Radiologia Digital: Geração da Imagem

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Radiologia Digital e Qualidade da Imagem
Aula 6: Geração da imagem digital
Apresentação
Nesta aula, você irá reconhecer as características da geração da imagem digital por meio do entendimento físico e da
fotometria. Além de distinguir etapas realizadas pré e pós-processamento das imagens.
Objetivos
Reconhecer as unidades utilizadas na fotometria;
Descrever as referidas distinções entre cópia rígida e eletrônica;
Identi�car as características de pré e pós-processamento.
A fotometria
Somente título e texto
Para total adesão da leitura eletrônica da imagem, é preciso a compreensão de uma área especí�ca da física: a fotometria. Este
é o ramo da ciência que se dedica ao estudo da medição luminosa, tal como ela é veri�cada pela visão humana, mais,
claramente, da forma como é detectada pelo olho humano.
Em um intervalo rigoroso de 360 a 730 nanômetros (nm), existe uma distinção de resposta entre os diferentes comprimentos
de onda. Sendo provável que o valor medido tenha correlação com a sensação visual produzida em um observador humano
exposto a esta radiação.
No entanto, a resposta visual humana é limitada a uma porção restrita da faixa do espectro eletromagnético, entre 380 e
770nm.
 Resposta Visual Humana 
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Quantidades fotométricas
A resposta visual humana é complexa e abrange conceitos idiossincráticos de Psicologia, Fisiologia e Física, porém
são concepções que vão muito além ao nosso interesse na disciplina.
A quantização da visão humana aconteceu, inicialmente, em 1924, pela Comissão Internacional de Iluminação
(Commission Internationale de l’Éclairage — CIE), na qual inseriram a de�nição de candela e intensidade de luz.
Candela: medida básica do Sistema Internacional de Unidade para determinar a intensidade luminosa a partir da
potência fonte em uma direção especí�ca.
Resposta da visão humana
A CIE reconheceu que, para considerarem as medições fotométricas verídicas, era necessário que o instrumento
medidor ofertasse retorno similar ao dos olhos humano. E, com base nesse atributo, foram estabelecidas duas
curvaturas de resposta padrão: uma curva para visão fotótica de alta luminância referente à luz clara; e uma outra
curva de visão escotópica de baixa luminância com relação à luz fosca.
O grá�co acima representa os padrões de curvatura da CIE, no qual, temos melhor visualização escotópica a 505nm,
enquanto a melhor visão fotótica é em 555nm.
[1]
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Unidades fotométricas
É necessário que o pro�ssional tenha familiaridade com as unidades utilizadas para expressar quantidades fotométricas. A
unidade é de�nida para uma resposta fotótica máxima do olho de 555nm, chamada de lúmen (lm).
Você já ouviu falar em �uxo de energia luminosa?
O �uxo de energia luminosa é uma quantidade básica da fotometria, descreve a intensidade total de luz direcionada de uma
fonte. As lâmpadas utilizadas em casas são categorizadas de acordo com a potência de energia que consomem em watts,
valor igualmente importante encontrado nas caixinhas representando o seu �uxo luminoso.
O que é iluminância?
A iluminância é a descrição da luz incidente em uma determinada superfície. Um lúmen de �uxo luminoso incidente em um
único pé quadrado é um pé candela (fc). A medida de equivalência métrica é de 1lm por metro quadrado, que equivale a 1 lux
(lx). Sendo 1fc igual a 10,8lux.
1
Intensidade de luminescência
A intensidade de luminescência do �uxo que é emitido em
uma área determinada é uma singularidade da fonte de luz,
por exemplo: o negatoscópio ou o monitor digital. É
quanti�cado em lúmen por esferorradiano (sr) , chamado
candela.
[2]
2
Esferorradiano
Esferorradiano é também chamado de esterradiano, é a
medida padrão do Sistema Internacional de Unidade usada
para dimensionar ângulos sólidos, nos quais o vértice está
localizado no centro de uma esfera e a superfície dessa área
é igual ao quadrado do seu raio.
3
Luminância
A luminância é outra forma de medir a luminosidade
emitida por uma fonte, como um monitor digital, ela é
expressa em unidades de candela por metro quadrado,
denominada nit.
