Aula 2-Tomografia Computadorizada

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DESCRIÇÃO
Estudo da tomografia computadorizada e técnicas radiográficas utilizadas
para seleção de parâmetros na formação da imagem seccional.
PROPÓSITO
Compreender a tomografia computadorizada por meio das descobertas
relativas à sua história, dos avanços tecnológicos e parâmetros de controle
associados à formação da imagem.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Reconhecer a história da tomografia
MÓDULO 2
Reconhecer a geração de dados correlacionada à formação da imagem e
as principais modalidades em TC
MÓDULO 3
Identificar os ajustes de protocolos em tomografia computadorizada
INTRODUÇÃO
A tomografia computadorizada (TC) foi um marco na história da medicina e
desde a sua introdução, nos anos 1970, proporcionou grande avanço na
área médica. Trouxe benefícios incontestáveis para o diagnóstico médico a
partir da análise de imagens seccionais. É um método capaz de formar
imagens seccionais do organismo humano utilizando a radiação ionizante
liberada por uma fonte emissora que gira 360 graus ao redor do objeto, com
emissão contínua de raios X.
Os princípios físicos da TC são similares aos da radiografia convencional,
na qual tecidos que apresentam composições distintas absorvem a radiação
X de maneira diferente. Quando os tecidos são transpostos por raios X, os
mais densos absorvem mais radiação quando comparados com tecidos
menos densos.
Desse modo, a TC evidencia a quantidade de radiação absorvida por cada
parte do corpo que está sob análise, traduzindo essas variações em
imagens numa escala de cinza. Cada pixel da imagem representa a média
da absorção dos tecidos nesse local, expresso em unidades de Hounsfield
(nome dado em homenagem ao idealizador do primeiro aparelho de TC).
MÓDULO 1
 Reconhecer a história da tomografia
O HISTÓRICO PREDECESSOR DA
TOMOGRAFIA E OS RAIOS X
COMO ELEMENTOS ESSENCIAIS
PARA O MÉTODO
Segundo Nacif e Dos Santos (2009), em 8 de novembro de 1895, um
professor de Física teórica, o doutor Wilhelm Conrad Roentgen, descobriu
os raios X, em Wurzburg, na Alemanha. Ele realizava experiências com
ampolas de Hittorf (Johann Wilhelm Hittorf – físico alemão) e Crookes
(William Crookes – físico e químico inglês). Ao anoitecer do dia 8 de
novembro de 1895, Roentgen escolheu um dos tubos Hittorf-Crookes de
que dispunha em uma estante de seu laboratório, recobriu-o com cuidado,
usando uma cartolina preta, escureceu totalmente o laboratório e ligou o
tubo aos eletrodos da bobina de Ruhmkorff.
 Wilhelm Conrad Roentgen.
Ao passar a corrente de alta tensão através do tubo, verificou que nenhuma
luz visível atravessara a cartolina preta que o revestia. Preparava-se para
interromper a corrente de alta tensão quando percebeu que a cerca de 1
metro do tubo, havia uma luz fraca. Sem entender o que se passava,
Roentgen acendeu um fósforo e, com surpresa, verificou que a forma da
misteriosa luz era um pequeno écran de platinocianeto de bário deixado
sobre um banco. Roentgen sabia que a luz do écran não provinha dos raios
catódicos e que pela distância, seria ela algum tipo de radiação. Sem saber
qual a radiação, deu-lhe o nome de raios X.
 Radiografia da mão de Anna Bertha Ludwig (esposa de Wilhelm).
Em dezembro de 1895, Roentgen fez a primeira radiografia da História, de
uma das mãos de Anna Berta Ludwig Roentgen, sua esposa, em mais ou
menos 15 minutos de exposição.
O experimento de Wilhelm culminou no surgimento dos raios X, elemento
que serve como base para a tomografia computadorizada, modalidade
diagnóstica que se utiliza da radiação ionizante para o entendimento
corporal humano em planos (axial, coronal e sagital) com base em cálculos
matemáticos, um tubo de raios X, uma mesa de exames e elementos
detectores que transformam a captação em um sinal elétrico e,
posteriormente, em informação que vai gerar a imagem após um complexo
processamento computacional desenvolvido a partir de softwares.
O HISTÓRICO DE EVOLUÇÃO DA
INVENÇÃO
Em 1972, foi apresentado por Ambrose e Hounsfield um novo método de
utilização da radiação ionizante com a finalidade de medir as diferentes
densidades corpóreas, obtendo imagens, primeiramente do encéfalo, com
finalidades diagnósticas. Esse método se desenvolveu por cerca de 10
anos, sendo realizadas diversas medições de transmissão dos fótons de
raios X, em múltiplos ângulos e, a partir desses valores, os coeficientes de
absorção pelos diversos tecidos seriam calculados pelo computador e
apresentados em uma tela, indo do branco ao preto (teoria das tonalidades
de cinza). Os pontos formariam uma imagem correspondente à secção axial
do cérebro, que poderia ser estudada posteriormente. Hounsfield apostava
que um feixe de raios X continha mais informações do que aquela que seria
possível capturar com o filme e imaginou que um sistema computacional
formaria sua teoria de aumento de informações e posterior avanço
diagnóstico.
 Godfrey Newbold Hounsfield.
O notório Hounsfield nasceu em Nottinghamshire, na Inglaterra, no dia 28
de agosto de 1919. Era o irmão mais novo de uma família de cinco irmãos.
No final do ano de 1939, ingressou na Royal Air Force-RAF (Força Aérea
Real Britânica) como voluntário. Lutou na Segunda Grande Guerra Mundial
e, logo após a guerra, obteve uma bolsa de estudos para ingressar no curso
de engenharia mecânica e elétrica na Casa Faraday, em Londres.
