16.4 - Tomografia Computadorizada

7/31/2019 16.4 - Tomografia Computadorizada

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Tomografia Computadorizada


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A tomografia computadorizada foi

inventada pelo engenheiro eletrnico

Godfrey N. Hounsfield (1919-), pela qualrecebeu o prmio Nobel em fisiologia e

medicina em 1979, juntamente com o sul-

africano naturalizado americano, fsicoAllan McLeod Cormack (1924-).



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Cormack desenvolveu em 1956 a teoria e a

matemtica de como mltiplos raios

projetados sobre o corpo, em ngulosdiferentes, mas em um nico plano,

forneceriam uma imagem melhor do que o

raio nico, usado na radiografia. Seustrabalhos foram publicados no Journal of

Applied Physics, em 1963 e 1964.



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Princpios A TC utiliza um aparelho de raios X que

gira a sua volta, fazendo radiografias

transversais de seu corpo.


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Estas radiografias so ento convertidas por umcomputador nos chamados cortes tomogrficos.Isto quer dizer que a TC constri imagens internasdas estruturas do corpo e dos rgos atravs decortes transversais, de uma srie de sees fatiadasque so posteriormente montadas pelo computadorpara formar um quadro completo.

Portanto, com a TC o interior de seu corpo podeser retratado com preciso e confiana para serdepois examinado.

Princpios


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Caractersticas: no sobreposio de estruturas

melhor contraste ( menos radiao espalhada)

usa detectores que permitem visibilizar pequenas

diferenas em contraste de tecido

manipular e otimizar imagens

Tecnologia que envolve: aquisio, processamento

de dados e apresentao da imagem


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Progressos na Radiologia


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Princpios de Funcionamento A TC um exame no plano axial, mas

que permite a reproduo de imagens em

qualquer plano.

Tomgrafos mais recentes, permitem que

sejam realizados cortes sem intervalos, o

que possibilita a criao de imagenstridimensionais.


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Em um exame, um feixe de raios X do calibre de

um lpis gira ao redor do paciente formando uma

imagem de uma "fatia" do mesmo. So formadospequenos blocos de tecidos (voxels), cada um com

um determinado valor de absoro conforme as

caractersticas do tecido escaneado.

Estas imagens so reconstrudas em um planobidimensional (pixels) na tela do computador

Princpios de Funcionamento


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Primeira Gerao TC Primeira gerao (EMI, 1972): feixe

linear, um detector; 160 pontos por

projeo; 180 projees; 5 minutos porfatia.

A fonte de raios-x e o detetor passam

transversalmente ao longo do objetosendo analisado, com rotaes sucessivas

ao final de cada movimento transversal.


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Primeira Gerao TC


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Reconstruo da imagem A gerao da imagem requer a

determinao do coeficiente de atenuao

de cada voxel. Algoritmo de reconstruo: retroprojeo

com aplicao de filtro.

Computadores com processadores paralelospodem fazer a anlise de milhes de pontosmuito rapidamente.


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Segunda Gerao Segunda gerao: feixe em leque, vrios detetores;

maiores passos na rotao; 1 minuto por fatia.

Um feixe de raios-x com um pequeno ngulo evrios detetores registram vrios pincis

simultaneamente.

Como os pincis divergentes passam atravs do

paciente em diferentes ngulos, o gantry pode

girar em incrementos de vrios ngulos resultando

em menores tempos de leitura.


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Segunda Gerao


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Caractersticas Segunda

Gerao CRT (monitor de vdeo), impresso a laser em

filme radiogrfico.

Normalmente so utilizados 12 bits por pixel, querepresentam 4096, um intervalo dinmico muito

maior que a capacidade de display de monitores e

filmes.

Janelas com diferentes nveis e larguras so

utilizadas para otimizar a aparncia das imagens.


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Nvel da janela (ou centro): nro. de Hounsfield que ser

mostrado com intensidade mdia na imagem.

Largura da janela: intervalo de nro. mostrados em tornodo nvel.

Exemplo: nvel=50 e largura=100 implicam que HUs

iguais ou menores que 0 sero mostrados como preto e

HUs iguais ou maiores a 100 sero mostrados como

branco e HUs de 50 sero mostrados no tom

intermedirio de cinza.

Caractersticas Segunda

Gerao


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TC de Terceira Gerao Terceira gerao: tubo rotativo com feixe

em leque e detetores rotativos.

Um feixe de raios-x com um grande

ngulo abrange todo o objeto investigado.

Vrias centenas de medidas so

registradas para cada pulso da fonte deraios-x.


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TC de Terceira Gerao


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TC de Quarta Gerao Tubo rotativo com feixe em leque e um anel

de detectores (at 4800). Aquisio de uma

fatia em


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TC de Quarta Gerao


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TC Modernos ( Quarta

Gerao)A. Tubos de raios-x e colimadores

O aquecimento do tubo em geral alto.

Mancha focal de aproximadamente 1 mm. Tubos de alta performance podem custar mais de US$

50.000,00.

O feixe colimado quando sai do tubo e novamente

quando chega no detetor. A colimao define a largura da fatia e reduz o

espalhamento.

A elevada filtragem do feixe leva a feixe com camadassemi-redutoras de 10 mm de alumnio.


