ao paciente (isto é, transladados) e geravam aproximadamente 160 pontos de dados por projeção num processo ponto-a-ponto. O tubo de raios-x e o detetor eram rodados de 1 grau e outra projeção obtida; 180 projeções eram obtidas num intervalo angular de 180 graus, e a geração de uma única imagem levava cerca de 5 minutos. Este desenho original da EMI é chamado de sistema de primeira geração. Tomógrafos de segunda geração também utilizavam tecnologias de translação-rotação mas tinham múltiplos detetores e um feixe em leque. Equipamentos de segunda geração permitiam incrementos de rotação maiores e procedimentos mais rápidos, com uma única seção gerada em aproximadamente 1 minuto. D. Reconstrução da imagem A geração da imagem a partir dos dados adquiridos envolve a determinação do coeficiente de atenuação de cada pixel individualmente. Um algoritmo matemático processa os dados da projeção e reconstrói a imagem transversal de CT. A maioria dos tomógrafos modernos utilizam um algoritmo de retroprojeção com aplicação de filtro para a reconstrução da imagem. Técnicas mais antigas de reconstrução da imagem incluiam retroprojeções. Métodos interativos (tentativa e erro) tais como técnicas de reconstrução algébrica também foram utilizados para a reconstrução de imagens. A reconstrução de imagens envolvendo milhões de dados podem ser realizadas em segundos utilizando processadores paralelos (mastigadores de números). 4

5 Diferentes filtros podem ser utilizados na reconstrução por retroprojeção filtrada, oferecendo diferentes compromissos entre resolução espacial e ruído. Alguns filtros permitem a reconstrução de detalhes finos mas com um maior nível de ruído na imagem, tal como em algoritmos para osso. Algoritmos tais como os para tecidos moles oferecem alguma suavização, que diminui o ruído na imagem mas também diminui a resolução espacial. A escolha do melhor filtro a ser utilizado no algoritmo de reconstrução depende do objetivo clínico. E. Visualização da imagem Imagens reconstruídas são visualizadas em CRTs ou impressas em filme utilizando uma impressora a laser. Cada pixel é normalmente representado por 12 bits, ou 4096 níveis de cinza, que é maior que o intervalo de visualização dos filmes e monitores. A largura e o nível da janela são utilizadas para otimizar a aparência de imagens de CT para determinação dos níveis de contraste e brilho atribuídos para os dados da imagem de CT (Figura 7.3). O nível da janela, ou centro, é o número de CT ou valor de HU que será apresentado com a intensidade média na imagem. O nível da janela é normalmente escolhido próximo do valor médio do HU do tecido de interesse (por exemplo, 10 a 50 HU para os tecidos moles). A largura da janela é o intervalo de números de CT mostrados em torno do centro selecionado e, portanto, determina o contraste. Uma janela estreita oferece maior contraste que uma janela larga. O ajuste da largura e do nível da janela afetam somente a imagem visualizada, não os dados reconstruídos armazenados no computador. III. Scanners modernos de tomografia computadorizada A. Scanners de terceira e quarta gerações Tomógrafos de terceira geração utilizam um feixe em leque rotativo e detetores rotativos (sistema rotatório-rotatório) (Figura 7.4A). Tomógrafos de quarta geração têm um tubo rotatório e um anel de detetores fixos (até 4800) no gantry (sistema rotatório-fixo) (Figura 7.4B). Tomógrafos de terceira e quarta gerações tipicamente adquirem uma seção em 1 ou 2 segundos. A performance no que se refere à imagem é aproximadamente a mesma nos tomógrafos de terceira e quarta gerações. Os cabos que fornecem a alta voltagem ao tubo de raios-x do CT limitam a rotação a uma volta. A maioria dos modernos aparelhos fazem uso da tecnologia de anel de deslizamento na qual a alta voltagem é suprida ao tubo através de um anel de contato no gantry. Com tomógrafos com anel de deslizamento, o tubo de raios-x pode girar em uma direção indefinidamente. Tomógrafos com anel de deslizamento são rápidos e podem obter várias seções em uma única suspensão da respiração. B. Tubos de raios-x e colimadores O aquecimento do tubo para CT é em geral é alto, requerendo do anodo alta capacidade térmica. Os sistemas modernos têm tubos de raios-x com capacidade térmica de mais de 2 megajoules. 5