Uniu-se ao grupo de pesquisas da Eletric and Musical Industries – EMI, em
1951. Em 1967, transferiu-se para o Laboratório Central de Pesquisas da
EMI.
A EMI, nessa época, era uma empresa quase totalmente voltada para a
fabricação de discos e componentes eletrônicos e não tinha nenhuma
experiência com equipamentos radiológicos. Os Beatles, que gravavam na
época para o selo, foram os responsáveis pelo apoio financeiro mais
significativo para a companhia. O então Departamento de Saúde foi
procurado por Hounsfield e pelos radiologistas James Ambrose e Louis
Kreel para financiar, junto com a EMI, o desenvolvimento de um scanner
para a cabeça.

1972
O radiologista Ambrose orientou clinicamente e alavancou o primeiro
experimento, utilizando um protótipo de scanner (tomógrafo) para cabeça da
EMI, o Mark 1, no ano de 1972. Logo depois, o Departamento de Saúde
solicitaria mais 3 scanners.
1975
Em 1975, numa conferência em Bermuda, Hounsfield anunciou um scanner
capaz de estudar outras partes do corpo humano. Esse pronunciamento foi
recebido com aplausos de pé, do seletíssimo público local.

Em 1972, Hounsfield ganhou o prêmio MacRobert, a mais alta
condecoração do Reino Unido dedicada a inovações científicas. Em 1975,
recebeu o prêmio Lasker, nos Estados Unidos da América. Em 1979, junto
com Cormack, recebeu o prêmio Nobel de Medicina, principal laurel da
medicina, pelo feito iniciado antes de 1972, cujo reconhecimento tardio não
diminuiu as honras e não causou demérito ao poder efetivo de sua
invenção. Em 1981, foi condecorado “Sir” pela rainha da Inglaterra.
Em 1994, foi eleito Honorary Fellow da Academia Real de Engenharia.
Continuou a trabalhar depois de sua aposentadoria oficial, em 1986, como
cientista e consultor da EMI, e trabalhou em alguns hospitais na Inglaterra.
Hounsfield foi um homem que contribuiu enormemente com o seu esforço e
empenho, sempre à frente do seu tempo, para o avanço da medicina e do
radiodiagnóstico.
POR FALTA DE INTERVENÇÃO E APOIO
MATEMÁTICO, A TOMOGRAFIA
COMPUTADORIZADA (TC) SE
DESENVOLVEU NO INÍCIO DA DÉCADA DE
1960 DE FORMA MUITO LENTA, MAS, EM
1964, ALLAN CORMACK ENTROU COM A
AJUDA MATEMÁTICA FUNDAMENTAL PARA
O PROBLEMA DA RECONSTRUÇÃO. ELE
ESTUDAVA A DISTRIBUIÇÃO DOS
COEFICIENTES DE ATENUAÇÃO DO
CORPO PARA QUE O TRATAMENTO POR
RADIOTERAPIA PUDESSE SER BEM
DIRECIONADO PARA O TUMOR ALVO.
ALÉM DISSO, ESTAVA CRIANDO UM
ALGORITMO MATEMÁTICO PARA
RECONSTRUÇÃO TRIDIMENSIONAL DA
DISTRIBUIÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE
RADIONUCLÍDEOS, A PARTIR DOS DADOS
COLETADOS DE UM EQUIPAMENTO DE
CÂMARA-PÓSITRON, DESENVOLVIDO EM
1962.
(CARVALHO, 2007, p. 61).
javascript:void(0)ALLAN CORMACK
Allan McLeod Cormack (1924 — 1998) foi um físico sul-africano laureado
com o Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1979 por ter participado do
aprimoramento do diagnóstico de doenças pela tomografia axial
computadorizada.
Foi exatamente nessa época que surgiu um engenheiro de radares,
representante da EMI, interessado em desenvolvimento computacional e
criador do primeiro computador de transistores da Inglaterra. Hounsfield
apresentava ideias de estudar o interior de objetos, utilizando a
reconstrução obtida pela absorção de radiação pelos componentes
tridimensionais (objetos tridimensionais).
Hounsfield foi o criador de um protótipo que demorava 150 minutos para
processar uma única imagem e 9 dias para a aquisição da imagem total do
objeto, utilizando uma fonte de amerício 241, emissora de raios gama.
Quando ele adquiriu um tubo gerador de raios X para substituir a radiação
gama e aplicou ao desenvolvimento do método, o tempo de aquisição das
imagens foi drasticamente reduzido para 9 horas.
 Protótipo de Hounsfield para a primeira geração do tomógrafo
computadorizado
Ao longo do tempo, após várias imagens experimentais com peças
tridimensionais e animais, foi realizada a primeira imagem diagnóstica, de
uma suspeita de tumor no lobo frontal esquerdo de uma paciente escolhida
pelo Dr. Ambrose. A imagem obtida, mostrando o tumor, causou euforia em
Hounsfield e na sua equipe.
Essas primeiras imagens foram mostradas no Congresso Anual do British
Institute of Radiology, em 20 de abril de 1972. As reações foram de
perplexidade e empolgação, principalmente dos neurologistas, que
vislumbraram o estudo por imagem intracraniano.
Curiosamente, Hounsfield havia mostrado imagens seccionais de peças de
cadáveres e de animais no congresso europeu realizado em Amsterdã, no
ano anterior, sem despertar nenhum interesse. A comunidade médica ali
reunida não percebeu e não teve noção da revolução científica e médica
que se aproximava. Já em 1973 foram comercializados vários aparelhos
tomográficos pelo mundo, principalmente na Europa e nos Estados Unidos.
