Prof. AGUINALDO SILVA

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1 Caro aluno e colega de profissão, disponibilizo este material mas caso tenha interesse em usá-lo favor não alterar os slides e não retirar os meus créditos. Obrigado e bons estudos!!! Direitos autorais Lei 9.610/1998 art.5º Prof. AGUINALDO SILVA Mestrando em Eng. Biomédica - UNB Tecnólogo em Radiologia aguinaldo.radiologia@gmail.com 1

2 Produção dos RX em CT Interação da radiação com a matéria Formação da imagem em CT Escala de Hounsfield Janelamento Artefatos de imagem Aspectos de segurança em CT 2

3 Wilhelm Röentgen ( ) 1901 Prêmio Nobel em Física Descoberta dos raios X Era uma sexta-feira, 8 de novembro de 1895, noite chegando quando Wilhelm Röentgen, decidiu repetir o experimento realizado por Lenard. Apagou a luz do laboratório, acomodou os olhos à escuridão e foi afastando a tela até 2m do tubo. Ligou e desligou o tubo e percebeu que toda vez que desligava a luminescência desaparecida. 3

4 Ana Bertha Röentgen ( ) Durante a colocação de uma das peças entre o tubo e a tela, ele observou o contorno dos ossos de seus dedos. Conclui que aqueles raios era parados pelos ossos, da mesma forma que por uma placa de chumbo. No dia 22 de dezembro, Röentgen radiografou a mão da sua esposa Ana Bertha e deveria ficar estática durante 15 minutos de exposição. 4

5 Dentro da ampola de raios X, o filamento de tungstênio (catodo) ao ser aquecido libera elétrons que são acelerados e atraídos pela diferença de potencial (kv) em direção ao alvo (anodo). Nesse caso, são produzidos fótons de várias energias, em que a energia máxima depende do valor da kilovoltagem (kv). 5

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7 Em física das radiações consideram-se quatro interações da radiação com a matéria como importantes: Radiação de freamento ou Bremsstrahlung; Raios X característico; Efeito fotoelétrico; Efeito Compton. 7

8 RADIAÇÃO DE FREAMENTO ou BREMSSTRAHLUNG Uma pequena fração dos elétrons incidentes no alvo aproxima-se dos núcleos dos átomos, que constituem o alvo. Eles podem perder de uma só vez, uma fração considerável de sua energia, emitindo um fóton de raios X. Logo, um fóton de raios X é criado quando um elétron sofre uma desaceleração brusca devido à atração causada pelo núcleo. Os raios X assim gerados são chamados de radiação de freamento e podem possuir qualquer energia, que depende do grau de aproximação do elétron do núcleo e da energia cinética do elétron. 8

9 RADIAÇÃO DE FREAMENTO ou BREMSSTRAHLUNG 9

10 RAIOS X CARACTERÍSTICOS Quando um elétron incidente no alvo remove um elétron da camada K, cria-se um buraco em seu lugar que é imediatamente preenchido pela transição de um elétron da camada mais externa. 10

11 RAIOS X CARACTERÍSTICOS 11

12 EFEITO FOTOELÉTRICO No efeito fotoelétrico, o fóton retira do átomo um elétron interno (> probabilidade das camadas K e L) e desaparece. Há produção de um íon excitado e transferência de toda a energia do fóton para o meio. 12

13 EFEITO FOTOELÉTRICO 13

14 EFEITO COMPTON Arthur Compton ( ) Como consequência da interação, a energia do fóton incidente é dividida entre o elétron e um fóton espalhado de menor energia que o original e que se propaga em outra direção. Ambas as partículas são radiação ionizante Descoberta do Efeito Compton Prêmio Nobel em Física em

15 EFEITO COMPTON 15

16 Allan Comarck ( ) 1979 Prêmio Nobel em Fisiologia e Medicina Desenvolvimento da CAT A criação da CT só foi possível devido ao desenvolvimento da matemática computacional por Allan Cormack. Esta matemática permite que as informações vindas dos detectores possam ser trabalhadas e deem origem às imagens de cortes transversais da anatomia do paciente. 16

