Imagem Biomédica para Diagnóstico

Prévia do material em texto

Imagenologia
Biomedicina no Diagnóstico por Imagem
• existem vários exames de imagem que o biomédico pode realizar
↪ ultrassonografia, radiologia convencional, vascular e intervencionista, mamografia, densitometria óssea, neurorradiologia
↪ normalmente realizado por médicos
↪ tomografia computadorizada, ressonância magnética, medicina nuclear – PET/CT e radiografia
↪ feito principalmente por biomédico
• atribuições do biomédico
↪ orientar o paciente quanto ao pré, durante e ↪ pós procedimento, quanto ao procedimento e cuidados
↪ conhecer e aplicar protocolos de aquisição de imagem
↪ aplicar processamento digital nas imagens obtidas 
• habilidades necessárias
↪ conhecimento de proteção à radiação
↪ treinamento de flebotomia
↪ para injetar meio de contraste para produzir imagens melhores
↪ atenção ao detalhe
↪ reduzir probabilidade de diagnóstico errôneo e redução de dose de radiação
↪ boas habilidades interpessoais
• atividades de rotina
↪ registrar histórico do paciente
↪ incluindo hipótese diagnóstica (HD) e classificação internacional de doenças (CID)
↪ preparar o paciente para a aquisição (scan), operar o equipamento e consultar os médicos radiologistas do setor
↪ atuar em hospitais, laboratórios e clínicas
Imagenologia
Formação da Imagem
Radiação Ionizante
• raios X são produzidos quando ocorre o choque do feixe de elétrons, que saem do catodo, com o anodo
• a radiação ionizante é originada no núcleo dos átomos e podem causar a perda de elétrons, tornando-os carregados
↪ um átomo é ionizado quando a radiação colide com um de seus elétrons
↪ podem causar mutações genéticas
• são ondas eletromagnéticas que atravessam o vácuo e sempre em linha reta
• raio X – encontrado em radiologia convencional / digital, densitometria óssea, mamografia, tomografia computadorizada, angiografia por subtração digital (ASD), radioterapia, medicina nuclear
↪ radioterapia em equipamentos híbridos com tomógrafo
↪ não sofre desvio em campo elétrico ou magnético
↪ podem ser detectados através de cintilações numa tela fosforescente ou de impressões, chapa fotográfica
↪ propagam-se em linha reta em todas as direções
↪ tornam gases em condutores elétricos
↪ ionização
• raios gama γ – encontrado em medicina nuclear e radioterapia
COMO FORMA A IMAGEM?
Sons de Alta Frequência
• ultrassonografia
COMO FORMA A IMAGEM?
Campo Magnético e Radiofrequência
• campo magnético não é energia, mas é necessário utilizar energia 
• radiofrequência é energia
• ressonância magnética
COMO FORMA A IMAGEM?