6 Tubos de CT têm mancha focal de aproximadamente 1 mm. Tubos de alta performance podem custar mais de US$ ,00. O feixe é colimado quando sai do tubo e novamente quando chega no detetor. A colimação define a largura da fatia e reduz o espalhamento. Colimadores ajustáveis permitem que a espessura do corte varie de 1 a 10 mm. A elevada filtragem do feixe utilizado em CT tipicamente produz um feixe com um valor de camadas semi-redutora (HVL) de aproximadamente 10 mm de alumínio. C. Detetores de estado sólido Cristais cintiladores produzem luz quando fótons de raios-x são absorvidos. Quando acoplados a um detetor de luz (tubo fotomultiplicador ou fotodiodo), um sinal elétrico proporcional à intensidade da radiação incidente é produzido. O material mais comum utilizado em detetores de estado sólido é o tungstanato de cádmio (CdWO 4 ), que é um eficiente detetor de raios-x. Somente detetores de estado sólido são utilizados em tomógrafos de quarta geração, que requerem detetores finos devido à geometria de deteção. D. Detetores a gás Câmaras de ionização com gás xenônio consistem em uma câmara preenchida com gás e com anodo e catodo mantidos a uma diferença de potencial. Os fótons incidentes de raios-x ionizam o gás, produzindo pares elétron-íon. A corrente produzida é proporcional à intensidade da radiação incidente. Os detetores a gás podem ser utilizados somente em tomógrafos de terceira geração. Detetores a gás são usualmente mantidos a alta pressão (25 atm) para aumentar a eficiência de deteção. D Detetores a gás são mais estáveis que detetores de estado sólido. E. Scanners de quinta geração Tomógrafos de quinta geração utilizam um canhão de elétrons que deflete e focaliza um feixe de elétrons de alta velocidade ao longo de um arco de 210 graus de um grande anel-alvo de tungstênio no gantry. O feixe de raios-x produzido é colimado para atravessar o paciente e atingir um anel de deteção. Anéis de deteção múltiplos permitem a aquisição simultânea de seções múltiplas de imagens. Não existem partes móveis, o que permite que imagens sejam obtidas em tempos de 50 a 100 ms, diminuindo assim artefatos de movimento. Tomógrafos de quinta-geração são úteis em imageamento cardíaco e em pacientes incapazes de cooperar para exames de rotina que requerem a suspensão da respiração (por exemplo, pacientes pediátricos ou de trauma). F. Tomografia computadorizada helicoidal Equipamentos com anéis de deslizamento podem ser utilizados no modo 6

