Radiologia Computadorizada: Formação de Imagem

Prévia do material em texto

Radiologia Digital e Qualidade da Imagem
Aula 3: Radiologia computadorizada
Apresentação
Nesta aula, você irá compreender de que forma a imagem computadorizada é formada por meio do desmembramento
das etapas do processamento, e entenderá quais são as características especí�cas dos receptores e leitores.
Ao �nal desta aula, você deverá reconhecer as especi�cidades básicas da técnica e identi�car artefatos intrínsecos ao
próprio sistema. Não deixe de realizar os exercícios e siga sempre o Explore +. Bons estudos!
Objetivos
Enumerar os benefícios da radiogra�a computadorizada;
Reconhecer as particularidades da técnica com as doses ao paciente;
Identi�car as distinções dos receptores de imagem.
A radiogra�a computadorizada
Nos dias atuais, está havendo uma transformação acelerada nas técnicas radiográ�cas. A analógica, ou convencional, está
sendo substituída pela a radiologia digitalizada. Como já estudado, a imagem digital adentrou nos estudos radiológicos por
meio da tomogra�a computadorizada e da ressonância magnética.
 (Fonte: Shutterstock).
A representação digital da imagem radiográ�ca foi introduzida, em 1981, por meio de atualizações nos equipamentos da Fuji,
que acabou se tornando a marca pioneira em comercialização dos aparelhos de radiologia computadorizada (RC). Com o
avanço do tempo, a técnica foi sendo aprimorada, tornou-se amplamente difundida, permitindo, assim, a aplicabilidade em
diversos locais.
Atualmente, a RC é a categoria que mais engloba as técnicas
digitais de diagnóstico médico. Apesar de existirem outros sistemas
de radiologia digital (RD), a RC é a que abrange — de maneira mais
especí�ca e ampla — as propriedades únicas do processo de
digitalização.
Para adentrar no contexto da radiologia computadorizada, é preciso fazer uma recapitulação da sequência de etapas para a
produção de uma radiogra�a convencional.
A realização dos exames radiográ�cos analógicos se inicia com as solicitações e anotações em papel, para, posteriormente,
ser realizado o referido exame. O processo de revelação da imagem captada, antes, era feito com o uso de produtos químicos
e, após o diagnóstico, a película era arquivada.
A tecnologia computadorizada permitiu a eliminação de determinados pontos e a produção de imagens com melhor qualidade,
o que corroborou para a menor dose de radiação entregue ao paciente.
 Técnicas Radiográ�cas
 Clique no botão acima.
Receptor de imagem
Existem similaridades que estão sendo observadas entre a imagem convencional e a computadorizada. As duas
técnicas possuem como receptores placas radiossensíveis, que são colocadas no interior de chassis ou cassetes de
proteção, e ambas têm como produto da exposição a geração da imagem latente. No entanto, o processamento a
torna visível, mas de maneira distinta em cada uma delas.
As semelhanças cessam por aqui e determinadas particularidades começam a ser encontradas. A principal distinção
são os receptores de imagem. Na radiologia convencional, os receptores são cintiladores, ou seja, são telas
intensi�cadoras que respondem com a emissão de luz à interação que sofreu com a radiação.
Na computadorizada, essa resposta à interação é diferente, sendo visualizada como elétrons de alta energia presos
em um estado metaestável.
Luminescência fotoestimulável
Existem elementos naturais, como os haletos de �úor bário com európio (BaFBr:Eu), capazes de emitir luz
seguidamente a uma exposição, assim como o cintilador quando submetido à radiação X.
Entretanto, ao serem expostos a fontes de luminosidade distintas, respondem com uma emissão de luz por um tempo
remanescente. Denominamos esse processo de luminescência fotoestimulável (LFE).
O európio (Eu) é encontrado em pouca quantidade e age como um ativador encarregado pelo armazenamento das
propriedades da LFE. O elemento ativador tem equivalência com o centro de sensibilidade do �lme, isto é, sem a
presença dele, não haveria imagem latente.
Os átomos de �úor brometo de bário têm energia de ligação da camada K de 5, 12 e 37 keV, respectivamente, e
números atômicos 9, 35 e 56. As interações Compton e fotoelétrica da radiação X acontecem nos elétrons das
camadas mais externas, enviando-os para um estado de excitação. E quando os elétrons retornam ao seu estado
fundamental, emitem luz visível.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
A primeira ilustração representa a interação da radiação com o fósforo fotoestimulável, resultando na excitação dos
elétrons. Na segunda imagem, visualizamos os elétrons excitados, retornando ao estado fundamental e a emissão da
luz visível.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
O processo de retorno ao estado fundamental pode ser acelerado, ou estimulado, mediante exposição do receptor à
luz intensa de um laser infravermelho. Em virtude disso, o fósforo fotoestimulável (FFE) recebe a denominação de
luminescência fotoestimulada.