Radiologia
• radiação – transferência de energia de um ponto para outro, seja no vácuo (como ondas) ou por meio de um material (partículas)
↪ classificada em ionizante e não ionizante
• ondas mecânicas – precisa de um meio material para se propagar
↪ som (ultrassom), onda em corda, onda em mola e ondas na água
• ondas eletromagnéticas – não precisa de um meio material para se propagar
↪ luz, raio x, micro-ondas, ondas de rádio, ultravioleta, etc
↪ radiação ionizante – ultravioleta, raio x e raio gama
↪ radiação não ionizante – rádio, micro-ondas e infravermelho
	baixa frequência
comprimento de onda longo
	alta frequência
comprimento de onda curto
Medicina Nuclear
• especialidade médica que faz uso de radiação nuclear para diagnosticar e tratar doenças
• não invasivo e indolor
• faz avaliação fisiológica e metabólica
• capta radiação do corpo do paciente
• o paciente recebe um radioisótopo que dentro do corpo atravessará e será detectado pela máquina
• utiliza raios gama γ
Imagenologia
Medicina Nuclear
• faz o diagnóstico precoce, já que toda alteração morfológica é precedida por uma alteração bioquímica / molecular
• indispensável para avaliação de enfermidades cardíacas, endócrinas, traumatológicas, oncológicas, pulmonares, renais e entre outras
• aplicação terapêutica
↪ hipertireoidismo – iodo 131
↪ câncer de tireóide – iodo 131
↪ dor óssea – EDTMP – samário 153
• o biomédico tem várias atribuições na medicina nuclear
↪ calibração de equipamentos
↪ uso de phantons / calibradores ou fontes radioativas
↪ preparo de radiofármacos
↪ usando biombo de chumbo para absorver a radiação
↪ administração do radiofármacos
↪ programação do exame e preparação do equipamento
↪ orientar e posicionar o paciente
↪ executar o exame
↪ processar as imagens
Radiofármacos
• são preparações farmacêuticas
• contém 1 ou mais radionucleotídeos
↪ radionucleotídeos são semelhantes aos radioisótopos
↪ radioisótopos são elementos que emitem radiação
• possuem fim diagnóstico ou terapêutico
↪ iodo para diagnóstico e tratamento de câncer de tireóide
↪ molécula de glicose marcada com flúor 18, já que a molécula de glicose é muito consumida por tumores, forma o FDG – F18
• radioisótopos podem ser produzidos por 
↪fissão nuclear
↪ em reatores nucleares
↪ oferta de nêutrons que serão absorvidos por núcleos pesados, separando os componentes em diversos fragmentos
↪ produz molibdênio 99, iodo 131, samário 153 e lutécio 117
↪ acelerador de partículas / cíclotron
↪ oferta de prótons
↪ bombardeamento de átomos estáveis em partículas carregadas, como íons de hidrogênio, sendo acelerados no cíclotron, causando a colisão das partículas com os núcleos e originando novos núcleos
↪ produz tálio 201, gálio 67, iodo 123 e flúor 18
↪ geradores
↪ se baseia no “decaimento de pai para filho”, o “pai” é um radioisótopo com meia vida maior, que ao decair, produz radiação e outro radioisótopo, o “filho”, com meia vida menor
↪ uma coluna radiográfica de troca iônica permite a produção do radioisótopo “filho”
↪ a salina carrega o “filho” para o frasco de saída
↪ reagentes são liofilizados, é retirada a água para preservar o material, ficando em forma de pó
↪ o 99Mo produz o 99mTc que emite radiação gama
• calibrador de dose / curiômetro – não deve ser usado todo o conteúdo do frasco em 1 paciente, para saber a dose exata é utilizado o calibrador que mostra a atividade radioativa, que é medida em Ci (Curie) ou Bq (Bequerel)
↪ atividade radioativa é número de desintegrações que ocorrem em uma dada amostra radioativa durante um período de tempo
↪ Bq é sistema internacional de medida
Principais Radiofármacos
• FDG-18F – usado em PET/CT para oncologia e neurologia, se liga na glicose
• MIBI-99mTc – usada para cintilografia de perfusão do miocárdio na gama câmara, se liga à mitocôndria
