Radiologia Digital: Fluoroscopia Digital

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Radiologia Digital e Qualidade da Imagem
Aula 5: Idealização da imagem �uoroscópica digital
Apresentação
Nesta aula, você irá identi�car os componentes formadores do sistema de �uoroscopia digital, entendendo suas funções,
além de reconhecer as vantagens do uso dos dispositivos de carga acoplada. Não deixe de realizar os exercícios e siga
sempre o Explore +.
Objetivos
Reconhecer as partes constituintes do sistema de �uoroscopia digital;
Empregar as referidas funções aos seus respectivos componentes;
Identi�car os benefícios da utilização dos dispositivos de carga acoplada.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Fluoroscopia digital
Você já ouviu falar em �uoroscopia digital?
A �uoroscopia é uma técnica que dá origem a uma imagem
sombreada em um tubo intensi�cador diretamente
sensibilizado pela radiação X transmitida. A ilustração a
seguir é visualizada instantaneamente em monitores de
televisão acoplados eletronicamente aos receptores, ou
seja, aos tubos intensi�cadores.
 A ilustração representa um sistema de fluoroscopia clássico, contendo fonte de
radiação X, tubo intensificador, câmera de televisão e monitor. 
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
A técnica de �uoroscopia digital (FD) é baseada na geração de representações dinâmicas através da transmissão da radiação
pela área de interesse. A distinção básica entre a �uoroscopia convencional e a FD é a forma de origem da imagem, além da
maneira como ela será processada ao monitor.
Essa atualização traz vantagens, como velocidade de aquisição e
maiores possibilidades de pós-processamento, o que garante o
aumento da resolução de contraste da imagem �nal.
Os primeiros estudos sobre a FD tiveram início na década de 70, por grupos de estudantes de Física Médica de duas
instituições, Universidade de Wisconsin e Universidade do Arizona, mas não conseguiram conceitos ideais de �nalização.
A continuação, e posterior conclusão do projeto, foi por meio da atuação de equipes de pesquisa e desenvolvimento das
empresas fabricantes de equipamentos emissores de radiação.
O plano estava fundamentado em utilizar um equipamento �uoroscópico, enquanto um computador era posicionado entre a
câmera e o monitor da televisão. Isso permitia que o sinal de vídeo proveniente da câmera de televisão fosse manipulado de
diversas maneiras, para, depois, ser transmitido ao monitor da televisão e, assim, ser devidamente visualizado.
Um grande avanço nas pesquisas aconteceu quando os estudiosos conseguiram a prova de que a FD permitia a subtração 
de áreas de alto contraste da imagem quase que, ao mesmo tempo, em que a injeção do meio de contraste é feita.
Nas técnicas digitais, em geral, a matriz de imagem 1024 x 1024 é chamada de sistema de 1.000 linhas, o que determina a
quantidade e o tamanho dos pixels, sendo a resolução espacial[...] limitada por eles. Na FD, o pixel é resultante da divisão do
tamanho do tubo intensi�cador pela matriz: 
Resolução espacial: é de�nida como a nitidez obtida das estruturas em uma imagem, demonstrada pela nitidez das linhas
estruturais e das bordas dos tecidos. É resultado da combinação de alguns fatores, entre eles, o tamanho do pixel, que quanto
menor for, melhor será a resolução espacial.
Tamanho do pixel=Tamanho do tubo intensificadorMatriz
Por exemplo, qual o tamanho dopixel de um sistema FD de 1.000 linhas trabalhando no modo de 5 polegadas (127 mm)?
Tamanho do pixel=127 mm1024127 mm1024= 0,124 mm
1
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0340/aula5.html
Sistema de imagem digital de �uoroscopia
Os estudos de FD são realizados da mesma forma que os
convencionais. Os equipamentos têm estruturas similares,
mas a adição de um computador com vários monitores e
um console com comandos mais complexos caracterizam a
técnica digitalizada.
 A imagem demonstra um sistema fluoroscópico digitalizado invertido, tubo de
radiação em cima da mesa e o receptor abaixo. 
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
A representação, a seguir, revela o console de um sistema FD, composto por um teclado alfanumérico com teclas de funções
especí�cas. À direita do conjunto, temos os módulos de entrada de dados e comunicação com o computador, além dos
monitores de exibição que possuem controle interativo de vídeo e manipulação do cursor que indicará a região de manipulação,
como, por exemplo, o ROI (region of interest).
No mínimo, são utilizados dois monitores: um para registro de pacientes e edição dos dados e dos exames; e outro
apresentando as imagens que foram subtraídas do estudo.