17 PIXEL: BIDIMENSIONAL VOXEL: TRIDIMENSIONAL Cortes axial original adquirido

18 Tanto na Radiologia Convencional como na CT, os RX atravessam o paciente e são absorvidos de diferentes formas pelos tecidos que compõem o corpo humano. As diferenças de atenuações são registradas nos filmes radiológicos ou por detectores para obtenção de imagens médicas analógicas ou digitais. Nesse método diagnóstico, o tubo de raios X gira 360 graus em torno da região do corpo a ser estudada. Esses raios X são emitidos em feixes em formato de leque com espessura que varia de acordo com o aparelho, podendo chegar a 0,5 mm ou menos. 18

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20 O processo de formação da imagem em CT pode ser dividido em três formas: Aquisição de dados; Reconstrução dos dados obtidos; Apresentação da imagem. No processo de aquisição de imagens, são coletados dados de forma sistemática do paciente. Existem basicamente dois métodos de aquisição de imagens: 20

21 AQUISIÇÃO AXIAL O conjunto tubo de RX e detectores giram ao redor do paciente e os dados são coletados. Em seguida, o movimento do conjunto é cessado e a mesa é deslocada para a posição do próximo corte. O segundo corte é adquirido. Esse é um processo contínuo até que toda região de interesse seja irradiada. 21

22 AQUISIÇÃO VOLUMÉTRICA É utilizada uma geometria helicoidal ou espiral. O conjunto tubo de RX e Detectores giram ao redor do paciente simultaneamente com o deslocamento da mesa, adquirindo os dados de forma volumétrica de toda região de interesse. 22

23 AQUISIÇÃO AXIAL AQUISIÇÃO VOLUMÉTRICA Corte a Corte Conjunto tudo de RX e Detectores com rotação de 360º não contínua, movimento não contínuo da mesa durante a aquisição. Corte em Volume Conjunto de tubo de RX e Detectores com rotação de 360º contínua, movimento contínuo da mesa durante a aquisição das imagens. 23

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25 PROCESSO DE RECONSTRUÇÃO DA IMAGEM O processo de reconstrução da imagem em CT é realizado por computador, onde, algoritmos matemáticos transformam os dados obtidos em imagem digital. O FOV (Field of View) ou campo de visão é o diâmetro máximo da imagem reconstruída, selecionado pelo profissional. A matriz de reconstrução, geralmente é de 512x512 ou 1024x1024 pixels. APRESENTAÇÃO DA IMAGEM A fase final é a conversão da imagem analógica para imagem digital, onde o profissional poderá utilizar todos os recursos disponíveis para edição da imagem. 25

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30 Em CT, os valores de atenuação são medidos em unidades Hounsfield (HU). O valor de atenuação do ar e da água (-1000HU e 0HU) representam pontos fixos na escala de densidade do tomógrafo servindo como referência para análise de outros tecidos. Trata-se de um padrão universal. 30

31 OSSO COMPACTO Escala HU +1OO +90 OSSO ESPONJOSO ÁGUA GORDURA SUOR RIM PÂNCREAS FÍGADO MÚSCULO SANGUE -30 TECIDO PULMÃO GORDURA -70 AR

32 Para cada exame e região existe um janelamento adequado. As janelas utilizadas na visualização de cada imagem dependem da região do corpo e da resolução de contraste requerido. LARGURA DA JANELA WW (WINDOW WIDTH) A largura da janela refere-se a quantas unidades de HU, incluídas no quadro de escala de tons de cinza que varia de a +1000HU, relacionado ao contraste da imagem. NÍVEL DA JANELA WL (WINDOW LEVEL) Está diretamente relacionado com os valores de atenuação tecidual, determina o brilho da imagem. 32