Observe a tabela a seguir:
QUANTIDADE UNIDADE ABREVIAÇÃO
Fluxo de energia luminosa Lúmen lm
Iluminância Lúmen/pé² fc
Lúmen/m² lx
Intensidade de luminescência Lúmen/esferorradiano cd
Luminância Candela/m² nit
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
A tabela acima apresenta um resumo das quantidades fotométricas e as associações com suas unidades.
Leis associadas à fotometria
Duas importantes leis estão relacionadas à fotometria: a lei do inverso do quadrado e a lei dos cossenos.
Lei do inverso do quadrado da distância
A energia luminosa quando emitida de uma fonte pontual, como o Sol ou uma lâmpada, tem sua intensidade diminuída
rapidamente conforme a distância aumenta. A radiação X tem a mesma propriedade, a sua intensidade diminui de forma
invertida ao quadrado da distância do objeto a partir da fonte. Matematicamente denominada, lei do inverso do quadrado da
distância, expressa pela expressão:
I1I2=d22d12>I1I2=d2d12
Onde I é a intensidade a uma distância d da fonte e é a intensidade a uma distância d da fonte.
O motivo para a diminuição acelerada da intensidade com o aumento da distância é que a emissão da luz é espalhada por uma
região cada vez maior. E, em virtude da energia eletromagnética não ser um ponto, mas sim uma linha similar a uma lâmpada
�uorescente, a lei do inverso do quadrado da distância não se aplica a curtas distâncias.
1 1 2
 A ilustração anterior representa a diferença de intensidade da radiação em relação ao dobro da distância. 
Fonte: Link. Acesso em: nov. 2019.
Lei dos cossenos
É importante na descrição da intensidade luminosa de um monitor digital. Quando visto de frente, a intensidade é máxima,
porém, quando visto em algum ângulo, a intensidade e o contraste da imagem são reduzidos.
Essa redução segue a função do cosseno e diminui conforme o ângulo de visão do monitor aumenta em relação à reta
perpendicular.
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Cópia rígida — cópia eletrônica
Acompanhe o histórico deste recurso a seguir:
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1990 – APRESENTAÇAO DOS
EXAMES RADIOGRÁFICOS
Até meados dos anos 1990, todos os exames
médicos radiográ�cos eram apresentados
unicamente em cópias rígidas. A sua
interpretação era feita pelo posicionamento
das radiogra�as sobre os negatoscópios
iluminados.
1946 – SURGIMENTO DE UMA NOVA
TÉCNICA
Em 1946, o surgimento das técnicas de
Ressonância Magnética (RM) e de
Tomogra�a Computadorizada (TC), em 1971,
representou a inserção das imagens em
cópia eletrônica no diagnóstico médico. Mas,
apesar de digital, a análise das imagens
continuava sendo feita da mesma forma,
usando os negatoscópios.
DIAS ATUAIS – APRESENTAÇÃO DE
IMAGENS EM CÓPIA ELETRÔNICA
Atualmente, as imagens em cópia eletrônica
são visualizadas e interpretadas
majoritariamente em monitores digitais, seja
no tubo de raios catódicos (TRC) ou no
monitor de cristal líquido de matriz ativa
(MCLMA).
O conhecimento do pro�ssional da Radiologia deve ser apurado ao observar a radiogra�a no negatoscópio. Porém, a
visualização das imagens nos monitores digitais requer maior acurácia e rigor, tornando-se mais complexa e difícil.
Monitor de Cristal Líquido de Matriz Ativa (MCLMA)
Um cristal líquido é um estado da matéria que transita entre o líquido e o sólido. Tem a propriedade estrutural molecular de um
cristal, com a viscosidade de um líquido. Essa associação permite que os monitores de cristal líquido sejam mais e�cazes que
os de tubo de raios catódicos.
Os cristais líquidos são moléculas orgânicas lineares com carregamento elétrico, isso origina um dipolo molecular natural.
Portanto, os cristais líquidos podem ser alinhados pela ação de um campo elétrico externo.



 A imagem demonstra a representação de moléculasorgânicas lineares do cristal líquido, orientadas aleatoriamente no estado natural e organizadas sobre a influência de um campo
elétrico externo. 
BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda, 2010.
Características do monitor
Os MCLMAs são constituídos por um conjunto de pixels. Cada pixel possui um �ltro polaroide responsável pelo controle da
intensidade e da coloração da luz que será transmitida por ele.
Este �ltro é o que determina a distinção dos monitores coloridos para os monocromáticos, que possui especi�cidades de
formatos e cores, como vermelha, azul e verde, formando subpixels correlacionados em seu interior. Nas aplicações de
diagnóstico médico, apenas os monitores monocromáticos são utilizados, justamente por garantirem melhor visualização da
variação dos tons do contraste.
A ilustração seguir é a representação de um corte transversal de um pixel e sua operação. Ele é formado por duas lâminas de
vidro afastadas por microesferas de vidro espaçadoras que atuam na indução de sentido da energia. A imagem representa um
pixel e sua atividade bloqueando ou permitindo a passagem da luz de fundo sob orientação dos cristais líquidos.
 Os monitores de tela plana são identificados de acordo com o número de pixels que contêm. Para que seja usado em
radiodiagnóstico, é necessário que o display seja de alta resolução, aproximadamente 5 megapixels (MP), em um arranjo de 2000 x 2500
pixels. 
BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Atenção
É importante entender que, quanto maior quantidade e menor o tamanho dos pixels na matriz, melhor será o detalhamento nas
radiogra�as, por conta da maior variação dos tons de preto ao branco. Isso porque cada pixel compreende apenas um tom de
cinza, sendo assim, garante-se resolução de contraste ideal e, consequentemente, de�nição na imagem.
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Luminância da imagem
Os MCLMAs apresentam grande limitação quanto à transmissividade da luz de fundo, os monitores monocromáticos permitem
a passagem de apenas 10% dessa energia e os coloridos de 5%. Essa característica representa uma grave ine�ciência e é
explicada pela absorção luminosa dos �ltros polaroides, além do bloqueio feito pelo transistor de �lme �no (TFF) e dos
barramentos do pixel.
A área correspondente à transmissão da luz de fundo �ca na porção anterior do pixel e é denominada razão de abertura. Os
monitores de cristais líquidos para serem usados no radiodiagnóstico devem ter razão de abertura com luminância de 50% a
80%.
Na sigla MCLMA, o termo “ativo” corresponde à capacidade de controle individual de cada pixel no monitor. Caracterizando,
assim, uma especi�cidade da leitura natural do receptor digital, sendo essa a leitura passiva. Sendo necessária a atuação dos
TFFs para a leitura ativa.
Existem distinções entre os monitores que contribuem para que os de TRC sejam substituídos pelos MCLMAs, em razão das
suas características serem mais adequadas e convenientes. Na tabela a seguir, podemos visualizar as principais diferenças.
Tabela de diferenças entre os monitores TRC e MCLMA
TRC MCLMC
Emissor de luz Modulador de luz
Tela curvada Tela plana
Varredura com feixe de elétrons Endereço de matriz ativa
Distorção por claridade difusa Distorção por cruzamento de pixel
Não uniformidade do elemento fosforescente Não uniformidade do cristal líquido
Pixel pontual Pixel quadrado
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
A troca dos monitores ocorreu, principalmente, em virtude dos MCLMAs permitirem melhor de�nição na escala de tons de
cinza, já que alcançam uma melhor resolução de contraste. Além do ruído, apesar de intrínseco em ambos, ser menor do que
nos TRCs.
Luz ambiente
Os MCLMAs são planejados para sofrerem o mínimo de interferência da luz ambiente, apresentando como principal
desvantagem a dependência angular na visualização e consequente prejuízo na resolução do contraste da imagem.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Diminuição do contraste da imagem em função do ângulo
de visão em comparação à análise feita na perpendicular
nos monitores de cristal líquido de matriz ativa (MCLMA).
Em razão da análise ter de ser feita na perpendicular dos
monitores de tela plana, houve uma enorme progressão no
desenvolvimento ergométrico das workstations, ou estações
de trabalho.