Existem sistemas polígrafos de quatro ou seis monitores com softwares variados que auxiliam no diagnóstico agregando
informações mais complexas. Por exemplo, um monitor mantendo a imagem de referência e outro com a adquirida naquele
momento. Ou ainda: uma tela especí�ca para reconstruções tridimensionais ou com a técnica de road map[...] usado,
principalmente, em procedimentos de angiogra�as.
[...]Road map: o procedimento
consiste em gravar uma imagem
durante a injeção do contraste (ou
imagem subtraída), que será,
posteriormente, apresentada no
monitor sobreposta à imagem
�uoroscópica que está sendo obtida
em tempo real. Apresentando, desta
forma, um “mapa” vascular que
auxiliará na introdução de cateteres
de vasos.
 Mesa de operação do sistema de fluoroscopia
digital. 
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para
tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda.,
2010.
O tubo emissor de radiação pode ser
usado posicionado sob a mesa de
exame nos equipamentos de
�uoroscopia, produzindo imagens em
modo radiográ�co. Essa
particularidade associada ao
posicionamento do paciente,
in�uencia uma menor exposição e,
consequentemente, menor dose nas
regiões de face e pescoço dos
pro�ssionais envolvidos.
Atenção
O funcionamento com o tubo acima da mesa não é utilizado, visto que o resultado é um aumento de cem vezes no cristalino do
operador.
Nos sistemas digitais, a corrente elétrica é medida em centenas de mA, enquanto, nos convencionais, a potência não alcança o
valor de 5 mA. No entanto, essa superioridade energética não representa um problema, em virtude de não ter funcionamento
contínuo. Caso fosse, o tubo seria dani�cado com a sobrecarga térmica e, ainda, seriam entregues altas doses aos indivíduos
expostos.
As exposições na FD são feitas com pulsos de feixes de
raios X, técnica denominada de �uoroscopia de pulso
progressivo. Isto proporciona grande preservação do tubo e,
principalmente, a minimização da dose de radiação em
cada estudo.  A ilustração acima representa os pulsos de exposição da fluoroscopia pulsada. 
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
É comum ser realizado de uma a dez aquisições por segundo nos exames. Sendo que, para produzir um sinal de representação
de vídeo, é preciso um tempo de 33 milissegundos (ms) e, com efeito, isso re�ete em maiores exposições, resultando na
entrega de doses desnecessárias ao paciente.
Em um tubo de �uoroscopia pulsada com um receptor de placa plana, o tempo das exposições são variáveis, devido aos
períodos desiguais de irradiação. A cada vez que essa placa é exposta a luz, ou seja, é “lida”, instantaneamente, a área de
interesse é projetada para visualização e, assim, permanece até que outra imagem seja realizada.
Atenção
Essa forma de trabalho resulta em doses de radiação menores, apesar de caracterizar uma importante limitação teórica, pois é
preciso fazer uma sequência de várias irradiações para assegurar a qualidade e o mínimo de ruído para um bom diagnóstico.
A leitura total da ligação dos campos gera uma imagem, chamada de frame. Cada uma delas é formada em 1/30 segundos. Os
conversores de varreduras digitais armazenam o frame completo, permitem a leitura dos dados e a transmissão em forma de
dois campos interligados. Nesse caso, a técnicade pulso progressivo diminui a perda de nitidez, o que é intrínseco às
varreduras contínuas, devido à movimentação da região.
É imperativo que o gerador de radiação tenha a capacidade de variar de on (ligado) a off (desligado) com muita presteza. O
tempo que o gerador tem entre o momento do on até alcançar o valor de kVp e mA selecionados é chamado de tempo de
apuração. E o tempo para ser alterado para o off é o tempo de extinção.
Os geradores utilizados na FD são de alta frequência com tempos de apuração e extinção menores que 1ms. O período total de
tempo que o tubo está energizado é o ciclo ativo.
Na �gura acima, é apresentado um tubo de raios X para �uoroscopia de pulsos progressivos energizado com 100ms por
segundo. É possível visualizar os tempos de apuração e extinção, além da representação do ciclo ativo.
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Imagem capturada
Dispositivo de carga acoplada (DCA)
O uso dos DCAs no lugar dos tubos de câmera de televisores representa uma grande e considerável mudança nos estudos de
�uoroscopias. Inicialmente foi produzido para aplicações militares, especialmente para a visão noturna.
Como esse recurso é utilizado hoje em dia?
Mas, hoje em dia, é usado nas �lmadoras, televisores, vigilância e até na astronomia. Porém, as exigências de qualidade nas
imagens médicas são maiores do que nas aplicações citadas.
 Na ilustração, pode-se verificar um DCA de 14µm de fileiras de pixel em uma matriz de 2.048 x 2.048; visualiza a saída de luz em um tubo intensificador de imagem. 