Nas placas de armazenamento em fósforo, é onde ocorre a imagem latente, consequência da reserva dos elétrons
metaestáveis. Elas são constantes e protegidas eletricamente, atuam em correspondência às telas intensi�cadoras
radiográ�cas, elaboradas tencionando a acentuação da potência da luminosidade estimulada.
Placa de imagem
Esta placa tem tratamento semelhante ao do chassi para a radiogra�a convencional. Quando a tela FFE é agregada ao
cassete, temos a formação da placa de imagem (PI). O carregamento e o descarregamento da placa descartam o uso
da câmara escura, liberando o manuseio à luz clara. Sendo assim, esta se torna a principal vantagem da radiologia
computadorizada.
Estimulação de emissão de luz
Esta placa tem tratamento semelhante ao do chassi para a radiogra�a convencional. Quando a tela FFE é agregada ao
cassete, temos a formação da placa de imagem (PI). O carregamento e o descarregamento da placa descartam o uso
da câmara escura, liberando o manuseio à luz clara. Sendo assim, esta se torna a principal vantagem da radiologia
computadorizada.
Quando um elemento fotoestimulável é exposto a um feixe de radiação X, o compartilhamento da energia ocasiona a
excitação dos elétrons para o estado metaestável. Cerca de metade desses elétrons retorna ao estado fundamental
quase que instantaneamente, resultando em uma emissão imediata de luz.
O restante dos elétrons regressa ao estado de origem conforme o tempo passa. Com isso, a imagem latente tende a
desaparecer, portanto, a placa de imagem precisa ser lida o mais rápido possível, pois, no prazo de algumas horas, o
sinal começará a se perder e haverá comprometimento na resolução.
Na sequência, a placa irradiada é exposta a um feixe de luz infravermelha de curto diâmetro direcionada aos fósforos
que ainda estão retidos. De acordo com a intensi�cação do feixe do laser, eleva-se proporcionalmente a potência do
sinal que será emitido.
É importante observar que no momento em que o feixe penetra a placa, ele se dispersa, o que aumenta a espessura do
fósforo fotoestimulável. No decorrer dessa estimulação, os elétrons retornam ao seu estado de origem e respondem,
simultaneamente, com a emissão de uma luminância de curto comprimento de onda no espectro da luz azul. Esse
processo é o que torna a imagem visível.
Na etapa �nal da produção, é fundamental a exclusão da imagem residual, pois alguns elétrons permanecem
excitados, não regressando ao estado fundamental. O apagamento desse resquício é feito através da exposição do
fósforo a diversas lâmpadas �uorescentes brancas bem energéticas.
Esse passo de limpeza da placa poderia ser evitado, mas, para isso, o tempo de exposição dos fósforos
fotoestimuláveis ao laser seria muito maior, tornando o processo inaceitável pela duração.
Leitora da radiologia computadorizada
 (Fonte: Shutterstock).
 Leitora da radiografia computadorizada. Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica
para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Apesar de ser comumente confundida com a processadora
de películasradiográ�cas, a leitora tem uma grande e
importante vantagem. Pode-se dizer que a principal
distinção é observada no processamento molhado,
processamento com uso de químicos. A leitora
computadorizada é a con�guração da junção mecânica,
óptica e dos dispositivos computacionais.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Clique nos botões para ver as informações.
Características mecânicas 
No momento em que o cassete é introduzido na leitora,
a placa de imagem é retirada e, automaticamente,
encaixada em um dispositivo que será responsável por
movimentá-la longitudinalmente durante todo o
processo de leitura.
A velocidade de movimentação da placa precisa ser
vagarosa (varredura lenta), exata e precisa, permitindo
que toda a sua extensão seja lida. É importante que não
haja a mínima oscilação no acionamento do motor, pois
isso minimizará os prováveis artefatos de borda.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de
Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Ao mesmo tempo, acontece outro tipo de varredura, porém mais acelerada. Enquanto a placa é transportada no
sentido da leitura lenta, um dispositivo de de�exão, como um espelho oscilante, realiza a varredura rápida,
direcionando do feixe do laser para frente e para trás, percorrendo toda a superfície.