7 helicoidal (ou espiral). Diferentemente dos tomógrafos convencionais, nos quais o tubo de raios-x gira em torno de um paciente estacionário uma seção de cada vez, na tomografia helicoidal o paciente é movido ao longo do eixo horizontal à medida que o tubo de raios-x roda em torno do paciente. O feixe central de raios-x entrando no paciente segue uma trajetória helicoidal durante o exame. A relação entre o movimento do paciente e do tubo é chamada de passo (pitch), que é definida como o movimento da mesa durante cada revolução do tubo de raios-x (medido em milímetros) dividido pela largura de colimação (medida em milímetros). Por exemplo, para uma fatia de 5 mm, o paciente pode mover-se 10 mm durante o segundo que leva para o tubo girar 360 graus, levando a um passo de 2. A reconstrução da imagem é obtida interpolando-se as projeções obtidas em posições selecionadas ao longo do eixo do paciente. As imagens podem ser reconstruídas em qualquer nível e com qualquer incremento mas têm sempre a espessura do colimador utilizado. A capacidade de rapidamente cobrir um grande volume em uma única parada de respiração elimina erros de registro e reduz o volume de agente de contraste requerido. IV. Qualidade da imagem e dose de radiação A. Introdução B. Contraste C. Ruído A qualidade da imagem pode ser caracterizada em termos de contraste, ruído e resolução espacial. Em geral, a qualidade da imagem envolve compromissos entre estes três fatores e a dose de radiação no paciente. Artefatos gerados durante o procedimento de CT podem degradar a qualidade da imagem. O contraste da CT é a diferença entre valores de HU em tecidos adjacentes. Este contraste em geral aumenta à medida que o kvp diminui mas não é afetado pela ma e pelos tempos de varredura. O contraste em CT pode ser artificialmente modificado com o uso de substâncias tais como o iodo. O ruído na imagem pode dificultar a deteção de objetos de baixo contraste tais como tumores com uma densidade próxima do tecido adjacente. O contraste da imagem visualizada é primariamente determinado pelo ajuste da largura e do nível de janelamento. Ruído em CT é primariamente definido pelo número de fótons utilizado para fazer uma imagem (ruído quântico). Quando um detetor recebe uma contagem total de 100 fótons, o desvio padrão é dado por 100 1/2 = 10 (isto é, 10% da média). Um total de 68% de medições repetidas estão dentro de 1 desvio padrão da média (isto é, entre 90 e 110 contagens). Se a contagem cresce para 1000, o desvio padrão é 32 (1000 1/2 ), ou 3,2% da média; se a contagem é , o desvio padráo é 100 ( /2 ), ou 1% da média. O ruído quântico diminui à medida que o número de fótons aumenta. O ruído em CT pode geralmente ser reduzido aumentando-se o kvp, a 7

8 D. Resolução ma, o tempo de varredura, se todos os outros parâmetros permanecerem constantes. O ruído em CT também pode ser reduzido aumentando-se o tamanho do voxel (isto é, diminuindo o tamanho da matriz, aumentando o FOV ou aumentando a espessura da fatia). Valores típicos de ruído atualmente giram em torno de 5 HU (isto é, diferenças de 0,5% no coeficiente de atenuação). A resolução espacial é a capacidade de discriminar entre objetos adjacentes e é função do tamanho do pixel. Se o FOV é d e o tamanho da matriz é M, o tamanho do pixel é d/m. Para um procedimento típico de cabeça com um FOV de 25 cm e matriz de 512 x 512, o tamanho do pixel é 0,5 mm. Como são necessários dois pixels para definir um par de linhas, a melhor resolução espacial possível é 0,5 mm. Resoluções típicas giram em torno de 0,7 mm a 1,5 pl/mm. A resolução no plano (axial) pode ser melhorada operando-se no modo de alta resolução utilizando-se um FOV menor ou um mairo tamanho da matriz. Fatores que também podem melhorar a resolução espcial em CT pela redução do embaçamento da imagem incluem a diminuição da mancha focal, detetores menores, e mais projeções. A resolução perpendicular à seção depende da espessura do corte e é importante para as reconstruções sagitais e coronais. E. Dose de radiação O perfil de dose em um tomógrafo não é uniforme ao longo do eixo do paciente e pode variar para cada seção irradiada. Valores típicos de dose para uma única fatia são 40 mgy (4 rads) para um exame de cabeça ou 20 mgy (2 rads) para exame de corpo. As doses na superfície podem ser maiores que as internas. Em procedimentos de cabeça, a razão superfície-centro é de aproximadamente 1:1. Em procedimentos de corpo, a razão superfície-centro é de aproximadamente 2:1. Devido ao espalhamento de raios-x, o perfil de dose na seção tomográfica não é perfeitamente retangular mas tem caudas que extendem-se além dos limites da fatia. Tecidos além da seção são portanto expostos à radiação. Quando fatias adjacentes são feitas, a dose acumulada numa delas pode ser até duas vezes maior do que a dose associada a uma única fatia. Os fabricantes especificam doses utiliznado o índice de dose para tomografia computadorizada (CTDI, do inglês computed tomography dose index), que é a integral do perfil de dose axial para uma única fatia dividido pela espessura nominal da fatia. Apesar de ser possível de medir-se diretamente o CTDI, ele não está relacionado diretamente aos riscos para o paciente. F. Riscos da radiação O risco para o paciente está relacionado à energia total absorvida. O risco para o paciente é calculado somando as doses em todos os órgãos irradiados ponderando pelas respectivas radiosensibilidades. Tal integral de dose no paciente é a dose efetiva equivalente (H E ). H E para procedimentos de cabeça é de aproximadamente 2 msv 8

