História da Tomografia Computadorizada

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Tomografia Computadorizada 
Profª. MSC. Keity Priscile Baroni 
Histórico 
• A Tomografia Computadorizada 
médica começa a desenvolver-se nos anos de 
1960, de forma lenta, por falta de apoio 
matemático. 
• A mais prematura demonstração foi feita pelo 
neurologista William Oldendorf, que, em 1961, 
construiu manualmente um sistema de 
construção de uma seção transversal de um 
objeto constituído de argolas de ferro e 
aluminio. 
• Embora inventivo, o estudo experimental usou 
um método considerado tosco de uma 
retroprojeção simples. O invento resultante, 
patenteado, era considerado impraticável 
porque necessitava de extensa análise. 
Histórico 
• A contribuição matemática fundamental para o 
problema da reconstrução foi feita em 1963 e 
1964, por Allan Cormack, físico e matemático. 
• Ele estudava a distribuição dos coeficientes de 
atenuação do corpo para que o tratamento por 
radioterapia pudesse ser bem direcionado para 
tumor-alvo. 
• Além disso, também estava desenvolvendo um 
algoritmo matemático para reconstrução 
trimensional da distribuição da concentração de 
radionuclídeos a partir dos dados coletados de um 
equipamento de "câmara- pósitron", desenvolvido 
em 1962. 
Histórico 
• Nesse momento surge a figura de 
Hounsfield. 
• Engenheiro, experiente com radares, 
particularmente interessado em 
computadores, e com total liberdade da EMI 
para realizar suas pesquisas, foi o criador 
do primeiro computador totalmente 
transistorizado da Inglaterra. 
• E já tinha ideias de estudar o interior de 
objetos tridimensionais a partir da 
reconstrução obtida pela absorção 
heterogênea de radiação pelos diferentes 
componentes. Criou o protótipo e 
inicialmente, usou uma fonte de amerício- 
241, emissora de raios gama. 
Histórico 
• O tempo de aquisição da imagem foi de 9 dias, e o computador 
levou 150 minutos para processar uma simples imagem. 
• A seguir, Hounsfield adquiriu um tubo e uma gerador de raios X, 
provavelmente porque os raios X tinham suas propriedades bem 
conhecidas, sendo uma fonte confiável de informação. 
• Assim, o tempo de aquisição das imagens foi reduzido para 9 horas. 
Primeira Imagem 
• Após várias imagens experimentais com 
peças e animais, foi feita a primeira 
imagem diagnóstica, em uma paciente, 
selecionada pelo Dr. Ambrose, com 
suspeita de tumor, no lobo frontal 
esquerdo, ainda não confirmado, a 
imagem obtida, mostrando a lesão 
causou euforia em Hounsfield e na 
equipe. 
• Essas primeiras imagens foram 
mostradas no Congresso Anual do British 
Institute of Radiology, em 20 de abril de 
1972 
A Tomografia e sua Evolução 
• A palavra tomografia significa 
imagem em cortes, ou em planos. 
• Essas imagens podem ser 
diversos planos de corte – axial, 
coronal, sagital ou inclinado. 
• Porém essas imagens não podem 
apresentar sobreposição de 
estruturas. 
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A Tomografia Linear 
Os equipamentos de TC utilizados hoje evoluíram do processo de 
aquisição tomográfica denominado tomografia linear. 
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A Tomografia e sua Evolução 
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A Tomografia e sua Evolução 
1° geração 
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A Tomografia e sua Evolução 
2° geração 
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A Tomografia e sua Evolução 
3° geração 
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A Tomografia e sua Evolução 
4° geração 
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A Tomografia e sua Evolução 
 electron beam computer tomography – EBCT 
5° geração 
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A Tomografia e sua Evolução 
5° geração 
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A Tomografia e sua Evolução 
TC Helicoidal – Slip ring 
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A Tomografia e sua Evolução 
TC multicorte - características 
O possui mais de uma fileira de detectores; 
Feixe em leque mais aberto; 
A cada 1 volta ao redor do paciente ocorre aquisição de mais de 
uma imagem (proporcional ao número de fileiras de detectores); 
Tecnologia arco-detector de uma fileira – SDCT; 
Mais de uma fileira de detectores – MDCT; 
Menor número de paradas da mesa – aquisição mais rápida – 
menor tempo de exame. 
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A Tomografia e sua Evolução 
TC Multi-slice 
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A Tomografia e sua Evolução 
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Conceitos Básicos 
 Absorção; 
 Espalhamento (scatter); 
 Intensidade incidente; 
 Intensidade transmitida; 
 Atenuação 
(espessura/material). 
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Constituintes de um TC 
 Qualquer equipamento de Tomografia Computadorizada possui três componentes 
distintos: mesa de comando, computador e o gantry. 
 
