Receptores de imagem por sistema de radiografia computadorizada (CR-Computed radiography)

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Ruth Carreiro Casqueira
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1 Receptres de imagem pr sistema de radigrafia cmputadrizada (CR-Cmputed radigraphy) 1

2 Sistema receptr CR Intrduzid pela Fuji em 1981, cm primeir sistema de imagem digital cmercializad de radigrafia cmputadrizada, sfrend muitas melhrias na década de 90, send aceita hje em grande escala na aplicaçã médica. Características principais Se caracteriza pr utilizar chassis de sistema eletrônic em substituiçã a cnjunt filme écran cnvencinais. Gera imagens cm características digitais(eletrônicas), permitind seu manusei através de sftware e melhr resluçã, aumentand de frma significativa a qualidade da imagem gerada para diagnóstic. 2

Características principais Se caracteriza pr utilizar chassis de sistema eletrônic em substituiçã a cnjunt filme écran cnvencinais.

3 Sistema receptr CR(cntinuaçã) Elimina a câmara escura, permitind a reduçã da área física. Permite a exclusã d sistema autmátic de prcessament, cm us de prduts químics, send substituíd pr scanner de alta definiçã. Pde ser utilizad sem a necessidade de substituiçã ds equipaments de mamgrafia de alta resluçã, prém se faz necessári uma calibraçã adequada desta nva interface equipament/chassis eletrônic/scanner. Reduçã d espaç físic para arquivament ds exames, send agra digitalizads e arquivads em CD u DVD, utilizand a linguagem DICOM(Digital Imaging and Cmmunicatins in Medicine). 3

Pde ser utilizad sem a necessidade de substituiçã ds equipaments de mamgrafia de alta resluçã, prém se faz necessári uma calibraçã adequada desta

4 Sistema receptr CR(cntinuaçã) O sistema CR utiliza um chassis eletrônic semelhante a cnvencinal, nde cnjunt filme/ écran é substituíd pr um sistema de fósfrs cm características de luminescência ft estimulável, O fósfr utilizad é flúr brmet de bári, cm númer atômic elevad, característica necessária a ba interaçã ds rais X. Este fósfr é dpad cm európi, em pequenas quantidades, funcinand cm um ativadr, semelhante a sulfit de prata ns cristais de halet d filme. N final deste prcess a imagem latente é frmada. 4

cm númer atômic elevad, característica necessária a ba interaçã ds rais X.

5 Sistema receptr CR(cntinuaçã) Estes fósfrs, após excitads pels rais X, pssuem a característica de armazenament de elétrns em estad meta estável de alta energia, de frma diretamente prprcinal a absrçã diferenciad ds tecids expsts, A estimul de uma luz de características especiais(cm infravermelh) é estimulad a vltar a seu estad fundamenta, liberand esta energia em frma de luz. N chassi estes fósfrs sã denminads de placas de fósfr ftestimulável, denminadas de Imaging Plate(PI). 5

estimul de uma luz de características especiais(cm infravermelh) é estimulad a vltar a seu estad fundamenta, liberand

6 Sistema receptr CR(cntinuaçã) O sistema de leitra desses chassis pssuem as seguintes características. Um sistema mecânic que irá cnduzir chassis de frma autmática em td seu trajet, mantend sua velcidade de deslcament cnstante. O chassis irá parar na psiçã de leitura, nde será abert e sfrerá a interaçã d laser de infra vermelh. Neste prcess a velcidade de deslcament d chassis deve ser muit lenta, diminuind a prbabilidade de artefats, enquant laser faz uma varredura rápida em um únic sentid lngitudinal d plate. 6

O chassis irá parar na psiçã de leitura, nde será abert e sfrerá a interaçã d laser de infra vermelh.