A imagem ilustra o mecanismo de leitura com movimentação lenta da placa, enquanto um espelho oscilante realiza a
de�exão do laser, na movimentação rápida.
Características ópticas 
O cuidado maior da leitora computadorizada é a
investigação minuciosa de todos os elétrons
metaestáveis da imagem latente. Para isso, temos
componentes ópticos de um subsistema formado pelo
conjunto de: laser, forma do feixe, captura da
luminância, �ltros e fotodetector.
A luz emitida pela placa de imagem é cuidadosamente
direcionada para o fotodetector. Mas, antes da
fotodetecção acontecer, a energia passa pelo �ltro, o
que impedirá a ultrapassagem de ondas de longo
comprimento e, consequentemente, a sobreposição à
claridade de resposta. Portanto, a luz emitida é o sinal e
a luz estimulante, o ruído. Isso quer dizer que a
�ltragem reduz o ruído, o que garante a alta resolução
da imagem.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de
Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
A ilustração anterior demonstra os componentes ópticos e o trajeto da leitora de radiogra�a computadorizada.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
Controle computacional
A emissão do fotodetector é em forma de sinal analógico
que será repassado para o sistema computacional com
diferentes funções. O sinal é variável de acordo com o
tempo, compreendido por amplitude, escala e compressão.
Sendo assim, o sinal analógico é digitalizado, com atenção
para as duas técnicas de conversão, amostragem (tempo
entre as amostras) e quantização (valor referente de cada
amostra).
O disco rígido, geralmente, exerce a função do registrador da
imagem. É o local onde a representação �nal é armazenada
temporariamente até que seja repassada à estação de
trabalho, para ser interpretada, trabalhada ou ao destino de
arquivamento.
Demonstração do complemento para a leitora de radiogra�a
computadorizada, que objetiva a ampliação e a compressão
do sinal, o controle de varredura, a conversão de sinais e o
armazenamento.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
Função resposta do receptor
A curva característica, ou a função resposta do receptor, de
cada uma das técnicas, é bem distinta. A resposta das
películas é entre a faixa de densidade óptica (DO) de 0 a 3 e
permite apenas 30 diferentes tons de cinza no
negatoscópio.
Na radiologia computadorizada, é característico ter uma
ampla variação de latitude, o que resulta em
aproximadamente 16.384 níveis de cinza, ou 14 bits,
possibilitando melhor interpretação na imagem pós-
processada, ou seja, diagnóstico mais preciso e exato.
A �gura demonstra o grá�co com as curvas de resposta de
cada um dos receptores.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
Característica do paciente
Dose de radiação
Quando expostos a uma mesma dose de radiação, os
receptores de radiologia computadorizada são mais ágeis
se comparados às películas fotossensíveis. O que vale dizer
que a exposição do paciente é menor, como representado
abaixo no fragmento do grá�co anterior.
Esta região da curva, representada no grá�co, sugere que é
possível uma redução signi�cativa na dose.
Diferentemente da radiologia convencional, em que temos o kVp
responsável pelo contraste, e o mAs pela densidade óptica, na radiologia
computadorizada, não existe esse controle.
Devido à constância do contraste na RC, as imagens podem ser realizadas com alto kVp e baixo mAs. Com a redução da
técnica radiográ�ca, a redução da dose no paciente se dá automaticamente, no entanto, o ruído na imagem aumenta, por conta
da redução do sinal inicial.
Ruído na imagem
A principal origem de ruídos nas imagens é a radiação espalhada, seja na técnica convencional ou na computadorizada. Porém,
na RC, além das fontes de ruídos na radiologia analógica, temos, também, artefatos intrínsecos dos subsistemas. Seguem
listados:
1
Ruídos mecânicos
mecanismo de varredura lenta e mecanismo de varredura
rápida.
2
Ruídos ópticos
controle de intensidade do laser, espalhamento do laser
estimulador, quantidade de luz emitida pela tela e quantidade
de luz absorvida.
3
Ruídos computacionais
ruído eletrônico, amostragem inadequada e quantização
inadequada.
Positivamente, os ruídos na imagem computadorizada são obstáculos apenas nas baixas exposições, ou seja, em valores
baixos de sinais. As redes computacionais atuais estão trabalhando ativamente para reduzi-lo ainda mais e, conjuntamente,
trabalhar na melhora das taxas de doses complementares entregues aos pacientes.