A mesa de comando tem funções básicas que são as seguintes: controle da 
aquisição da imagem / realização do exame através de protocolos pré-estabelecidos 
de visualização e manipulação da imagem. 
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 Típica Sala de Tomografia 
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Constituintes de um TC 
 Existem várias operações a disposição 
do médico / técnico na mesa de comando, 
cada operação é dedicada a somente uma 
função, desta forma o TC adquire a 
imagem, processa e mostra as imagens. 
 O computador utilizado em um equipamento de TC é de alta capacidade e 
muito rápido devido ao grande número de cálculos necessários para 
reconstruir as imagens. - MULTIPROCESSADO - 
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Constituintes de um TC 
Gantry 
 A abertura (diâmetro) do gantry para posicionamento do paciente é de 
aproximadamente 70 cm, porém este valor pode variar dependendo da marca 
e modelo do tomógrafo. 
 
 O gantry pode ser inclinado, dependendo do modelo e fabricante, em até 
30°. 
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Constituintes de um TC 
Gantry 
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Constituintes de um TC 
Gantry 
detectores 
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Constituintes de um TC 
Gantry 
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Constituintes de um TC 
Gantry 
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Constituintes de um TC 
Gantry 
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Constituintes de um TC 
Gantry 
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Constituintes de um TC 
Gantry 
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Constituintes de um TC 
Tubo de Raios X 
• Os tubos convencionais de vidro (borosilicato), que 
garantiam o bom isolamento térmico e elétrico, deram lugar 
a tubos com revestimento metálicos e isolantes cerâmicos 
entre o anodo e catodo. 
• Outra inovação foi a utilização de novos materiais para o 
anodo, a antiga composição possuía um base de titânio, 
zircônio e molibdênio, com uma pista de ponto focal 
contendo 10% de rênio e 90% de tungstênio. 
• Porém, todo este conjunto era muito pesado e foi 
substituído por uma base de grafite, que tem uma 
capacidade dez vezes maior que o tungstênio para dissipar 
o calor e por ser mais leve, pode ser utilizado na tomografia 
helicoidal, a pista do ponto focal permaneceu a mesma. 
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Constituintes de um TC 
Tubo de Raios X 
• Os tubos de Raios X para TC apresentam 
ânodos rotatórios com mais de 10000 rpm para 
auxiliar na dissipação de calor; 
• Com isso, anodos mais espessos e maiores - 
diâmetro de 200 mm comparados aos 120 mm 
dos anodos convencionais - foram construídos, 
melhorando a relação de troca de calor. 
• A área do foco físico sobre a pista – alvo do 
ânodo varia entre 0,5mm x 0,7 mm e 1,7 mm x 
1,6 mm; 
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Constituintes de um TC 
Tubo de Raios X 
• O feixe de Raios X é policromático (fótons com 
energia variável). 
• Os tubos atuais apresentam uma capacidade de 
acúmulo de calor acima de 4,3 MJ (6MHU), com 
uma taxa de dissipação de calor superior a 8 
KW (700KHU/min). 
• A vida útil de um tubo com essa tecnologia pode 
variar de 10 mil a 40 mil horas, dependendo dos 
cuidados com sua utilização, enquanto os tubos 
convencionais duram aproximadamente mil 
horas 
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Constituintes de um TC 
Tubo de Raios X 
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Constituintes de um TC 
Tubo de Raios X 
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Outros Componentes 
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Outros Componentes 
Colimadores 
São colimadores responsáveis pela seleção 
da espessura do corte. 
- A plane (A de anterior) fica próximo ao 
tubo e tem como função colimar o feixe 
de Raios X para reduzir a dose de 
radiação no paciente ao mínimo 
necessário. 
- P plane (P de posterior) fica próximo 
dos detectores e é o responsável pela 
espessura do corte, tem também a 
função de absorver (filtrar) as radiações 
secundárias proveniente de alguma 
interação como o paciente. 
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Outros Componentes 
Filtro (wedge) 
Os fabricantes utilizamum filtro com formato geométrico 
semelhante a uma gravata borboleta (bow tie filter) 
posicionado entre o tubo e o paciente. 
 