7 Sistema receptr CR(cntinuaçã) Um cnjunt cmpst pr canhã laser, espelhs de deflexã, sistemas ftreceptres e decdificadres, serã acinads realizand: Varredura d laser, cuj diâmetr é de aprximadamente 100µm, sbre eix lngitudinal d plate Estímul d fósfr e cnsequente liberaçã da carga de elétrns em frma de luz, cm variaçã prprcinal a seu estad metaestável. O sistema de leitura óptica de CR será avaliad de acrd cm sua eficiência de precisar e quantificar cada elétrn metaestável d fósfr. Captura desta luz pr ftmultiplicadras que irã ser transfrmadas em sinais elétrics e direcinadas a sistemas decdificadres, Decdificadres transfrmam estes sinais elétrics(analógics) em sinais digitais, através de sistemas cmputadrizads, gerand as imagens visíveis. 7

O sistema de leitura óptica de CR será avaliad de acrd cm sua eficiência de precisar e quantificar cada elétrn metaestável d fósfr.

8 Sistema receptr CR(cntinuaçã) A imagem visível, agra armazenada em HD u mídias remvíveis(cd/dvd,etc), pdem ser aplicadas a diversas mdalidades de sistemas de leitura DICOM e de acrd cm a versatilidade d sftware, trabalhadas para melhrar a qualidade d diagnóstic. O principal fatr de baixa resluçã das imagens geradas é ruíd de interferências n sinal, que pde acntecer em qualquer mment d prcess de geraçã da imagem. Verems a seguir um resum das principais fntes de ruíd nas imagens. 8

9 Fntes de ruíd da imagem na radilgia cmputadrizada Interferências mecânicas Mecanism de varredura lenta Mecanism de varredura rápida Interferências ópticas Cntrle de intensidade d laser Espalhament d laser estimuladr Quantidade de luz emitida pel plate Quantidade de luz absrvida Interferências cmputacinais Ruíd eletrônic Amstragem inadequada Quantizaçã inadequada 9

laser Espalhament d laser estimuladr Quantidade de luz emitida pel plate Quantidade de luz

10 Verems a seguir a mecânica utilizada na aquisiçã das imagens visíveis pels scanner de CR. imaging plate 10

11 Rais X Tela Fósfr Laser 11

12 Seguência d prcess de geraçã da imagem digital. 1. Interaçã da radiaçã cm écran (imaging plate), frmaçã da imagem latente;

13 O chassi, agra cm écran intrduzid em uma unidade de leitra; nde será submetida a uma interaçã cm rais laser, que excitand s cristais prvcam liberaçã de luz, de intensidade prprcinal a energia armazenada pr cada cristal. Chassi/écran Imagem latente

s cristais prvcam liberaçã de luz, de intensidade prprcinal a

14 Unidade de leitura ( scaner ) Espelh refletr Câmara ftmultiplicadra Écran imaging plate Espelh direcinadr de varredura Espelh defletr Canhã emissr laser

15 Espelh refletr Sinal eletrônic gerad Écran imaging plate Câmara ftmultiplicadra Espelh direcinadr de varredura Espelh defletr Canhã emissr laser

16 scaner Terminal peracinal Impressra laser 16

18 Receptres de imagem pr sistema de radigrafia digital (DR-Digital radigraphy) 18

19 Sistema receptr DR Evluind d sistema CR, e intrduzida n final da década de 90, tem cm fatr principal a substituiçã d chassi eletrônic pr um detectr capaz de transmitir a variaçã da intensidade diferenciada de radiaçã, resultante da interaçã cm tecid, diretamente a um sistema digitalizadr gráfic (CPU), gerand uma imagem para diagnóstic. Para melhr cmpreenderms sistema vams descreve-l em 3 seções: Element de captura é receptr utilizad, pdend ser caracterizad pel sistema aplicad. Em sistemas de imagem digital é denminad de dispsitiv de carga acplada (DCA). Sistema radigrafia cnvencinal Oxid sulfet de gadlíni em frma de cristais de halet Sistema CR Sistema DR flúr brmet de bári Idet de cési ; xid sulfet de gadlíni ; selêni amrf 19

Para melhr cmpreenderms sistema vams descreve-l em 3 seções: Element de captura é receptr utilizad, pdend ser caracterizad pel sistema aplicad.