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Como funciona?
A porção sensível do DCA é a camada de silicone cristalino. Quando esse silicone é exposto à alta energia luminosa, é
produzida uma carga elétrica, que é, então, veri�cada em cada pixel e manuseada para gerar a imagem digitalizada.
 Na ilustração, é possível ter uma visão de corte transversal de um dispositivo de carga acoplada. 
Fonte: BUSHONG; S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010
No fósforo de saída do tubo intensi�cador, o DCA é montado e atado por meio de �bras ópticas ou por um sistema de lentes.
Nas ilustrações abaixo, temos as representações de cada uma das maneiras de �xação.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Na primeira ilustração, temos representado um DCA conectado ao intensi�cador de imagem por meio de �bras ópticas. Na
segunda, vemos o exemplo de acoplamentos ao DCA por sistema de lentes.
Temos um dispositivo especí�co na segunda ilustração, o “sensor SBA”. Quando uma das lentes é �xada ao dispositivo, o feixe
de luz é medido e direcionado ao sistema estabilizador de brilho automático (SBA). Quando o DCA está em contanto direto com
os intensi�cados, o sinal gerado será completamente veri�cado e, após, direcionado ao sistema SBA.
Nas aplicações médicas, algumas vantagens importantes são proporcionadas pelo uso do DCA, tais como:
Maior resolução espacial.
Maior taxa na relação entre sinal e ruído.
Alta e�ciência quântica de detecção (EQD).
Não necessita de pré-aquecimento.
Não mantém nenhuma imagem remanescente.
Não tem data de validade.
Não apresenta distorção espacial.
Apresenta resposta linear.
Menor dose ao paciente.
A resolução espacial é determinada pelo tamanho físico e
pela quantidade de pixels da matriz. Sistemas que englobam
uma matriz de 1.024 produzem imagens com 10pl/mm de
resolução espacial. Os tubos televisores, que eram
antigamente utilizados, apresentavam artefatos espaciais,
principalmente os chamados de “almofada de al�nete” ou
“artefato de barril”. Tais distorções são eliminadas com a
substituição desses tubos televisores pelo uso dos DCAs.
Os dispositivos mostram grande e�ciência quântica de detecção — EQD, que é o grau de sensibilidade à luz, e, quando
comparados aos tubos televisores, apresentam um menor nível de ruído eletrônico, o que permite uma alta razão sinal-ruído
(RSR) e boa resolução de contraste.
Além de não necessitarem de aquecimento, esses dispositivos não mantêm
armazenada nenhuma imagem remanescente e tempo de vida ilimitado.
A característica mais considerável é a curva de resposta linear do DCA, e ela é, particularmente, útil para a projeção de imagens,
permitindo, ainda, um alcance dinâmico melhor, resultando em uma melhor resolução de contraste.
 O gráfico demonstra que a resposta à luz do DCA é linear e pode ser eletronicamente manuseada. 
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Todas as vantagens contribuem para garantir uma ampla faixa dinâmica e melhor resolução nas imagens �uoroscópicas, mas,
além disso tudo, elas colaboram para a entrega de uma menor taxa de dose de radiação ao paciente.
Receptor de imagem de placa plana (RITP)
Posterior melhoria veio em conjunto dos receptores de imagem de placa plana (RITPs), que são compostos de iodeto de césio
(CsI)/amorfo e detectores de silício. A tendência é que, assim como os tubos de televisão foram substituídos pelos DCAs,
esses serão substituídos pelos RITPs.
Algumas características são rapidamente identi�cáveis. Os
RITPs possuem estruturas menores e mais leves, o que
permite o manuseio mais simples e acessível do
equipamento. E, também, possibilita a manipulação mais
descomplicada do paciente e a movimentação dos
pro�ssionais. Ainda com o seu uso, é descartado o uso dos
cassetes radiográ�cos.
 A imagem mostra um equipamento de fluoroscopia digital com receptor de imagem
de placa plana (RITP). 
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
No entanto, essas não são as principais razões pelo qual o RITP irá prevalecer nos equipamentos futuros. Abaixo, segue uma
lista de vantagens do RITP sobre os DCAs acoplados aos intensi�cadores de imagem �uoroscópicos:
Livre de distorções de imagem.
Constante qualidade da imagem.
Melhor resolução de contraste.
Alto EQD em todos os níveis de dose.
O intensi�cador é limitado pela resolução espacial não uniforme e pela resolução do contraste periférico da imagem circular. À
medida que a idade do intensi�cador aumenta, o velamento e a distorção também crescem. Sendo a resposta do RITP não
variável, ela se mantém uniforme em todo o receptor e não se deteriora com o passar do tempo.