Tem a função de atenuar os Raios X nas partes mais externas 
do nosso F.O.V. 
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Sistema de Colimação 
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Sistema de Colimação 
O perfil da dose no 
paciente deve ser 
quadrado, porém 
devido a 
espalhamento da 
radiação no paciente, 
o perfil de dose é 
levemente 
arredondado. 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
colimação 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
colimação 
Corte fino 
Corte espesso 
Grande contraste 
entre estruturas 
Alta resolução 
espacial 
Contraste entre 
tecidos de baixa 
densidade (tecidos moles) 
Alta detecção 
de contraste 
A explicação está na atenuação 
da radiação pelo voxel, o qual é 
proporcional ao seu volume. 47 
Parâmetros de Aquisição da Imagem 
colimação 
• Como a imagem que surge na tela é a compactação de 
uma imagem 3D em uma imagem 2D, se o corte for 
muito espesso, podem haver sobreposições de 
densidades que ao se unirem podem ocultar outros 
elementos importantes da imagem, reduzindo assim o 
seu contraste. 
10 cm 
2cm 
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Outros Componentes 
Redutor 
R.D.C. (Reduction Dose Collimator) – tem como 
função reduzir o leque de Raios X de acordo com o 
tamanho do círculo de aquisição (F.O.V.). 
Em alguns modelos de tomógrafos , o R.D.C. também é 
responsável pela colocação de um filtro plástico durante 
o air calibration com a função de reduzir a radiação 
sobre os detectores evitando dessa forma que eles 
saturem. 
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Outros Componentes 
Antiespalhamento 
Antiscatter – fica localizado sobre 
os detectores e tem a função de 
bloquear as radiações 
secundárias. Ele é formado por 
várias lâminas de metal colocadas 
perpendicularmente aos 
detectores de forma que somente 
os fótons com trajetória direta 
conseguem atingir os detectores. 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
eixos de corte e pitch 
• Eixos de corte são marcações que 
indicam a incidência do feixe primário. 
• As distâncias entre os eixos de corte são 
definidos pelo operador durante a 
programação inicial da varredura. 
• Os cortes são sequenciais e numerados. 
• Podem ser feitos cortes adicionais entre 
os cortes já planejados. 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
eixos de corte e pitch 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
eixos de corte e pitch 
• Em tomografia helicoidal a distância entre 
os eixos de corte e a espessura do feixe 
está relacionada com o pitch. 
 
feixe do espessura
 tubodo por volta mesa da todeslocamen
 pitch 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
eixos de corte e pitch 
• Recomenda-se que em um exame o valor 
de pitch seja maior que 1. 
• Dessa forma evita-se que parte dos 
tecidos que se encontram entre os eixos 
de corte sejam irradiados mais de uma 
vez. 
• Se o pitch for muito grande implica em 
áreas de entre os eixos de corte que não 
forma expostas não aparecendo nas 
imagens. 54 
Parâmetros de Aquisição da Imagem 
eixos de corte e pitch 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
eixos de corte e pitch 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
eixos de corte e pitch 
• Exemplo: 
– Aquisição helicoidal multicorte 
– 4 cortes com espessura de 2,5 mm 
– Passo da mesa (deslocamento) de 10 mm 
por volta completa do tubo. 
1
mm 10
mm 10
 pitch 
mm 2,5 x cortes 4
mm 10
 pitch 