• MDP-99mTc – usado para cintilografia óssea na gama câmara e para analisar atividade osteoblástica
Princípios da Proteção Radiológica
• justificação - qualquer atividade envolvendo radiação ou exposição deve ser justificada em relação a outras alternativas e produzir um benefício positivo para a sociedade
• otimização - requer a otimização da Radioproteção em todas as situações onde possam ser controladas por medidas de proteção
↪ princípio ALARA (as low as reasonably achievable / tão baixo quanto razoavelmente exequível) 
• limitação de dose - as doses não devem exceder os limites anuais de doses estabelecidas
Tempo de Meia Vida (T1/2)
• tempo necessário para que o número de átomos radioativos, ou seja, atividade reativa caia pela metade
• iodo 131 (131I) – 8 dias de meia vida
↪ usado na imagem e terapia, em oncologia e neurologia
↪ emite ondas β- e γ
• flúor 18 (18F) – 110 minutos de meia vida
↪ usado na imagem
↪ emite ondas γ
• tecnécio 99m (99mTc) – 6 horas de meia vida
↪ usado na imagem, em cintilografia 
↪ devido ao tempo de meia vida, ser emissor gama de baixa energia e ser usado em vários kits
↪ emite ondas γ
• tálio 201 (201Tl) – 3 dias de meia vida
↪ usado para imagens cardíacas
↪ se comporta parecido com K+, entra nas células pelas bombas de sódio e potássio, entra somente em células vivas, analisa a viabilidade miocárdica
↪ emite ondas γ 
• gálio 67 (67Ga) – 78 horas de meia vida
↪ usado em oncologia e infecções
↪ se comporta como Fe3+, liga-se a transferrina e lactoferrina, que são receptores muito presentes em linfomas
↪ emite ondas γ
• césio 137 – 30 anos de meia vida
Radiação
• o que determina se o radiofármaco será utilizada par imagem ou tratamento é o tipode radiação emitido
• partícula
↪ α – carregadas com 2 prótons e 2 nêutrons, não atravessa papel, mas ainda pode causar danos
↪ β+ - semelhante ao pósitron, ou seja, carga +1 e massa zero, não atravessa plástico, mas penetra na pele e pode causar danos
↪ β- - semelhante ao elétron, ou seja, carga -1 e massa zero, não atravessa plástico, mas penetra na pele e pode causar danos
• energia 
↪ γ – onda eletromagnética, não tem carga nem massa, não atravessa totalmente o chumbo
↪ na medicina nuclear a energia gama está sempre presente, o que altera são as partículas
Contaminação
• a contaminar acontece quando o material entra em contato com locais indesejados
• quando a radiação é exposta ao profissional de saúde que as manipula, ocorre irradiação
• é importante fazer proteção radiológica
↪ usar contador de Geiger-muller
↪ usar dosímetro
↪ manter distância e usar blindagem
↪ manipular com biombo de chumbo e capela específica para manipulação de radioisótopos
↪ manter superfícies forradas com papel absorvente e plástico para evitar contaminação
↪ passar por menor tempo de exposição possível
↪ se atentar ao símbolo
	◦ Obs.: os três fatores de redução de exposição são tempo, distância e blindagem
PET/CT 
• PET faz tomografia por emissão de pósitron, mostra metabolismo, tem imagem colorida para mostrar a distribuição do radiofármaco no organismo 
• CT é tomografia computadorizada, mostra a imagem anatômica / morfológica, tem imagem em tons de cinza 
↪ importante para demostrar a localização precisa das lesões
• a localização das lesões analisadas depende de como foi feito o corte
↪ transversal / axial, sagital e coronal
	◦ Obs.: é normal observar hipercaptação no coração e cérebro, devido ao uso da glicose, por exemplo, assim como nos rins e bexiga, que é por onde o fármaco passa para ser eliminado
• FDG marcado com 18F (FDG-18F) é usado em PET/CT
↪ libera energia beta negativa
• cerca de 90% dos exames de FDG é para oncologia e 10% para neurologia
↪ na neurologia pode acontecer hipocaptação devido à morte neuronal, que leva a menor captação de glicose
• o FDG também pode ser feito para estudar infecções e inflamações, mas é feito em menos casos
