29/08/2011. Radiologia Digital. Princípios Físicos da Imagem Digital. Unidade de Aprendizagem Radiológica. Professor Paulo Christakis

Transcrição

1 Radiologia Digital Unidade de Aprendizagem Radiológica Princípios Físicos da Imagem Digital Professor Paulo Christakis 1

2 Em sistemas digitais de imagens médicas, as mudanças não se apresentam somente no sistema de captura, mas também na forma e nos métodos de avaliação. No entanto, a física da aquisição permanece a mesma. Novas variáveis passam a participar ativamente dos processos inerentes, trazendo maior número de informações e controles sobre a qualidade das imagens produzidas. É muito importante lembrar que em sistemas digitais os cuidados e teorias variacionais com os parâmetros aplicados na radiologia analógica permanecem ou até se acentuam. Os principais parâmetros físicos que devemos observar e analisar, cujos resultados devem, no mínimo, ser comparáveis ou iguais aos sistemas análogos são: Resposta de exposição Latitude (dynamic range) Resolução espacial Resolução de constraste Relação sinal-ruído (signal to noise ratio - SNR) Eficiência quântica de detecção (detective quantum efficiency DQE) Dose de exposição Resolução do sistema (captura + estação de processamento + sistema de saída output) Algoritmo de amostragem (modulation transfer function MTF) Quantização (frequência de Nyquist) Os sistemas digitais, as operações que dependem da imagem são todas independentes, pois esta é distribuida ao mesmo tempo para todas as etapas do processo, conforme detalhamento abaixo: Sequencia de eventos que determinam a qualidade da imagem Filme Detecção Registro Visualização Análise Comunicação Armazenamento Digital 2

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4 Os sistemas digitais, em geral, classificam as densidades do corpo humano em cinco categorias radiográficas: Gás Gordura Fluido Osso Metal Respectivamente relacionadas a pulmão (ar); Tecido mamário ou adipose; Coração (80 % de seu interior é preenchido de sangue); Ossos e cálculos; Próteses metálicas; Obturações, etc. Essa segmentação serve para facilitar processamento futuros, pois as características de densidade desse grupo são muito diferentes entre si. O que se busca na imagem é que ela se apresente com o contraste adequado, fornecendo uma densidade óptica representativa do objeto radiografado e, preferencialmente, com um resolução igual ou superior à das patologias ou doenças que pretendemos avaliar. A obtenção de imagens de boa qualidade depende muito da técnica radiográfica selecionada pelo profissional e está inteiramente relacionada com a densidade e o contraste dela obtidos. O contraste radiográfico é aquele cujo efeito permite visualizar as estruturas internas do corpo humano (tecidos) e dependendo das propriedades desses tecidos, tais como densidade (atenuação do raios X), espessura e composição bioquímica, elas serão reveladas com diferentes tons de cinza em uma imagem radiográfica. A densidade óptica, segundo importante parâmetro, é a grandeza associada ao grau de enegrecimento da imagem radiográfica. Áreas escuras de uma imagem, em pixels de alta densidade óptica, são aquelas que representam tecidos de menor densidade (tecidos moles), enquanto as áreas mais claras, em pixels de baixa densidade óptica, representam os tecidos de maior densidade (tecidos ósseos). A resolução de uma imagem ou sistema digital pode ser definida como a capacidade de visualizarem, em pixels diferentes, estruturas do objeto que se encontrem muito próximas e/ou possuem diferenças acentuadas em seus constrastes. A resolução e a habilidade de um sistema de registrar detalhes. Para a geração da imagem radiográfica, podemos dizer que a densidade depende tanto da energia (kv) quanto da quantidade dos fótons incidentes (mas). O contraste depende diretamente do (kv) e da radiação secundária (espalhamento). Logo, tanto a densidade como o contraste de uma imagem continuam sendo controlados pelo (kv), pelo (mas) e pelas distâncias selecionadas no momento de uma aquisição. A diferença é que esses parâmetros, densidade e contraste da imagem, também poderão ser ajustados ou modificados eletronicamente através do processamento da imagem após a aquisição. 4

5 Área dos pixels válidos é um parâmetro digital que representa a média dos pixels de uma imagem e de seus respectivos desvios-padrão, considerando 80 % da área da imagem. Este parâmetro é ajustado de forma matemática para cada fabricante e considerando as particularidades de cada sistema. Cada fabricante possui um método específico para calcular essa informação e também adota um nome diferente para esse índice. Entre os fabricantes de CR, esse parâmetro vem sendo definido como índice de exposição pela Kodak, IgM pela Agfa e sensitividade pela Fuji. Em sistemas digitais, o comportamento da imagem diante da técnica de aquisição escolhida muda em um aspecto: a qualidade de contraste e da imagem em si depende muito da (kv) do que a (mas). Imagens analógicas possuem dependência maior no produto corrente vezes tempo (mas). Isso se deve ao fato de que a curva característica de sistemas digitais é diferente da curva de um sistema com filmes, na qual o sistema digital possui sensibilidade maior nas áreas de baixa exposição e baixo energia e, oferece maior latitude à imagem. Unidade leitora - Digitalização 5

6 Radiologia Convencional Radiologia Digital - DR Radiologia Computadorizada - CR Vantagens: Diminui uma etapa no processo. Desvantagens: Investimento em equipamentos de mamografia e RX Digitaliza apenas uma sala por equipamento, não digitaliza o leito. Investimento alto. 6

7 O QUE CONTINUA IGUAL EM TODOS OS PROCESSOS? Posicionamento Técnica Profissional Equipamento Vantagens: Investimento ZERO em equipamentos de mamografia e RX. Digitaliza até 5 salas de RX e exames no leito. Custa 1/3 do valor do DR. Desvantagens: Pode apresentar problemas de fluxo uma etapa a mais no processo. O QUE MUDA NO PROCESSO? Processo Convencional Sensibiliza - Documenta - Verifica Processo Digital Sensibiliza - Verfica - Documenta 7

8 Efeitos do PEM (Processing for Selective Enhancement on Microcalcification) Maior Intensificação de Microcalcificações 8

9 Mapeamento linear 9

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