9 G. Artefatos (200 mrem). H E para proceimentos de corpo é de aproximadamente 5 a 15 msv (500 a 1500 mrems). Se todos os outros fatores são mantidos constantes, os riscos para o paciente aumentam com o aumento no número de fatias, a espessura das fatias, o tempo de varredura, o kvp, e a ma, porque mais energia é depositada no paciente. A dose efetiva (E) é conceitualmente similar a H E mas faz uso de fatores mais recentes de ponderação para a radiosensibilidade dos órgãos. Valores quantitativos de H E e E são similares para a maioria dos exames de CT. Tomógrafos podem produzir artefatos nas imagens reconstruídas. Artefatos de volume parcial resultam quando se faz a média dos coeficientes de atenuação linear de um voxel heterogênio. Artefatos de volume parcial aumentam com o aumento do tamanho do pixel e da espessura da fatia. Movimentos aleatórios ou imprevisíveis (por exemplo, se o paciente espirra) produzem artefatos de streak. Em estruturas de alta densidade, tais como implantes metálicos, o detetor pode não registrar transmissão. Neste caso, o algoritmo de reconstrução gera streaks adjacentes às estruturas de alta densidade. Artefatos de endurecimento do feixe (cup artifacts) são causados pela natureza policromática do feixe. À medida que as componentes de baixa energia do feixe vão sendo preferencialmente absorvidas, o feixe torna-se mais penetrante, resultando em menores valores calculados para o coeficiente de atenuação (HU). Artefatos de endurecimento do feixe são mais marcantes principalmente em interfaces de alto contraste tais como entre ossos densos do crânio e o cérebro, onde streaks escuras (baixos valores de HU) ocorrem. Artefatos em anel podem surgir em sistemas de terceira geração quando um detetor está defeituoso ou mal calibrado. Artefatos devido a defeitos são raros nos equipamentos modernos. 9

10 Tabela 7.1. Valores típicos para tamanhos de matrizes e bytes por pixel em radiologia Modalidade Tamanho da matriz Bytes por pixel Medicina nuclear 64 2 ou ou 2 Ressonância magnética ou Tomografia computadorizada Ultrasom Angiografia digital Radiografia computadorizada Digitalizadores de filmes ou Mamografia ou Media Tabela 7.2. Valores representativos da capacidade de armazenamento e tempos de acesso para meios de armazenamento. Capacidade de armazenamento 1 TB = 10 3 GB = 10 6 MB Tempo de acesso Disco flexível 1 MB ~1 s Disco rígido 20 MB - 2 GB 10 ms Fita magnética 600 MB - 5 GB 10 s a alguns minutos Disco ótico 600 MB - 10 GB 16 ms Caixa ótica 20 GB - 3 TB s 10

11 Tabela 7.3. Número de Hounsfield para alguns materiais representativos, com suas respectivas densidades e densidades eletrônicas. Material Densidade (g/cm 3 ) Densidade eletrônica (e/cm ) Número de Hounsfield aproximado Ar <0,01 <0, Pulmão 0,25 0, Gordura 0,92 3,07-90 Água 1,00 3,33 0 Matéria branca Matéria cinzenta 1,03 3, ,04 3,43 40 Músculo 1,06 3,44 50 Osso cortical 1,8 5,

12 Figura 7.1. Relação entre campo de visão, tamanho da matriz, voxel, e pixel em uma imagem tomográfica. Figura 7.2. Relação entre campo de visão, tamanho da matriz, voxel, e pixel em uma imagem tomográfica. 12

13 Figura 7.3. O janelamento determina como os valores calculados para a atenuação dos tecidos serão apresentados. A largura da janela determina o intervalo de branco a preto. O centro da janela determina o valor central. Figura 7.4. A.Aparelhos de terceira geração têm um tubo rotativo e uma matriz de detetores (sistema rotação-rotação). B. Aparelhos de quarta geração têm um tubo rotativo e um anel de detetores fixos (sistema rotação-fixo). 13