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B. Detetores de estado slido

Cintiladores que produzem luz quando raios-x so

absorvidos. O detetor de luz acoplado ao cintilador gera um sinal

eltrico proporcional intensidade da radiao incidente.

Material mais usado: tungstanato de cdmio (CdWO4). As restries geometria permitem que somente detetores

de estado slido sejam utilizados em equipamentos de

quarta gerao.

TC Modernos ( Quarta

Gerao)


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TC de Quinta Gerao -

Helicoidal Trata-se de equipamento extremamente

rpido, uma vez que no possui partes

mveis (o controle do feixe eletrnico). Note o uso de quatro anis-alvo para

aquisio simultnea de mltiplas fatias.


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Helicoidal


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Helicoidal Utilizam feixes de eltrons que so defletidos e

focalizados em anis de alvo com grande dimetro

posicionados no gantry. Possui mltiplos anis de alvo e mltiplos anis de

detetores.

Por no ter partes mveis, so extremamente

rpidos (poucas dezenas de milisegundos por

fatia).


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Equipamentos com anis de contato (slip

ring) podem ser utilizados no modo

helicoidal (ou espiral). Na tomografia helicoidal, o paciente

movido ao longo do eixo horizontal

enquanto o tubo de raios-x gira em tornodele.

Helicoidal


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O feixe central de raios-x entrando no paciente segue umatrajetria helicoidal durante o exame.

A relao entre o movimento do paciente e do tubo chamada passo (pitch), que definida como o movimentoda mesa durante cada revoluo do tubo de raios-x(medido em milmetros) dividido pela largura decolimao (medida em milmetros).

Para uma fatia de 5 mm, o paciente pode mover-se 10 mmdurante o tempo que leva para o tubo girar 360 graus,levando a um passo de 2.

Helicoidal


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Helicoidal


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A reconstruo da imagem obtida

interpolando-se as projees obtidas em

posies selecionadas ao longo do eixo dopaciente.

As imagens podem ser reconstrudas em

qualquer nvel e com qualquer incrementomas tm sempre a espessura do colima-dor

utilizado.

Helicoidal


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Helicoidal


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Detetores A rejeio da radiao espalhada se d mais

pela colimao dos detetores do que pelo

analisador de pulsos. Eficincia de deteco superior a 50%

(geomtrica/quntica/converso)

Tempo de resposta curto Estabilidade de operao

Mnima dependncia energtica


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Sensores do estado slido: Detetores a cintilao opticamente

acoplados a fotodiodos (semicondutores): tungstato de cdmio

(CdWO4) e material cermico de alta pureza (xidos terras-raras) de

alta eficincia.


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Aquisio de dados


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Formato da imagem O campo de viso ou circulo de reconstruo

chamado FOV e corresponde a regio na qualas medidas de transmisso so gravadas sobre umamatriz selecionada.

Tamanho pixel = campo de viso/ tamanho damatriz

Ex: matriz 512 x 512 e FOV = 25 cm250 mm / 512 = 0,5 mm

Cada pixel pode ter variaes de cinza entre 256(28) a 4096 (212).


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Formato da imagem


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Processamento de dados Os nmeros computados para reconstruo

da imagem so nmeros inteiros.

K: escala de contraste de Hounsfield (0,1 %por n CT)

N CT da gua= 0; n CT do osso =+1000; n CT do ar = - 1000

2000 nmeros representam a escala decontraste (nveis de cinza).


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A escala de cinza ajustada por dois controles:controlede nvel e janela.

Manipular a escala de cinza significa alterar o contrastenvel da janela (WL): n0 CT intermedirio ou centraldentro do range de densidade do tecido de interesse

largura da janela (WW): ajuste da escala de contraste

dentro de um nvel selecionado. WW : muitos n0s CT para diferenciar

preto/branco : contraste

WW : poucos n0s CT para diferenciar

preto/branco: contraste

Escala de cinza


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Escala de cinza


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Escala de cinza


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Escala de cinza


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Escala de cinza


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Doses de radiao espessura de corte

rudo

eficincia do detector

reconstruo

colimao e filtrao

E D di t lti l ( G *)


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ExameDose mdia em cortes mltiplos (mGy *)

Cabea 50 - Coluna lombar 35 - Abdmen 25

*Nveis de Referncia de Radiodiagnstico em CT para

Paciente Adulto Tpico


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Os protocolos de exame devem

descrever: espessura de corte/espaamento;

angulao do gantry;

extenso do estudo;

uso de contraste;

janela


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As imagens registram: registro do exame / dados do paciente

srie do corte; nmero do corte

posio do corte em relao a mesa angulao do gantry

espessura do corte

FOV( rea que est sendo examinada) X e Y

filtro


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Tomografia


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Controle de Qualidade em CT


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GARANTIA DA QUALIDADE

NA RADIOLOGIA

Verificar atravs dos testes de constncia, a manutenodas caractersticas tcnicas e requisitos de desempenhodos equipamentos.

Evitar que os equipamentos sejam operados fora dascondies exigidas.

Estabelecer e implementar padres de qualidade deimagem e verificar a sua manuteno.

Determinar os valores representativos das dosesadministradas nos pacientes e verificar se podem serreduzidas, levando-se em considerao os valores de

referncia.


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