 Protótipo de Hounsfield para a primeira geração do tomógrafo
computadorizado.
Quando o equipamento começou a ser comercializado, o tempo de
aquisição de cada corte era de 6 minutos e de 2 minutos para reconstrução
de imagem. A redução do tempo se deu por conta de um minicomputador
mais eficiente, que foi incorporado ao sistema.
 SAIBA MAIS
No Brasil, o primeiro tomógrafo foi instalado em São Paulo, em 1977, no
Hospital da Real e Benemérita Sociedade Portuguesa de Beneficência.
Logo após, na Santa Casa de Misericórdia, no Rio de Janeiro, o primeiro
aparelho teve seu funcionamento iniciado, em 28 de julho de 1977.
A partir daí, a tecnologia só evoluiu e surgiram os aparelhos de segunda,
terceira, quarta geração e helicoidais, cada vez mais rápidos, com imagens
mais nítidas e melhores resoluções. Seus tempos de exame eram cada vez
menores, assim como os custos de produção, consequentemente,
reduzindo valor dos equipamentos e dos exames.
Em 1976, foi patenteada a aquisição volumétrica e, em junho de 1980,
imagens tridimensionais com resolução de 1200 x 1200 pixels passam a ser
adquiridas e apresentadas quase em tempo real.
A ordem textual não contempla a ordem cronológica dos fatos, mas sim a
relevância de Hounsfield como o principal ator da história da tomografia
computadorizada. Veja a ordem cronológica dos principais eventos:
ÉPOCA EVENTO
1895 Descoberta dos raios X
1919 Nascimento de Hounsfield
1939 Ingresso de Hounsfield na Força Aérea Britânica
1962 Utilização dos raios Gama por Cormack – câmara-pósitron
1964 Ajuda matemática para a reconstrução por Cormack
ÉPOCA EVENTO
1967 Ingresso de Hounsfield na EMI
1971
Hounsfield havia mostrado imagens seccionais de peças de
cadáveres e de animais no congresso europeu realizado em
Amsterdã em 1970
1972
Primeiras imagens tomográficas de uma paciente são
mostradas no Congresso Anual do British Institute of
Radiology
1973 Tomógrafo entra no mercado
1975 Anúncio de um scanner de outras regiões do corpo humano
1976 Patente da aquisição volumétrica
1977 Primeiros tomógrafos no Brasil, em SP e no RJ
1979 Prêmio Nobel para Cormack e Hounsfield
1980 Patente da aquisição volumétrica tridimensional
1981
Condecoração de Cavaleiro para Sir Hounsfield, pela rainha
da Inglaterra
ÉPOCA EVENTO
1986
Aposentadoria de Hounsfield, ainda representando a EMI até
1994
⇋ Utilize a rolagem horizontal
Quadro: Cronologia dos eventos relacionados à participação de Hounsfield.
Elaborado por: Henrique Luz Coelho.
O MÉTODO TOMOGRÁFICO
A TC é um método de diagnóstico por imagem que utiliza os raios X em
combinação com computadores adaptados para processar muitas
informações e produzir imagens com alta resolubilidade. O tubo de raios X
fica dentro do corpo do aparelho, no gantry, que é uma espécie de portal ou
pórtico onde o paciente entra para gerar a aquisição dos cortes. A radiação
“entra” no paciente (objeto) e atinge os detectores, que formam o principal
elemento de coleta do sinal da tomografia, para ser processada pelo
computador.
DETECTORES
Conjunto de receptores ou sensores que coletam o residual do feixe de
radiação que atravessa o paciente.
javascript:void(0)
Na aquisição dos cortes tomográficos, o tubo gira em torno do paciente e
um feixe de radiação é emitido, incidindo nos detectores após a interação
com o corpo do paciente, que coletam informações obtidas das projeções
múltiplas para, logo em seguida, serem processadas e transformadas em
imagem.
O princípio básico para a geração de imagens digitais é a captação de
sinais elétricos, que são transformados em dígitos binários pelo computador,
com a essencial estrutura física dos detectores, que podem ser sólidos
(cristais luminescentes) ou gasosos (câmara de ionização à base do gás
xenônio).
A matriz de TC é definida por linhas e colunas arranjadas que formam a
imagem digital. O elemento de imagem que é formado pela intersecção
dessas linhas é o pixel (picture element) e uma matriz de alta resolução
apresenta pixels de pequenas dimensões. Já a espessura do corte está
relacionada à profundidade, e o volume formado é conhecido como voxel
(volume element). O voxel é formado pelas dimensões do pixel e a
profundidade do corte. Essa matriz de alta resolução forma a base da
imagem em tomografia, sendo notoriamente explorada, pois o aumento da
matriz está relacionado à melhora da resolução das imagens digitais
tomográficas.
As características essenciais do método tomográfico são:
Feixe de raios X de aspecto laminar
Aquisição das imagens que ocorrem no gantry
Imagem final, que é digital e manipulada por softwares
Quanto maior a matriz, melhor a resolução de imagens
A aplicação do método tomográfico é essencialmente composta por uma
ordem de acontecimentos intuitivos, que vão desde a chegada do paciente
ao equipamento até a saída da sala de exames, perpassando a aquisição
de imagens no gantry e encontrando assentamento no processamento das
imagens que ocorre na sala de comando do aparelho.
No próximo módulo, você vai compreender a evolução da tomografia
computadorizada, segmentada por gerações.