Na representação a seguir, temos o exemplo de uma área
projetada ergonomicamente com baixíssimos níveis de luz
para contribuir com a melhor visualização da imagem. É
uma workstation ergonômico programada para serviço
digital.
 Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier Editora Ltda., 2010.
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A característica mais predominante e positiva da imagenologia digital sobre a tela �lme é a possibilidade de manipulação
da imagem antes da exibição, chamada de pré-processamento, ou após a visualização, pós-processamento.
Processamento da imagem digital 
As ações de correção acontecem de forma automática. As imagens digitais são apresentadas com os artefatos
reti�cados, isso acontece por meio de um software que averigua a calibração eletrônica e aprimora a diferença de sinal
em cada linha e coluna, ou seja, em todos os pixels da matriz.
Pré-processamento da imagem digital 
A tabela abaixo apresenta alguns dos problemas que acometem a técnica digitalizada e que são elucidados com o pré-
processamento.
Tabela dos problemas apresentados no pré-processamento e suas respectivas soluções
Problema Solução
Pixel defeituoso Sinal do pixel adjacente interpolado
Atraso da imagem Correção de compensação
Ruído de linha Corrigir a zona de referência escura
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
A compensação e o ganho de imagens são realizados objetivando que os receptores produzam respostas homogêneas e
estáveis. A periodicidade de ocorrência entre eles é diferente: enquanto a compensação é feita diversas vezes durante o dia, o
ganho das imagens decorre com intervalos irregulares de meses.
As intervenções de ajuste e nivelamento das reproduções são identi�cadas como uniformidade do campo exposto e
empregadas para a redução dos ruídos, apesar de inerentes, derivando na melhoria da qualidade de imagem.
 Na ilustração A, temos a exposição direta ao feixe de radiação X. É possível visualizar o efeito de salto dos tons de cinza da imagem. Em B, a exposição direta ao feixe com correção da
uniformidade de campo, produzindo imagem análoga no receptor. 
BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
As imagens digitais possuem alta escala de contraste em virtude de seus dispositivos receptores serem compostos por
milhares de pixels, sendo que cada um deles tolera apenas um tom de cinza.
Por existir essa grande quantidade de pixels, é aceitável que algum individualmente apresente defeito, tenha uma resposta
deturpada ou, ainda, não apresente resposta nenhuma. Essas possíveis falhas são reparadas pela interpolação dos sinais,
quando é feita uma média entre as respostas dos pixels adjacentes ao defeituoso. Dessa forma, é atribuído um valor ao pixel
problemático.
É pertinente aos receptores digitais a formação de uma imagem eletrônica latente, que não é totalmente visível aos olhos. Esse
resquício que se mantém é denominado de atraso de imagem e pode denotar determinados problemas, principalmente no
momento de substituição entre técnicas distintas.
Exemplo
Por exemplo: técnica de alta para baixa dose, ou de uma angiogra�a para �uoroscopia. Para elucidar isso, é adotada a
compensação de tensão previamente à próxima aquisição.
Quando se perdura alguma variação entre as tensões, são �gurados borramentosao longo dos pixels, visualizados como
artefatos lineares na imagem. Esses são nomeados de ruídos de linha e são sanados com a correção da diferença de potencial
elétrico aplicada nos pixels expostos do receptor.
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Pós-processamento da imagem digital
Esta técnica possibilita o realce das representações antes de serem analisadas, engloba qualquer alteração possível na
imagem digital. No entanto, diferentemente do pré-processamento, que habitualmente é automático, as ações do pós-
processamento são executadas pelos pro�ssionais tecnólogos em radiologia ou pelos médicos radiologistas, delineando a
otimização da imagem com o propósito de auxiliar na detecção precisa de patologias.
Tabela das ações de pós-processamento e seus resultados
Processo Resultado
Anotação Rotula a imagem
Janela e nível Amplia a escala de contraste
Magnificação Acentua a resolução espacial
Deslocamento de imagem Reorienta a apresentação da imagem
Inversão de imagem Produz branco-preto e preto-branco
Subtração Melhora o contraste
Deslocamento de pixel Grava novamente uma imagem após correção do movimento do paciente
Região de interesse Mensura o valor médio do pixel
Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
A anotação é a ação que permite incluir textos na imagem, identi�cando o paciente e a anatomia na região.