33 PARTES MOLES PARTES ÓSSEAS Largura da Janela WW (Window Width) Nível da Janela WL (Window Level) Largura da Janela WW (Window Width) Nível da Janela WL (Window Level)

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35 O FOV (Field of View) ou o campo de visão, refere-se a área examinada pela tomografia. Normalmente o FOV é definido em centímetros. Assim, o tamanho do Pixel é dado pela razão entre FOV e MATRIZ que pode variar de 256x256, 512x512 ou 1024x

36 RESOLUÇÃO DE IMAGEM 36

37 São imagens na radiografia que não correspondem as estruturas pertencentes ao corpo do examinado e que podem induzir ao médico a erros de avaliação. Materiais de Alta Densidade (Strike) objetos metálicos produzem artefatos de alta densidade devido aos altos números atômicos. Piercing 37

38 Ruído da Imagem aspecto que confere granulosidade às imagens, ocorre em função de feixes de baixa energia ou quando o objeto apresenta grandes dimensões, como pacientes obesos. É necessário aumentar a dose de exposição. Granulosidade 38

39 Artefatos de movimento devido à movimentação do paciente produzindo linhas através da imagem. Artefatos de movimento 39

40 ESPESSURA DO CORTE ou SLICE Está relacionado com a colimação do corte podendo ser de 0,5mm; 1mm; 1,5mm; 2mm; 3mm; 5mm e 10mm. INCREMENTO ou INDEX ou GAP É o espaçamento (intervalo) entre os cortes, não ocorre aquisição de dados. 40

41 FOV Field of View ou Campo de Visão serve para visualizarmos o campo de estudo. Eles variam de 14cm à 48cm, são diretamente proporcionais ao tamanho do objeto, por exemplo: Imagem grande FOV grande; Imagem pequena FOV pequeno. Exemplos de Campos de Visão (FOV) Tórax 35cm Abdome 40cm Joelho 18cm Face 14cm 41

42 ZOOM Aumento da imagem a partir de dados brutos adquiridos a partir de RAWDATA (dados brutos de aquisição de imagem). MAGNIFICAÇÃO Aumento da imagem já formada com perda de resolução. 42

43 ROI Serve para medir a densidade bem como calcular a área, número de pixels e desvio padrão. VARREDURA / ESCANOGRAMA / SCOUT Nesta imagem aplica-se as programações de cortes necessários para o exame, planejamento de cortes. FEET FIRST / HEAD FIRST Direção em que o paciente entra no grantry FF = pés / HD = cabeça. ROI 43

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47 Para prolongar a vida útil, o tubo de RX deve ser aquecido após duas horas de inatividade; Após o aquecimento do tubo, é conveniente, pelo menos uma vez ao dia realizar a calibração dos detectores; Equipamentos dotados de laser para posicionamento do paciente, deve-se tomar o cuidado para não direcionar o feixe luminoso nos olhos do paciente; O limite de peso estipulado pelo fabricante deve ser respeitado; 47

48 Os equipamentos de CT são dotados de mecanismos de segurança especiais que permitem interromper a alimentação do conjunto tubo/detectores. 48

49 Cuidado deve ser tomado com relação às angulações do gantry durante os exames. Alguns pacientes podem ter parte do corpo pressionado pelo equipamento ou até mesmo fobia. 49

50 Essential Nuclear Medicine Physics. Rachel Powsner / Edward Powsner. Massachusets: 2ª edição, MOURÃO, A.P. Tomografia computadorizada: tecnologias e aplicações. Difusão editora, São Paulo: Computed tomography: principles, desing, artifacts and recent advances. Jiang Hsich. 2ª edição. Wiley Inter-science, Washington, OKUNO, E.; YOSHIMURA, E. Física das radiações. Oficina de textos, São Paulo: 2010:

51 Se quer viver uma vida feliz, amarre-se a uma meta, não às pessoas nem às coisas. Albert Einstein 51

52 FIM 52