INTRODUÇÃO À TOMOGRAFIA
Neste vídeo, o especialista Wellington Guimarães Almeida explica o que é a
tomografia computadorizada, trazendo os detalhes pertinentes sobre o
assunto:
VERIFICANDO O APRENDIZADO
MÓDULO 2
 Reconhecer a geração de dados correlacionada à formação da
imagem e as principais modalidades em TC
PRINCÍPIOS DE FORMAÇÃO DA
IMAGEM
A TC é um método completamente não invasivo de obtenção de imagens
internas do corpo. Essas imagens são obtidas a partir do exterior do objeto,
pela medição das intensidades dos fótons de raios X que atravessam esse
corpo. As intensidades obtidas são processadas por um algoritmo
computacional que as transforma em uma imagem bidimensional, que
posteriormente poderá ser reconstruída nos planos axial,coronal, sagital,
oblíquo ou curvo e até mesmo em perspectiva tridimensional.
O processo de formação de imagem pode ser dividido em três fases:
AQUISIÇÃO DE DADOS
RECONSTRUÇÃO MATEMÁTICA DA
IMAGEM
APRESENTAÇÃO DA IMAGEM
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. Os
fótons de radiação que atravessam a seção do corpo, sem interagir, atingem
um conjunto de detectores no lado oposto.
RECONSTRUÇÃO MATEMÁTICA DA
IMAGEM
Os dados brutos obtidos pelos detectores são calculados por meio de
algoritmos matemáticos pelo computador e representados em tons de cinza
na tela do monitor, conforme a natureza dos tecidos atravessados no corte,
formando assim uma imagem numérica ou digital.
APRESENTAÇÃO DA IMAGEM
A fase final é a conversão da imagem digital em uma imagem de vídeo para
que possa ser diretamente observada em um monitor de TV e
posteriormente documentada em filme. Esta fase é efetuada por
componentes eletrônicos que funcionam como um conversor (vídeo) digital-
analógico. 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.
Em outras palavras, a imagem é gerada a partir de um feixe de raios X
estreito e um conjunto de detectores montado no lado oposto. Como o
cabeçote e o detector estão conectados mecanicamente, eles se
movimentam sincronizadamente. Quando o conjunto cabeçote-detector faz
uma translação ou rotação em torno do paciente as estruturas internas do
corpo atenuam o feixe de raios X, de acordo com a densidade e número
atômico de cada tecido.
Os dados obtidos pelos detectores são armazenados no computador e, por
meio de equações matemáticas aplicadas sobre esses dados, torna-se
possível a determinação de relações espaciais entre as estruturas internas
de uma região selecionada do corpo humano. A imagem é apresentada na
tela do computador como uma matriz bidimensional em que, a cada
elemento dessa matriz (pixel), é atribuído um valor numérico, denominado
número de TC. Este é expresso em unidades Hounsfield (UH) e está
relacionado ao coeficiente linear médio de atenuação do elemento de
volume (voxel) no interior do corte que o pixel representa. O fóton, ao
atravessar o corpo, é atenuado, e a leitura do sinal do detector é
proporcional ao grau de atenuação ou ao grau de penetração do fóton.
 Esquema de rotação do conjunto cabeçote-detector.
AQUISIÇÃO DE IMAGENS NOS
DIFERENTES EQUIPAMENTOS DE
TOMOGRAFIA COMPUTORIZADA
TC linear (convencional) – também conhecido como corte a corte, no qual
a mesa se movimenta após cada giro de 360º do tubo, fazendo a aquisição
de uma imagem a cada giro, ou seja, a mesa anda e para a cada novo
corte.
TC Helicoidal – um método de aquisição indireto, que combina a emissão
contínua de radiação X e a rotação do conjunto ampola-detectores com o
movimento da mesa (pitch), adquirindo um volume de dados em forma de
hélice. A aquisição de dados é contínua, de forma que a ampola permanece
girando enquanto a mesa permanece movimentando-se. Nesse processo,
não há mais a aquisição de dados por corte, mas sim de forma ininterrupta.
TC Multicortes (multislice) – um dos mais novos avanços na tomografia,
apresentando múltiplos conjuntos de anéis detectores de forma
estrategicamente emparelhada, sendo possível a aquisição de vários cortes
simultâneos em cada rotação do tubo de raios X.
Em tomografia, a imagem final representa a densidade correspondente de
cada tecido por meio de uma escala de cinza.
CLASSIFICAÇÃO EM FUNÇÃO DA
DENSIDADE DO OBJETO
As diferenças entre regiões nas imagens por TC são classificadas em:
HIPERDENSAS (CLARAS)
Imagens hiperdensas, caracterizadas pela tonalidade branca, em uma
tomografia de abdome.
ISODENSAS (EM TONS DE CINZA)
Imagens isodensas, caracterizadas por escalas de cinza (do escuro ao
claro), em uma tomografia de crânio.
HIPODENSAS (ESCURAS)
Imagens hipodensas, caracterizadas por tonalidades de cinza (do preto ao
cinza escuro) em uma tomografia de tórax.
A essa classificação, segue a chamada escala de Hounsfield (HU), cujas
unidades assumem valores preestabelecidos a partir da atribuição do valor
0 (zero) correspondente à densidade da água. Os tomógrafos são
calibrados de modo que a água tenha sempre o valor 0.
A escala Hounsfield assume valores entre -1000 (ar) até +1000 (osso
cortical).
 Escala de Hounsfield.
O olho humano só consegue distinguir 64 níveis de cinza, sendo necessário
selecionar um nível ideal de atenuação que permita uma contrastação dos
tecidos avaliados. Selecionado um nível e uma abertura de janela
adequada, será possível visualizar estruturas ósseas ou detalhes
anatômicos das partes moles. A tabela a seguir mostra valores de HU para
algumas estruturas, onde podemos perceber que quanto maior a densidade
do tecido/órgão, maior a atenuação.