20 Sistema receptr DR(cntinuaçã) Element de acplament faz a interface entre sistema de captura e de detecçã, transmitind td sinal gerad. N CR é cnjunt intern de laser/ftmultiplicadr d scaner. N DR é realizad pel própri detectr acplad a sistemas de transmissã de dads integrads. Element de detecçã sistema digital de leitura das infrmações cletadas pel element de captura(dca) e transmitids pel element de acplament. 20

N DR é realizad pel própri detectr acplad a sistemas de transmissã de dads integrads.

21 Sistema receptr DR(cntinuaçã) Dispsitiv de Carga Acplada (DCA u CCD - charge-cupled device) Desenvlvid na década de 70, é utilizad em tds s sistemas de radilgia digital em aplicaçã médica. Tem a característica de ser cnstituíd de element sensível a luz, mantend as características principais de: Grande sensibilidade Tamanh reduzid Faixa dinâmica 21

22 Sistema receptr DR(cntinuaçã) Sensibilidade capacidade de detectar baixas variações de ndas eletrmagnéticas, pdend respnder a baixa energia de estímul. Tamanh pssuí dimensões muit pequenas, send altamente adaptável as várias mdalidades de DR, pdend ser cnstituíd pr pixels de dimensões de 100 x 100µm. Faixa dinâmica é a capacidade d DCA de respnder a uma grande faixa de energia, pdend ser cmparada a estímuls muit baix (imagens claras) a estímuls muit alt(imagens escuras). Cm essa característica, pdems bservar n gráfic de respsta d DCA, que cntraste da imagem respnde de maneira linear cm a radiaçã, permitind seu mair cntrle e btend mair respsta de resluçã. 22

23 Curva de densidade ótica cmparativa de filme e DCA 23

24 Sistema receptr DR(cntinuaçã) Falarems separadamente sbre as características ds cmpsts químics aplicads a DCA. Idet de cési CsI/silíci amrf(a-s) O silíci é um semicndutr que, quand identificad cm amrf(sem frma), se apresenta cm um fluíd que pde ser pintad em uma superfície de api, juntamente cm idet de cési. O CsI tem alta captura ftelétrica ( Cési z=55 e I=53), prprcinand uma alta interaçã cm s rais X. 24

25 Sistema receptr DR(cntinuaçã) 1. Idet de cési CsI/silíci amrf(a-s)(cntinuaçã) O DCA e mntad cm pixels individuais, nde seu cnteúd é de Idet de Cési(CsI) revestid pr silíci amrf(a-si), tend sua base cmpsta de semicndutres. A superfície de interaçã d pixel que interage cm a radiaçã é denminada de fatr de preenchiment e deve sempre estar em trn de 80%. O fatr de preenchiment de cada sistema de DCA aplicad é que determina a necessidade de calibraçã a cada equipament instalad, evitand excess de radiaçã a prcediment, cntribuind cm aument de dse de radiaçã a paciente. 25

26 Sistema receptr DR(cntinuaçã) 2. Selêni Amrf(a-Se) A intrduçã d selêni amrf n sistema de DCA, elimina sistema de cintilaçã d fósfr, funcinand cm element de captura e acplament. Agra feixe de rais X interage diretamente cm cristal, aumentand resluçã d sistema e diminuind s fatres de ruíd. O a-se pssuí aprximadamente 200µm de espessura intercalad pr dis eletrds carregads. Este prcess permite que sinal gerad seja de mair eficiência, pssibilitand a inserçã de nvs sftwear para manipulaçã da imagem. 26

27 pixel 27

28 Placa de receptr DR 28

29 Sistema receptr DR(cntinuaçã) Figura demnstrand a melhra de resluçã n sinal transmitid, nas diversas mdalidades de receptres de imagem aplicads. Destacams a bservaçã d estreitament e unifrmidade d sinal n DCA de a-se. 29

30 30

31 Mesa de cmand d sistema DR 31

32 Mnitr de diálg e imagem 32

33 Imagens cmparativas ds sistemas estudads Imagem cnvencinal Imagem CR Imagem DR 33

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