O RITP faz imagens quadradas ou retangulares, semelhantes às relacionadas aos monitores de tela plana.
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Exibição da imagem
Sistema de vídeo
Os sistemas usados nas �uoroscopias convencionais costumam ser de 525 linhas, sendo inadequadas para a FD. Elas
possuem duas restrições que limitam sua aplicação às técnicas digitais.
Primeiramente, a leitura entrelaçada dos dados, que acontece quando dois
campos de 262 ½ linhas são lidos individualmente em 17ms. Mas, para
formar uma imagem de vídeo, é preciso de 33ms e o alvo da câmera de
televisão. Ambos podem degradar a imagem digitalizada.
Em segundo lugar, os ruídos intrínsecos que os tubo dos televisores
possuem, o que resulta em um RSR de cerca de 200:1, enquanto é preciso
um RSR de 1000:1 para visualização na FD.
Relação sinal ruído (RSR)
Os ruídos são inerentes a qualquer dispositivo eletrônico analógico, porque ocorre o aquecimento do �lamento e a diferença
entre as tensões, portanto, sempre haverá uma corrente elétrica �uindo entre o circuito. A isso, chamamos de ruído de fundo
digital. Semelhante ao ruído em uma película radiográ�ca, que é o velamento, as informações não se transmitem e servem
apenas para escurecer o sinal enviado.
O tubo de câmera de televisão convencional tem um RSR de
aproximadamente 200:1, esse valor não é su�ciente para a
síntese de uma FD, em virtude de o sinal de vídeo ser
insu�ciente ao ponto de sinais menores conseguirem ser
dissipados no ruído. Abaixa RSR torna a resolução espacial
bastante prejudicada, sendo até incompatível com uma
representação digitalizada.
 A ilustração demonstra a informação de um sistema de vídeo com alta razão entre
sinal e ruído (RSR). 
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
A �gura representa a diferença entre a saída de um RSR de 200:1 de um tubo de câmera de televisão e a saída de um RSR de
1000:1. Na RSR 200:1, o alcance dinâmico é de 2 e, em 1000:1, é próximo de 2 . O tubo com RSR 1000:1 promove um ganho
aproximado de cinco vezes mais informações úteis, sendo essa a mais compatível com o re�namento de uma imagem digital.
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Monitor de imagem de tela plana
Esta técnica veio substituindo os tubos de raios catódicos (TRC) nas diferentes aplicações. Os próprios monitores de televisões
foram substituídos pelas telas planas e se tornaram mais populares devido ao menor custo.
O monitor de tela plana veio em sucessão aos TRCs nas
áreas de análise de imagens radiográ�cas e �uoroscópicas.
E apresenta vantagens, como intensa luminância,
visualização acessível e pode ser montado, manipulado em
outras salas de exames.
 Fonte: Pixabay /falco
 Atividade
1. A técnica de �uoroscopia digital (FD) trouxe vantagens que contribuíram para a melhoria das imagens para os estudos. Qual
foi a principal vantagem?
a) Aumento da resolução de contraste da imagem.
b) Aumento da densidade da imagem.
c) Diminuição da resolução de contraste da imagem.
d) Aumento da resolução de sinal da imagem.
e) Diminuição da densidade da imagem.
2. Os dispositivos de carga acoplada (DCA) substituíram os tubos de câmera de televisores e agregaram consideráveis
mudanças nos estudos �uoroscópicos. Foram produzidos, inicialmente, com foco nas aplicações militares, mas, nos dias de
hoje, são amplamente utilizados em aplicações diversas, sendo a médica uma delas. Existe uma camada sensível no DCA
responsável por produzir uma carga elétrica quando exposta à alta energia luminosa. Qual o elemento dessa porção sensível?
a) Silicone amorfo.
b) Silicone cristalino.
c) Silicone selênio.
d) Silicone líquido.
e) Silicone hidrogenado.
3. Os receptores de imagem de placa plana (RITP) vieram em sucessão aos dispositivos de carga acoplada (DCA) e trouxeram
diversos benefícios aos exames �uoroscópicos. São vantagens do RITP, exceto:
a) Livre de distorções de imagem.
b) Constante qualidade de imagem.
c) Melhor resolução de contraste.
d) Alto EQD em todos os níveis de dose.
e) Tem relação ao tempo.
Notas
Subtração 1
Técnica de subtração: é utilizada em procedimentos angiográ�cos, nos quais uma sequência de imagens é feita realçando a
área vascular por meio de contraste sobre a qual a imagem sem contraste é subtraída, permitindo a visualização apenas da
parte útil do estudo.
Título modal 1
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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
Fotometria;
Características das etapas de pré e pós-processamento;
Distinção entre a cópia rígida e a eletrônica.
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