Veja a seguir as principais densidades teciduais utilizadas em TC.
Valores Estruturas
300 a 100 Osso cortical/denso
100 a 200 Osso normal
60 Fígado
Valores Estruturas
50 Pâncreas
36 Parênquima cerebral
20 Músculo
0 Água
-20 a -80 Gordura
-500 a -800 Pulmão
-1000 Ar
⇋ Utilize a rolagem horizontal
Quadro: Principais densidades teciduais utilizadas em TC.
Elaborado por: Henrique Luz Coelho.
A ESCALA DE HOUNSFIELD E O
PADRÃO DA IMAGEM NA TELA DO
MONITOR
Para visualizarmos esses números de TC representados pela escala de
cinza, utilizaremos um elemento denominado de janela (WINDOW), que
será composta por 3 fatores:
CENTRO (LEVEL)
NÍVEL DA JANELA (WL, DE WINDOW
LEVEL)
LARGURA DA JANELA (WW, DE WINDOW
WIDTH)
CENTRO (LEVEL)
Representa o valor médio da densidade das estruturas que compõem o
voxel ou um grupo de voxels. O centro da janela independe do contraste
que se apresenta na imagem e seu valor deve ser relacionado à densidade
média do objeto de maior interesse na imagem obtida.
NÍVEL DA JANELA (WL, DE WINDOW
LEVEL)
O nível da Janela está diretamente relacionado com os valores de
atenuação tecidual e controla o brilho da imagem ou determina o número
de TC que será o centro da janela. Ele é, geralmente, determinado pela
densidade do tecido que aparece com mais frequência dentro de uma
estrutura anatômica.
LARGURA DA JANELA (WW, DE WINDOW
WIDTH)
A largura da Janela se refere ao intervalo de números de TC que são
exibidos como diferentes tons de cinza e está relacionado ao contraste da
imagem.
 EXEMPLO
Quando realizamos exame do abdome superior: o WC (LC) deverá
corresponder à densidade média do fígado. No exame de tórax
(mediastino): o WC (LC) deverá corresponder à densidade média do
coração. No exame de tórax (pulmão): o WC (LC) deverá corresponder à
densidade média do pulmão.
Janela ampla: baixo contraste definido como 400-2000 HU, mais bem
usado em áreas de diferentes valores de atenuação agudos (tórax, por
exemplo).
Janela estreita: alto contraste definido como 50-350 HU são excelentes
ao examinar áreas de atenuação semelhante (crânio, por exemplo).
O AJUSTE DA JANELA É FUNDAMENTAL PARA
DEFINIR CORRETAMENTE O CONTORNO DE UMA
ESTRUTURA, POIS DEVIDO AO EFEITO DE
VOLUME PARCIAL PRESENTE NA IMAGEM
SEMPRE HAVERÁ UM BORRAMENTO ENTRE A
INTERFACE DE DUAS ESTRUTURAS
ADJACENTES.
As imagens a seguir mostram as janelas em TC:
Exame de tórax: WL 53 e WW 354.
Exame de tórax: WL 95 e WW 349.
Exame de tórax: WL -650 e WW 1198.
ALGORITMOS DE
RECONSTRUÇÃO APLICADOS À
FORMAÇÃO DA IMAGEM
Em TC, as imagens podem ser reconstruídas utilizando os algoritmos de
reconstrução, que é um método matemático (complexo) utilizado na
reconstrução das imagens. Consiste, basicamente, na obtenção de imagens
em diferentes projeções, com a correspondente somatória dos resultados
obtidos em cada projeção, considerando um valor médio de atenuação para
cada coluna oulinha da imagem, que colocam em evidência alguns tecidos.
A classificação a seguir está relacionada com a natureza do tecido
estudado:
Classificação Natureza do tecido
SOFT Tecidos moles em crianças.
STANDARD Tecidos moles nos adultos (músculos e vísceras).
DETAIL
Tecido de densidades intermediária entre músculos e
ossos.
BONE Ênfases ao tecido ósseo.
EDGE
Ênfases ao tecido ósseo denso e cortical óssea
(contorno ósseo).
LUNG Parênquima pulmonar.
⇋ Utilize a rolagem horizontal
Quadro: Relação entre a classificação e a natureza do tecido estudado.
Elaborado por: Henrique Luz Coelho.
1- Standard
2- Lung
3- Bone
ALGORITMOS DE
RECONSTRUÇÃO
Desta vez, o especialista Wellington Guimarães Almeida retrata os
principais aspectos dos algoritmos de reconstrução:
FILTROS DE IMAGEM (ENHANCE/
SMOOTH/ SHARP)
O filtro de reconstrução utilizado tem por finalidade retirar ou minimizar
certas frequências espaciais que estão presentes nas projeções, as quais
são responsáveis pela degradação da resolução espacial da imagem
tomográfica. O filtro é um dos parâmetros mais importantes a condicionar a
qualidade de imagem em TC, oferecendo diferentes compromissos entre a
resolução espacial e o ruído. As imagens digitais podem receber
tratamentos que alteram o seu aspecto visual.
Os tratamentos são obtidos por filtros tipo High Pass e Low Pass:
Os filtros High Pass dão realce às imagens e podem ser do tipo
Enhance/Sharp/Edge;
Os filtros Low Pass suavizam a imagem e podem ser do tipo
Smooth/Soft.
Mas qual é a diferença desses filtros?