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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
tempo de varredura 
• É o tempo de rotação do gantry para girar 
360°. 
• Quanto maior o tempo de rotação do 
gantry, menor é a corrente (mA). 
• Isso leva a um menor desgaste do tubo 
pois o calor produzido é menor. 
• Porém podem surgir artefatos na imagem 
devido ao movimento do paciente. 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
tempo de varredura 
• Os equipamentos de TC multicorte 
possuem tempos de rotação menores que 
0,5 segundos, 
• A estrutura que sustenta o tubo de raios 
X, os detectores e todos os seus 
componentes deve ser bem desenvolvida 
para suportar grandes velocidades de 
rotação. 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
tempo de varredura 
• Tempos de rotação menores permitem 
obter imagens de estruturas anatômicas 
com movimento involuntário, obtendo 
imagens boas para o diagnóstico. 
• Exemplos: abdome (peristaltismo), 
pulmões (respiração), extremidades. 
 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
algoritmos de reconstrução e filtros 
• Após a rotação do tubo ao redor do 
paciente e a aquisição de dados nessa 
rotação, esses dados necessitam ser 
transformados em imagens. 
• Esses dados são trabalhados por 
algoritmos matemáticos os quais 
reconstroem a imagem. 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
algoritmos de reconstrução e filtros 
• Alguns algoritmos possuem funções bem 
definidas: 
– Reconstrução multiplanar 
– Reconstrução volumétrica (3D) 
– Ressaltar estruturas (filtros) 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
algoritmos de reconstrução e filtros 
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Parâmetros de Aquisição da Imagem 
matriz 
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tamanho do pixel 
resolução (definição) 
maior resolução 
maior pixel 
menor resolução 
menor pixel 
Parâmetros de Aquisição da Imagem 
resolução 
• Quanto maior a resolução, mais detalhes 
poderão ser observados na imagem, 
• Conseqüentemente cada pixel representa 
o menor tamanho de tecido da imagem, 
• Quanto maior a resolução da imagem, 
maior o número de pixels na imagem. 
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Tomografia de alta resolução 
Escala Hunsfield 
Comparação 
• Radiografias 25 tonalidades 
• Tomografia 256 tonalidades 
Janelamento 
• Uma forma de mostrar apenas uma faixa de tons de 
cinza que nos interessa, de forma a adaptar a nossa 
capacidade de visão aos dados obtidos pelo tomógrafo 
• A largura da janela (window width - WW) é faixa de 
números CT que pode ser selecionada 
• O valor central (window level - WL) da faixa escolhida 
corresponderá ao valor médio de número CT das 
estruturas sob estudo 
Janelamento 
Brain Bone 
Lung - pulmão 
Mediastin 
Inovações 
• Aquisições volumétricas 
• Tempo menor 
• Menor dose 
 
Aquisição 3D 
Colonoscopia Virtual 
Inovações 
• Tomógrafo móvel 
Tomógrafo portátil 
BodyTom 
Imagens de alta resolução 
Revolution CT - GE 
Bibliografia 
• MOURÃO, A. P. Tomografia Computadorizada: tecnologias e aplicações. Difusão 
Editora 2007 
• FILHO, Remi Vitorino Lucchese Wagner. Aquisição de Imagens em 
 Exames de Crânio Adulto por Tomografia Computadorizada 
 Helicoidal: Sugestões para Combinações de Parâmetros, 
 Faculdade de Física, PUCRS, Porto Alegre, 1999 
• Processamento Eletrônico de Imagens: Tecnologia e Sistemas, São Paulo, 1993 
• NAPEL, Sandy.Spiral CT: P`rinciples, Techiques and Clinical 
 Applications, 1995, New York 1995, Raven Press. Ltd 
• BUSHONG,Stewart, Manual de Radiologia para Técnicos: Física, 
 Biologia y Proteccion Radoiológica, quinta edicion. 
 Mosby/Doyma 
• Manual de Funcionamento do Tomógrafo Helicoidal CT TWIN, Elscint 
• HAAGA,John; LANZIERI,Charles; SARTORIS,David; ZERHOUNI, Elias. 
 Tomografia Computadorizada e Ressonância Magnética no Corpo Humano, 
 terceira edição, volume 2. 
• WEB, www.Elscint.com, Elscint the Inteligent Image 
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