14 Testes de Revisão 1. Faça a correspondência entre o número de bits e as informações abaixo: A. 1 B. 8 C. 10 D. 12 E. 16 i. 2 bytes ii. 1 byte iii tons de cinza iv. 2 tons de cinza v tons de cinza 2. Se todos os 8 bits de um byte são definidos como 1, então o número decimal é: A. 8 B. 255 C D. Muito grande para armazenar numa palavra E. Nenhuma das anteriores 3. Faça a correspondência entre os itens de hardware e as características de performance correspondentes: A. RAM B. Disco flexível C. CPU D. Disco ótico "jukebox" E. ROM i. Realiza operações lógicas e aritméticas ii. Dispositivo de armazenamento que perde informação quando falta energia iii. Dispositivo de armazenamento que não permite re-gravação iv. Pode ter uma capacidade de armazenamento online de 1 TeraByte v. Pode ser apagado ao se aproximar de um equipamento de ressonância magnética 4. Atribua verdadeiro (V) ou falso (F) às seguintes definições a respeito de computadores digitais: A. Um byte sempre consiste de 8 bits B. Um arquivo é um conjunto de dados tratado como uma unidade C. Um microprocessador é um circuito integrado individual D. Um modem mantém o suprimento de energia para o computador E. A sigla PACS quer dizer sistema de arquivamento e comunicação de imagens 5. Marque verdadeiro (V) ou falso (F). São dispositivos de entrada para um computador: A. Teclado B. Trackball C. Impressora laser D. Caneta ótica E. Processadores paralelos F. Tela sensível ao toque 6. O processamento paralelo: A. Envolve a realização simultânea de diversas tarefas B. Requer processamento em conjuntos de processadores C. Não pode ser realizado em código de máquina D. Requer o compartilhamento de dispositivos periféricos 14

15 E. Todas as anteriores 7. Os computadores podem se comunicar uns com os outros utilizando todos os seguintes canais de comunicação, exceto: A. Cabos coaxiais B. Linhas telefônicas C. Cabos de fibra ótica D. Microondas E. Geradores de alta freqüência 8. Os componentes encontrados num PACS provavelmente incluirão: A. Dispositivos de aquisição digital B. Arquivos digitais C. Estações de visualização diagnóstica D. Base de dados do paciente E. Todas as anteriores 9. Quantos megabytes (MB) são necessários para armazenar cada uma das seguintes imagens? A. NM (medicina nuclear) byte B. MR (ressonância magnética) byte C. US (ultrassonografia) byte D. CT (tomografia computadorizada) byte E. DSA (angiografia digital) byte F. CR (radiografia computadorizada) byte 10. A transmissão de raios-x medida a partir de um único feixe em leque de CT através de um paciente é chamada: A. Filtro B. Algoritmo de retro-projeção C. Fatia tomográfica D. Feixe primário E. Projeção 11. Que algoritmo de reconstrução de imagens é utilizado com mais freqüência nos tomógrafos comerciais atuais? A. Transformada de Fourier bidimensional B. Transformada de Fourier tridimensional C. Retro-projeção D. Retro-projeção filtrada E. Algoritmo de reconstrução algébrica 12. Os colimadores de tomografia computadorizada são: A. Variáveis para seções de espessuras diferentes B. Desnecessários para aquisições helicoidais C. Normalmente feitos de plexiglass (acrílico) D. De formato parecido com uma gravata-borboleta E. Resfriados por meio de ventiladores 13. Qual dos seguintes detectores NÃO podera ser usado em equipamentos de tomografia computadorizada? A. Grãos de brometo de prata B. CdWO 4 C. Gás Xenônio D. Cristais de NaI 14. Faça a correspondência entre as seguintes substâncias e os números CT correspondentes (unidades de Hounsfield): A. Gordura B. Matéria cinzenta C. Água D. Osso E. Pulmão i