Para uma menor taxa de ruído, o sinal deve ser alto, portanto, a dose
também será alta. O objetivo central dos estudos nos sistemas é minimizar
os ruídos e a taxa de dose, utilizando o menor sinal capaz de produzir boas
imagens.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Atividades
1. Sabemos que a leitora computadorizada é, normalmente, confundida com a processadora de películas radiográ�cas, pois
exercem funções similares. Ela é con�gurada pela união de determinadas características, quais são elas?
a) Módulos computacionais, químicos e mecânicos.
b) Químicos, processadora e característica óptica.
c) Processadora, módulos computacionais e mecânicos.
d) Características mecânica, óptica e dispositivos computacionais.
e) Processadora, filmes e característica química.
2. Quando comparamos imagens radiográ�cas analógicas e computadorizadas, é possível visualizar grandes variações nos níveis
de cinza disponíveis. Nas imagens computadorizadas, quantos níveis de cinza são identi�cados pelo sistema?
a) 10, aproximadamente 11.384 tons de cinza.
b) 11, aproximadamente 14.384 tons de cinza.
c) 12, aproximadamente 13.384 tons de cinza.
d) 13, aproximadamente 15.384 tons de cinza.
e) 14, aproximadamente 16.384 tons de cinza.
3. Enquanto a placa de imagem é transportada na direção da varredura lenta, um dispositivo de de�exão, como um espelho
oscilante, realiza a varredura rápida, desviando o feixe do laser para frente e para trás sobre a placa. Estas varreduras são
realizadas por qual porção da leitora?
a) Característica mecânica.
b) Característica óptica.
c) Característica sonora.
d) Característica computacionais.
e) Característica de detecção.
4. A principal origem de artefatos nas imagens radiográ�cas é a radiação secundária. Na radiologia computadorizada, temos a
contribuição das mesmas fontes de ruídos da radiologia analógica, além de outros intrínsecos dos subsistemas que a integram.
Esses ruídos da radiologia computadorizada são categorizadosem três áreas: ruídos mecânicos, ruídos ópticos e ruídos
computacionais. Qual sentença possui apenas exemplos de ruídos ópticos?
a) Ruído automático de varredura lenta e quantização de varredura rápida.
b) Espalhamento do laser estimulador e ruído eletrônico.
c) Controle de intensidade do laser, espalhamento do laser estimulador, quantidade de luz emitida pela tela e quantidade de luz
absorvida.
d) Ruído eletrônico, amostragem inadequada e quantização inadequada.
e) Ruído por varredura cruzada e varredura guiada.
5. “Elementos naturais, como os haletos de �úor bário com európio (BaFBr:Eu), são capazes de emitir luz seguidamente a uma
exposição, assim como o cintilador quando submetido à radiação X. Ao serem expostos a fontes de luminosidade distintas,
respondem com uma emissão de luz por um tempo remanescente.” Com qual conceito a descrição está relacionada?
a) Luminescência fotoestimulável.
b) Dose de radiação.
c) Fotodetecção.
d) Luminescência estimulável.
e) Fotodetector.
6. Na radiologia convencional, temos o kVp, responsável pelo contraste, e o mAs responsável pela densidade óptica. Já, na
radiologia computadorizada, não existe esse controle devido à constância do contraste. Com base nessa informação:
a) Podemos trabalhar com alto mAs e baixo kVp.
b) Não há alteração nos valores do mAs e kVp.
c) Podemos trabalhar com alto mAs e alto kVp.
d) Podemos trabalhar com baixo mAs e baixo kVp.
e) Podemos trabalhar com baixo mAs e alto kVp.
Notas
Título modal 1
Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente
uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da
indústria tipográ�ca e de impressos.
Título modal 1
Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente
uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da
indústria tipográ�ca e de impressos.
Referências
GONZALEZ, R. C.; WOODS, R. C. Processamento digital de imagens. 3. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.
SANTOS, G. C. Manual de radiologia: fundamentos e técnicas. São Paulo: Yends, 2008.
SOLOMON, C.; BECKON, T. Fundamentos do processo digital de imagens. Rio de Janeiro: LTC, 2013.
Próxima aula
Modalidades de radiologia digital;
Distinção das técnicas digitais direta e indireta;
Formação da imagem na �uoroscopia digital.
Explore mais
Assista aos vídeos:
Digitalizando a imagem.
Processadora radiográ�ca automática.
Qualidade radiográ�ca.
javascript:void(0);
javascript:void(0);
javascript:void(0);