↪ leucócitos captam 18F, pois consomem glicose da infecção / inflamação
Aquisição PET/CT
• 1º - administração de FDG-18F por via intravenosa
• 2º - em exames de corpo inteiro é administrado contraste oral com água ou iodo oral não radioativo
↪ usado para distender as paredes do intestino e realçar a estrutura
↪ se ingeriu água, aparece escuro na imagem
↪ se ingeriu iodo apareceu branco na imagem
• 3º - tomograma / topograma / scout – imagem de raio x (radiografia) que delimita precisamente a região de estudo 
• 4º - aquisição do PET, forma a imagem, movimentando a mesa
↪ todo PET/CT atualmente é hibrido, mostra a tomografia e a imagem do PET, depois a imagem é sobreposta
• 5º - faz-se a aquisição da tomografia computadorizada (TC), em menos de um minuto
↪ nem sempre é feito, só quando necessário 
Equipamentos
• PET/CT – tomografia por emissão de pósitrons
↪ ocorre aniquilação quando o pósitron encontra com o elétron, gerando 2 fótons de 511 Kev em direções opostas, que são catados pelo equipamento
• gama-câmara ou câmara de cintilação – possui gantry e duas cabeças de detecção, que devem estar próximas da região a ser analisada a radioatividade
↪ componentes da cabeça
↪ colimador – absorve radiação de feixes não paralelos
↪ cristal de cintilação – transforma radiação gama em fóton de luz visível, ou seja, ocorre cintilação
↪ fotomultiplicadoras – transformam o fóton de luz visível em pulso elétrico
↪ computador – transforma os pulsos elétricos em dados digitais
	◦ Obs.: o colimador precisa ser trocado de acordo com o radiofármaco, devido a diferença de Kev (quiloelétron-volt / mil elétron-volt)
• gama-câmara CZT – utilizado na cardiologia, possui um detector diferente da gama-câmara
Imagens 
Imagens Planas (2D) 
• feita por região
• faz varreduras do corpo inteiro
• ocorre sobreposição de estruturas na formação da imagem
• feitas na gama-câmara
Imagens Tomográficas (3D)
• feita em cortes
• pode ser feita em PET/CT e gama-câmara
↪ se feita em SPECT/CT, é tomografia por emissão de fóton único, então a cabeça rotaciona em pequenos graus ara ter várias imagens planas, assim é feita uma imagem 3D
• usada na neurologia e cardiologia
↪ na cardiologia não utiliza cortes e sim eixos
↪ utiliza-se MIBI-99mTc que se liga as mitocôndrias, possibilitando analisar o ventrículo esquerdo
↪ apresenta hipocaptação em casos de infarto e +
↪ também feita em gama-câmara CZT
• PET é feito na máquina de PET, usa emissor de pósitrons e possui detector em anel
• SPECT é feito na gama câmara, faz somente 1 região e usa emissor gama, possui detector plano
• PET/CT e SPECT/CT podem ser híbridas e conter tomógrafos para formar imagem anatômica, que possibilita ver outros órgãos e tecidos
• PET tem melhor resolução que o SPECT
	◦ Obs.: a imagem tomográfica não é apenas a imagem da TC, e sim imagens feitas por diversos exames e equipamentos
Cintilografias
• MDP marcado com 99mTc (MDP-99mTc) é usado em cintilografia óssea, que é feita na gama câmara
↪ libera energia gama
Cintilografia com Gálio-67
• usado para estudos infecciosos e de tumores, como linfomas
• linfomas tem maior expressão de receptores de transferrina e lactoferrina, portanto se ligam ao gálio-67 que se comporta como Fe
Cintilografia Pulmonar de Ventilação ou Perfusão
• ventilação – o radiofármaco é inalado por via respiratória e depositado nos alvéolos
• perfusão – o radiofármaco é injetado por via endovenosa e circula até chegar nos pulmões, • é analisado se há hipercaptação, o que indica obstrução
• diagnostica embolia pulmonar
• usa 99mTc
Cintilografia de Refluxo Gástrico
• o radioisótopo 99mTc é ingerido na comida
• aquisição dinâmica – imagens obtidas em diferentes intervalos de tempo
• a região onde ocorre hipercaptação fica mais clara, possibilitando a identificação do refluxo