16 ii. -90 iii. 0 iv. 40 v A carga de calor num tubo de raios-x para CT aumenta com todos os seguintes, EXCETO: A. kv B. ma C. Tempo de varredura D. Espessura da seção E. Número de seções 16. Faça a correspondência entre a geração do equipamento de CT e o detector correto. A. Tomógrafo de primeira geração B. Tomógrafo de terceira geração C. Tomógrafo de quarta geração i. Feixe em pincel ii. Conjunto de detetores estacionários iii. Conjunto de detetores rotativos 17. Os tomógrafos de quarta geração são muitas vezes feitos de: A. Câmaras de ionização de baixa pressão B. Tubos Geiger C. CdWO 4 D. Xenônio de alta pressão E. Todas as anteriores 18. A utilização de contraste intravascular durante a realização de uma única seção CT aumentará significativamente: A. HU dos vasos sangüíneos B. kvp necessários C. ma necessários D. Dose do paciente E. Ruído da imagem 19. O contraste da visualização da imagem CT: A. Deve ser selecionado antes da exposição aos raios-x B. Pode ser alterado depois da varredura CT C. Não modifica a aparência da imagem CT D. Pode ser utilizado para mudar os valores HU dos dados da imagem E. Nenhuma das anteriores 20. Marque verdadeiro (V) ou falso (F). Se uma visualização CT é aberta numa janela de largura 100 e centro 50: A. O valor HU da água muda para 50 B. A matéria branca vai aparecer em cinza C. A gordura vai aparecer em preto D. A água vai aparecer em preto E. O osso vai aparecer em branco F. O pulmão vai aparecer em branco 21. As impressoras CT a laser em filme: A. Melhoram significativamente a resolução espacial B. Modificam os números CT C. Gravam menos de 1 kb de dados da imagem D. Precisam de filme com emulsão nas duas faces E. Nenhuma das anteriores 22. No caso de uma CT de varredura helicoidal, todas as afirmativas abaixo se aplicam, EXCETO: A. É necessário um anel de deslizamento contínuo para o tubo de raios-x B. Não pode ser realizado com filtros "gravata-borboleta" C. É necessária maior capacidade térmica para o tubo de raios-x 16

17 D. Os efeitos de volume parciais vão aumentar 23. A resolução espacial do tomógrafo melhora com o aumento do(a): A. Tamanho do ponto focal B. Tamanho dos elementos do detetor C. kv e ma D. Tempo de varredura E. Tamanho da matriz de reconstrução 24. É difícil caracterizar um tecido através do número CT por causa de dependência deste em relação a todos os itens que se seguem, exceto: A. O endurecimento do feixe B. A heterogeneidade do tecido C. mas D. Efeitos de volume parciais E. kvp 25. A visibilidade de pequenas estruturas de alto contraste em imagens CT será aprimorada mais provavelmente com o aumento do(a): A. Dose do paciente B. Tempo de varredura C. Tamanho da matriz da imagem D. Espessura da fatia E. kv 26. A visibilidade de grandes estruturas de baixo contraste em imagens CT pode melhorar com um aumento no(a): A. Filtragem B. mas C. Tamanho da matriz D. Largura da janela de visualização E. Tamanho da imagem no filme 27. O ruído da imagem é afetado pela(o): A. Espessura da seção B. Algoritmo de reconstrução C. Espessura do paciente D. mas E. Todas as anteriores 28. Os artefatos de volume parciais são geralmente reduzidos quando: A. A espessura da seção aumenta B. O tempo de varredura aumenta C. O tamanho da matriz da imagem aumenta D. São utilizados tomógrafos de quinta geração E. São utilizados pequenos pontos focais 29. Entre os seguintes itens, qual o que tem a MENOR probabilidade de ser uma fonte de artefatos de imagem CT? A. Vibrações do anodo B. Detetores defeituosos C. Implantes metálicos no paciente D. Amostragem limitada de dados de projeção E. Fonte de radiofreqüência próxima do equipamento 30. Artefatos de anel num tomógrafo de terceira geração são causados por: A. Variação do kvp B. Faiscamento no tubo C. Defeito em um elemento do detector D. Movimento do paciente E. Todas as anteriores 17

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