1
Os filtros Sharp são frequentemente utilizados na reconstrução de
imagens, quando se pretende obter os detalhes finos, isto é, elevada
resolução espacial. No entanto, ocorre o aumento dos níveis de ruído da
imagem.

2
Os filtros Smooth são utilizados em reconstruções de tecidos moles,
sendo característico a diminuição do ruído de imagem e da resolução
espacial.
DOCUMENTAÇÃO TOMOGRÁFICA
É a última etapa do exame de tomografia computadorizada. Uma boa
documentação, além de demonstrar zelo com o exame, pode ser decisiva
para uma correta interpretação do estudo. As imagens devem ser
documentadas, levando-se em consideração qual o tecido de maior
interesse (assunto) e, evidenciando-se, na medida do possível, o contraste
da imagem.
O tecido de interesse é estabelecido pelo nível da imagem (Window Level) e
representado pelo valor WL. O contraste da imagem depende da amplitude
da Janela (Window Width), representado por WW. Janelas muito amplas
apresentam imagens tomográficas acinzentadas e, portanto, de baixo
contraste, mas podem representar fator de qualidade, na medida em que
um maior número de estruturas estarão presentes na imagem.
No próximo módulo, você vai conhecer os principais artefatos em TC, as
soluções para resolvê-los e as principais características que interferem
diretamente na qualidade da imagem e na busca de um diagnóstico,
fazendo uma correlação entre a hipótese diagnóstica adequada à imagem
de TC e as falhas que podem ocorrer por conta do aparecimento desses
artefatos.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
MÓDULO 3
 Identificar os ajustes de protocolos em tomografia
computadorizada
PRINCIPAIS PARÂMETROS DE
CONTROLE NA AQUISIÇÃO DAS
IMAGENS TOMOGRÁFICAS
Os parâmetros a seguir serão apresentados detalhadamente neste módulo:
Colimação do feixe;
Eixo de corte e pitch;
Corrente (mA);
Alta tensão (kV);
Tempo de varredura.
COLIMAÇÃO DO FEIXE
A colimação do feixe é o primeiro item a ser definido e isso dependerá da
região a ser estudada, o que levará aos procedimentos de escolha dos
outros fatores. A espessura maior pode determinar perda de informação do
tecido, e a espessura menor determina um maior número de imagens da
mesma região e, portanto, um tempo maior para realização da varredura.
Os aparelhos de tomografia mais modernos permitem colimação de até
0,5mm (submilimeter), sendo mais comuns as espessuras de 1mm, 2mm,
5mm e 10mm.
Mas o que são colimadores?
Os colimadores são os dispositivos responsáveis pela restrição da área de
exame ou região do corpo do paciente a ser estudada no exame. Eles
também permitem a diminuição da dose de exposição de radiação (primária
e secundária) no paciente e atuam na melhoria da qualidade das imagens.
Existe dois tipos de colimadores, os colimadores pré-paciente (o feixe é
colimado assim que sai do tubo) e os colimadores pós-paciente (o feixe é
novamente colimado ao entrar em contato com o detector).
 Colimadores pré-paciente e pós paciente.
A colimação do feixe é um procedimento muito importante, pois está
diretamente relacionada à espessura do corte, ou seja, à região que será
estudada, atuando na execução do exame de forma direta. Assim, ela é
responsável por evitar o espalhamento, fazendo com que as linhas do feixe
apresentem um aspecto organizado.
ESPESSURA DE CORTE
A espessura do corte tomográfico é um parâmetro muito importante em TC,
pois ela é determinada pelo operador e pode ser controlada pela abertura
do colimador. As espessuras de cortes devem estar compreendidas na faixa
de 1mm a 10mm, podendo ter especificações predefinidas para
determinados exames (protocolos preestabelecidos) a fim de garantir a
qualidade da imagem, ou seja, sem interferência dos ruídos nas imagens.
 Espessura de corte.
Uma espessura de corte muito fina pode gerar mais ruído quando
comparada às espessuras mais largas, ou seja, que apresentam uma
resolução inferior. Quanto menor a radiação secundária, melhor a resolução
de contraste, que pode ser explicada como a habilidade de distinguir
pequenas diferenças de tons de cinza em uma imagem.
A escolha do tamanho de corte dependerá do contraste entre as estruturas
da região estudada. Caso haja alto contraste (alta resolução espacial),
normalmente serão utilizados cortes finos, e quando não houver um grande
contraste entre as estruturas, como por exemplo, tecidos moles, é
recomendado o uso de cortes mais espessos. Com isso, conseguiremos
uma maior distinção entre o contraste dos tecidos e, consequentemente, um
estudo melhor para o caso.
 ATENÇÃO
Devemos lembrar dos seguintes fatores ao dimensionarmos a espessura de
corte. Quanto maior for a espessura de corte:
Maior será o efeito de volume parcial apresentado na imagem.
Menor será a interferência de ruído (artefato) na imagem.
AS VANTAGENS E DESVANTAGENS
NA UTILIZAÇÃO DE CORTES FINOS
Vantagens
Aumento da resolução espacial;
Melhor reconstrução (coronal sagital e oblíqua);
Menor influência de artefatos radioabsorventes.

Desvantagens
Aumenta o ruído;
Aumenta o tempo de varredura;
Aumenta o tempo de reconstrução.
EIXO DE CORTE E PITCH
A escolha das distâncias entre os eixos e escolha da espessura do corte
está relacionada ao fator pitch.
 Distância entre os eixos de corte.