• imagens planas / bidimensionais (2D)
Cintilografia Renal Dinâmica
• analisa obstrução do trato geniturinário, hipertensão renovascular a avalia transplante renal
• usa 99mTc marcado com uma molécula que possui afinidade pelo rim, depois passará para urina 
• quando ocorre hipercaptação e o rim continua colorido é indicativo que o rim não está funcionando
Linfocintilografia de Membros
• analisa sistema linfático e faz diagnóstico de linfedema
↪ tem causas genéticas ou secundárias como tratamento de câncer, lesão traumática, infecções e filariose
• é administrado 99mTc por via intradérmica entre os dedos dos pés
• indica obstrução nos casos em que é observado hipercaptação
Imagenologia
Tomografia Computadorizada
• imagem em tomos / planos
↪ assim como qualquer aparelho que permite gerar imagens de um plano de corte
• não tem sobreposição de estruturas
• é um método diagnóstico no qual são utilizados feixes colimados, muito finos de raio X acoplados a +
↪ gera imagem tomográfica a partir da atenuação diferenciada do feixe de raios X, de acordo com a densidade dos tecidos chega aos detectores com intensidade reduzida
+
• o método utilizado é que após múltiplas projeções um sistema computadorizado reconstrói as imagens transversais
• permite visualizar alterações morfológicas, causadas por infecções, inflamações, cistos, sangramentos, tumores, fraturas, além de avaliar vasos e anatomia, etc
• permite avaliar a gravidade da doença e auxilia no tratamento
• em radiodiagnóstico a fonte de radiação são os raios X do equipamento
↪ parte dos raios são espalhados / desviados ao chegar no paciente, são chamados de raio X secundários
• a radiação só existe quando o equipamento é acionado para aquisição da imagem
↪ acende a luz vermelha e é acionado um alarme sonoro, a porta é mantida fechada
• +
• a TC em comparação com a radiografia convencional é:
• livre de sobreposições do tecido
• capaz de gerar maior contrate, devido eliminação da dispersão
• na radiografia o feixeé difuso, na TC o feixe é colimado / fino e em formato de leque 
↪ possui mínimo espalhamento dos feixes, o que leva a um menor contraste
imagem
• característica principal é a diferença muito pequena nos valores +
• em TC é possível distinguir ossos, tecido nervoso, gordura dos tecidos moles +
↪ remove superposição / sobreposição de estruturas
• faz representação quantitativa da imagem
• por fim faz a reconstrução em 3D da imagem
• preto – menor absorção dos raios X
↪ gordura e ar
• branco – maior absorção dos raios X
↪ ossos
• cinza – absorção intermediária dos raios X
↪ tecidos moles
• quanto mais denso um tecido, maior absorção de raios X, aparece em cor mais clara
• na TC visualiza-se até 10x os tons de densidade comparados a uma radiografia
• acompanha procedimentos de diagnóstico, biópsia, punção, marcador (estereotaxia), radioterapia 
↪ na radioterapia faz imagens do ? volumétrico, podendo determinar a dose de radiação administrada 
Características 
• a tomografia apresenta feixes de aspectos laminar e em forma de leque
• a imagem é formada dentro do gantry, no plano do gantry
• a imagem final é digital e pode ser facilmente manipulada por softwares
Tomografia Axial 
• imagens em um plano transversal ao objeto
• giro de 360º do feixe de raio X em torno do paciente
• mesa estática
Tomografia Helicoidal 
• o tubo de raio X e os detectores realizam um movimento circular contínuo de 360º
• deslocando horizontalmente da mesa do paciente em velocidade constante, para dentro ou fora do tubo através do aparelho
• aquisição volumétrica
• cortes de 1 a 10 mm de espessura
• reconstrução em planos diversos do transversal, são mais fidedignos
Tomografia Multidetectores
• maior velocidade do exame
↪ paciente na mesa por menos tempo
• redução de 20 a 30% mA