AINDA SOBRE PÓS PROCESSAMENTO
As imagens digitais compreendem a faixa dinâmica de 16 bits, com 65.536 tons variáveis de cinza. Todavia, o olho humano
detecta, aproximadamente, 30 tons distintos. Os ajustes de janela e nível acatam ao pro�ssional tecnólogo em radiologia
tornar visível todos os tons de contraste. Colocando essa característica como a mais respeitável e signi�cativa da técnica
digital.
As matrizes digitais dos monitores são formadas por pequenos pixels, o que, por efeito, aumenta e melhora a resolução
espacial das imagens. Isto torna, entre outras propriedades, a magni�cação de uma referida região perceptível em melhor
detalhe. Esta ação é similar ao uso de uma lupa em uma imagem analógica.
É possível que imagens feitas em sequência contenham deslocamentos
horizontais ou verticais, causando artefatos de movimentação, a ação de
deslocamento de imagem organiza o conjunto dentro da modelagem de
referência, reti�cando-as.
Existem áreas da técnica digitalizada que fazem uso da inversão de contraste da imagem analógica, ou seja, o osso que é
branco na tela �lme, se torna visível preto após a inversão, e vice-versa. Isso torna possível a detecção de determinadas
patologias que se tornam evidentes com a contraversão.
 A ilustração mostra a ação de inversão de imagem digital feita em um exame de uma mão esquerda. 
BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.
Atenção
A subtração é usada quando há a sobreposição de radiogra�as feitas em tempos diferentes, chamada de subtração temporal,
resultando na ampliação de modi�cações anatômicas ou patológicas com o intuito explícito de potencializar o contraste.
Quando há desalinhamento de uma determinada área na subtração, é porque houve alguma movimentação do paciente
durante a sequência de exposições. Isso é corrigido pelo deslocamento de pixel, o que permitirá uma regravação do exame.
Ultimamente, tem-se feito grande uso dos valores numéricos dos pixels como forma de auxiliar o diagnóstico de determinadas
patologias. Para que isso aconteça, é preciso que a área seja demarcada como a região de interesse (region of interest — ROI),
assim, o software do computador fará a mensuração da média dos pixels, e a esta área da técnica digital chamamos de
radiologia quantitativa.
Atenção
O valor do ROI será in�uenciado pelo grau de atenuação das diferentes estruturas corporais, o que facilitará a detecção de
possíveis patologias, como desmineralização óssea, nódulos pulmonares calci�cados ou litíases renais.
Por �m, existem ações, como a intensi�cação gradual, que terão utilização efetiva para identi�car pequenas fraturas; o
rolamento e a ampliação ajudam no momento de visualizar as minúcias de regiões de�nidas da imagem.
 Atividade
1. Sabemos que as imagens podem apresentar alguns problemas na técnica digitalizada, que ocorrem durante o pré e o pós-
processamento. Faz parte do pré-processamento os seguintes contratempos:
a) Pixel defeituoso e ruído de linha.
b) Atraso da imagem e anotação.
c) Janela e nível e magni�cação.
d) Subtração e deslocamento de pixel.
e) Região de interesse e magni�cação.
2. “Quando se perdura alguma variação entre as tensões, são �gurados borramentos ao longo dos pixels, visualizados como
artefatos lineares na imagem”. Este conceito se refere a:
a) Ruídos de coluna.
b) Ruídos da matriz.
c) Ruídos dos pixels.
d) Ruídos diagonais.
e) Ruídos de linha.
3. Os valores numéricos dos pixels são uma forma de auxiliar o diagnóstico de determinadas patologias. Para que isso
aconteça, é preciso que a área seja demarcada como a região de interesse. Ela é de extrema importância para um estudo mais
pontual, facilitando a detecção de possíveis patologias. Qual sigla especi�ca o assunto abordado?
a) IOR
b) ORI
c) RIO
d) ROI
e) IRO
Notas
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
Plataforma de gerenciamento PACS;
Sistema DICOM;
Distinções HIS e RIS.
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Lei dos cossenos
Mamogra�a com microcalci�cações — magni�cação
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