Os eixos de corte representam delimitações realizadas para dar passagem
ao raio central do feixe. Esses eixos são definidos antes do início do exame
e permitem a mensuração das distâncias entre os diversos cortes realizados
nas regiões de estudo. A escolha dos eixos está relacionada à qualidade
das imagens obtidas posteriormente, pela quantidade de dados gerados.
PITCH
Esse dispositivo define a razão entre o deslocamento da mesa por volta do
tubo em relação à espessura do feixe. Quando se realizam cortes
helicoidais com pitch na razão de 1 para 1, a mesa realiza um deslocamento
que é da mesma proporção que a espessura do corte realizado. Caso seja
feita uma alteração para a razão 2:1, a mesa exerce um deslocamento que
será o dobro da espessura do corte por revolução. Nessas circunstâncias,
podemos concluir que o tempo necessário para a aquisição de 20 imagens
será de 10 segundos.
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem
horizontal
 ATENÇÃO
É preciso considerar um tempo de revolução de 1 segundo.
Se o pitch for menor que 1, os cortes são sobrepostos e, se for maior que 1,
há um intervalo entre os cortes. Sefor igual a 1, não haverá espaço entre os
cortes e, se o valor do pitch for aumentado, aumenta-se também a
quantidade de radiação no processo e perde-se a qualidade da imagem
gerada.
É recomendado que se utilize um valor de pitch maior que 1, ou seja,
deslocamento da mesa por volta do tubo levemente maior que espessura do
feixe.
Dessa forma, evita-se que a mesma região do tecido seja duplamente
irradiada, levando-se em consideração os padrões de controle de dose no
paciente. Essa é uma recomendação de extrema importância e relevância
para todos os estudos e sempre que possível deve ser realizada.
Por outro lado, se o pitch for muito maior que 1, alguma região entre os
eixos de cortes pode não ser irradiada.
Essa observação é essencial para os estudos, pois devemos levar em
consideração a necessidade de um diagnóstico mais preciso.
Pitch  =   deslocamento   da   mesa  
espessura   do   feixe
A RELAÇÃO ESPESSURA DE
CORTE E PITCH
Neste último vídeo o especialista Wellington Guimarães Almeida trata dos
aspectos da relação de espessura de corte e pitch:
CORRENTE-TEMPO (MAS)
O fator mAs está associado à corrente de cátodo-ânodo do tubo de raios X,
em miliamperagem (mA), e ao tempo de varredura, em segundos (s).
 Quanto maior a corrente aplicada:
Maior produção de raios X
Aumento da radiação secundária
Aumento do calor gerado no tubo
Maior desgaste do tubo
Maior gasto de energia elétrica
Aumento da dose no paciente
Aumento do contraste da imagem
Para regiões que possuem movimentos involuntários, é desejado que
se possua um pequeno tempo de varredura. Esse tempo está diretamente
relacionado com a velocidade de rotação do tubo em torno do paciente e,
como os novos aparelhos de tomografia aumentaram a velocidade de
rotação do tubo, foi necessário o aumento do mAs das ampolas, que pode
chegar a 500.
REGIÕES QUE POSSUEM
MOVIMENTOS INVOLUNTÁRIOS
Regiões do corpo que sejam afetadas pelos movimentos involuntários do
corpo humano como, por exemplo, o peristaltismo digestório, o peristaltismo
ureteral e o batimento cardíaco.
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Em algumas situações, é necessário o aumento do fator mAs, como em
exames envolvendo regiões com alta capacidade de absorção (a coluna
lombar e a pelve óssea, por exemplo). Já as regiões de alto contraste
anatômico necessitam de um fator mAs inferior (o ouvido interno e os
pulmões, por exemplo). Este segundo representa uma maior diferença entre
os tons de cinza, mas nem sempre uma maior quantidade de tons de cinza.
O controle do fator mAs é fundamental para que o sinal captado nos
detectores seja alto suficiente para a geração da imagem e, na maioria dos
aparelhos de TC, ele é mantido constante durante todo o processo.
Dessa forma, deve-se levar em consideração o tempo de rotação do
tubo (revolução) e a fatia mais absorvente do volume de varredura, que
determinará o valor da corrente necessária para a geração de um bom
sinal durante a aquisição dos dados.
ALTA TENSÃO (KV)
A alta tensão do tubo de raios X aplicada entre cátodo e ânodo situa-se,
geralmente, num intervalo de 80kVp a 140kVp. Ela é responsável pela
aceleração dos elétrons, produzindo fótons mais ou menos energéticos e,
consequentemente, feixes mais ou menos penetrantes. Se o valor de
tensão é aumentado, elétrons chegam ao ânodo mais energéticos e, ao
colidirem, geram fótons também mais energéticos. Assim, reduz-se a
resolução do contraste entre estruturas de tecidos moles, reduz-se o ruído
das imagens e aumenta-se o desgaste do tubo. Deve-se analisar os valores
criteriosamente, a favor do diagnóstico, mas sem deixar de considerar a
segurança orgânica.
Altos valores de kV são recomendados para exames em que se deseja uma
alta resolução como, por exemplo, os pulmões ou em exames em que o
feixe de raios X deva penetrar mais na matéria e não ser completamente
atenuado, como as estruturas ósseas. Para tecidos moles deverá ser
utilizada uma tensão menor, de modo a poder visualizar com melhor
contraste as estruturas desejadas, ou seja, maior diferença entre as
tonalidades de cinza.
O aumento da tensão também apresenta como principais vantagens e
desvantagens nos exames tomográficos:
VANTAGENS

DESVANTAGENS
VANTAGENS
Reduz o ruído da imagem;
Gera feixe mais energético.