• longos helicoidais – reconstruções multiplanares mais fidedignas e obtenção de várias secções em uma única apneia 
↪ cardíaco e tórax
• fundamental para angiotomografia
↪ faz avaliação vascular
• melhor resolução espacial
• menor aquecimento do tubo
• redução da dose de contraste
• redução de artefatos de peristaltismo
Componentes do Tomógrafo 
• grantry
↪ possui sistema de emissão de raio X e sistema de detectores de radiação 
• mesa de exame
• console
↪ possui sistema de armazenamento e apresentação de imagens, com HD, teclado e monitor
• sistema de documentação
↪ impressora multiformato, laser ou seca
• worstation 
↪ sistema que faz a reconstrução 3D da imagem
• os dados obtidos em cada sessão de exposição são reconstruídos, formando uma imagem por meio da manipulação do computador
• o computador calcula o valor de atenuação / absorção de cada elemento da imagem, conhecido como pixel
↪ cada pixel possui um volume definido, o valor de atenuação representa o valor médio naquele volume de tecido
• as imagens resultantes são apresentadas em um monitor são utilizadas fotografias para registro
Imagens
• diferente da radiografia convencional, na TC o tubo de raios X e os detectores rodam ao redor do paciente
• os cortes axiais são os mais usados
o nível de espessura varia de 1 a 10 mm
• cortes finos apresentam informações mais precisas
• quanto mais fino o corte, mais cortes são necessários para um dado volume de tecido
Orientações Anatômicas 
• não é apenas uma representação bidimensional da anatomia
↪ contém informações sobre a atenuação média em pixels contidos em uma matriz
• no corte axial a imagem é exibida como se o corpo fosse visto de baixo
↪ o lado direito do paciente aparece no lado esquerdo da imagem e vice-versa
Produção de Raios X
• o deslocamento dos elétrons do catodo para o anodo se faz pela diferença de potencial
↪ catodo negativo e anodo positivo
• quanto maior a energia empregada, maior será a diferença de potencial, gerando maior deslocamento e maior intensidade dos raios X
Parâmetros de Aquisição
• kV é a unidade que mede os diferentes potenciais do tubo de raio X
• kilovoltagem (kV) – 1000 volts, representa a diferença de potencial entre o polo negativo (catodo) e o polo positivo (anodo)
• kV determina o quanto o feixe de raio X penetra no paciente
• quanto maior o kV, mais rápido os elétrons se movimentam
• quanto mais energético é o feixe de raios X, mais uniformemente a dose é distribuída ao paciente
• aumentar o kV reduz o contraste dos ossos em relação aos tecidos moles e produz fluxo de radiação no detector, melhorando a resposta do detector e reduzindo artefatos
• maior voltagem – produz uma maior penetração em corpos grandes, reduz o ruído da imagem
• menor voltagem – produz uma melhora na resolução de contraste em corpos médios e pequenos
• mA é a corrente do tubo, ou seja, o número de elétrons que vão do catodo ao anodo, a quantidade de radiação, sendo uma corrente anódica
↪ mede uma correte anódica por tempo de exposição
↪ multiplica-se o mA pelo tempo de rotação do tubo, assim controla a intensidade do feixe e a dose de radiação
↪ em cardíaco e tórax precisam ser feitos com tempos curtos 
• aumentar a amperagem significa aumentar a quantidade de elétrons sendo acelerados dentro do tubo, aumentando a intensidade de feixe de raios
• equipamentos mais modernos controlam automaticamente a exposição que modula a corrente de mA, conforma a espessura da fatia irradiada
• deve-se variar o mA conforme o tamanho do paciente ou parte do corpo a ser escaneada 
• configura a exposição durante a varredura
• um fator maior de mAs diminui o ruído da imagem, melhora o contraste, mas aumenta a dosagem de radiação que o paciente recebe e sobrecarrega o tubo de raio X
Variação das Densidades
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•