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Tomografia Computadorizada.
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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.
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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
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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.
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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.
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Introdução.
As imagens das estruturas anatômicas conservam as mesmasproporções, isto é, não há distorção geométrica.
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Introdução.
As imagens digitalizadasadmitem manipulações pós-reconstrução da imagem, taiscomo: ampliação, refinamento,reformatação em outros planos(2D) e reconstrução da imagemtridimensional (3D).
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Introdução.
• A obtenção de imagens digitais para as mediçõesquantitativas das densidades dos tecidos e dos tamanhosdas estruturas.
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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.
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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).
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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”.
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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Componentes do tomógrafo.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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Fase de Apresentação da Imagem.
Janela Mediastino. Janela Pulmonar.
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Fase de Apresentação da Imagem.
Após o processo devarredura e processamentodos dados brutos énecessário “fotografar” asimagens selecionadas para odiagnóstico.
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Fase de Apresentação da Imagem.
Ferramentas de
processamento de
imagem.
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Fase de Apresentação da Imagem.
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Fase de Apresentação da Imagem.
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Fase de Apresentação da Imagem.
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Fase de Apresentação da Imagem.
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Fase de Apresentação da Imagem.
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Fase de Apresentação da Imagem.
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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