DESVANTAGENS
Desgaste do tubo de raios X;
Maior dose de radiação no paciente;
Elevação do aquecimento do tubo de raios X;
Maior gasto de energia elétrica;
Redução do contraste entre tecidos moles.
TEMPO DE VARREDURA
Tempo de varredura é o tempo que o tubo de raios X gasta para realizar
uma volta em torno do paciente, ou seja, percorrer os 360° no gantry. Ele
está diretamente relacionado com a corrente do tubo, que varia numa
relação inversa. Para manutenção do nível de ruído das imagens, uma
diminuição do tempo traduz-se num aumento da corrente.
TEMPOS DE VARREDURA ALTOS PODEM
PROMOVER O APARECIMENTO DE
ARTEFATOS NA IMAGEM EM
DECORRÊNCIA DA MOVIMENTAÇÃO DO
PACIENTE, PORÉM SÃO NECESSÁRIOS EM
CERTOS CASOS, COMO EM UMA
RECONSTRUÇÃO VOLUMÉTRICA DE
QUALIDADE. A DIMINUIÇÃO DO TEMPO DE
VARREDURA PERMITE O USO DA
TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA NO
DIAGNÓSTICO DE REGIÕES ONDE OS
MOVIMENTOS INVOLUNTÁRIOS, ANTES,
CAUSAVAM A DEGRADAÇÃO DA IMAGEM.
OS APARELHOS DE TC HELICOIDAL
MULTICORTE MAIS MODERNOS
APRESENTAM TEMPOS DE ROTAÇÃO
MENORES QUE 0,5S.
(MOURÃO, 2007)
Os equipamentos helicoidais multicortes possuem estrutura mecânica
bastante desenvolvida, a força de deslocamento é da ordem de 13 vezes a
gravidade da Terra e, assim, o tempo de rotação do tubo é menor que 0,5
segundo (subsecond).
Os tempos de varredura, ao longo da história da TC, foram sendo reduzidos
drasticamente em favor da agilidade dos exames e da capacidade de
processamento das imagens. Nesse contexto, a evolução tecnológica do
sistema computacional e do próprio equipamento em si andou em
consonância com a necessidade do fator comercial, representando uma
capacidade maior de realizar mais exames por hora, sem perder a
qualidade da imagem, para fins de avanço do diagnóstico. Essa diminuição
drástica e recorrente alcançou níveis elevados com o advento da tecnologia
helicoidal multicortes, os famosos aparelhos helicoidais multislice.
A alteração dos protocolos iniciais do aparelho ficará a cargo do operador
da TC, com a aquiescência do chefe do setor de imagens, que estabelece
novos critérios de protocolos, de acordo com as mudanças de padrões
preestabelecidos e predefinidos por convenção da clínica ou do hospital.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
No primeiro módulo, fizemos uma varredura histórica para compreensão da
tecnologia que envolve a tomografia. Após, no módulo 2, foram
demonstrados os diversos aspectos da formação da imagem em TC,
perpassando pela geração de dados e formação, dando relevância aos
critérios selecionados na formação da imagem em TC e os seus usos.
Por fim, vimos no terceiro módulo a relevância dos parâmetros de controle
da imagem tomográfica no que se refere às seleções ou escolhas ideais
para a qualidade da imagem e o suporte para o avanço digital da excelência
no diagnóstico por imagem. O escopo das teorias descritas aqui revela a
importância de cada método de parâmetro utilizado no protocolo ou em
suas alterações, com o objetivo de sempre priorizar a qualidade da imagem.
 PODCAST
Agora, o especialista Raphael Santos encerra o tema fazendo um apanhado
geral, resumindo o que foi visto por você até aqui.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
CARVALHO, A. P. História da tomografia computadorizada. Revista
Imagem, Rio de Janeiro, 2007. Consultado na internet em: 10 jun. 2021.
DOS SANTOS, E. S.; NACIF, M. F. Manual de técnicas em tomografia
computadorizada. Rio de Janeiro: Rubio, 2009.
FREITAS, C. F. de. Imaginologia. São Paulo: Artes Médicas, 2014.
MAZZOLA, A. A. Ressonância magnética: princípios de formação da
imagem e aplicações em imagem funcional. Associação Brasileira de Física
Médica, 2009. Consultado na internetem: 10 jun. 2021.
MOURÃO, A. P. Tomografia Computadorizada: tecnologias e aplicações.
São Caetano do Sul: Difusão, 2015.
NÓBREGA, A. I. Manual de Tomografia Computadorizada. 1. ed. São
Paulo: Atheneu, 2005.
RPACS Cloud. Manual do Usuário – Network Medical. São Paulo, 2020.
SOARES, F. A.; LOPES, H. B. Tomografia Computadorizada.
Florianópolis: Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina,
2000.
EXPLORE+
A abordagem da metodologia e evolução da tomografia, segundo o
professor Mário Trigueiro, está no vídeo História e introdução à
tomografia, disponível no YouTube.
Saiba mais sobre a formação da imagem em tomografia
computadorizada e um pouco mais do aspecto histórico e global da TC
pela leitura do Manual de Técnicas em Tomografia Computadorizada,
de Edvaldo Severo dos Santos e Marcelo Souto Nacif, disponível no
site Radioinmama.
Saiba mais sobre os parâmetros relacionados à qualidade de imagem
em tomografia computadorizada no material disponibilizado pelo X
Congreso Regional Latinoamericano IRPA de Protección y Seguridad
Radiológica, ocorrido entre 12 e 17 abr. 2015 na Argentina.
NOTA AUTOR DESCONHECIDO
Está reservado ao autor o direito de se manifestar.
CONTEUDISTA
Henrique Luz Coelho