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Tomografia Prof. Thiago Salazar Referência bibliográfica GARCIA, E. A. C., Biofísica, São Paulo, Editora Sarvier, 1998 Roentgen (1895) Mão da Sra. Roentgen. Descoberta dos Raios-X Primeiro exame médico por raios-X 1896 Aplicações médicas Primeiras Radiografias Tubo de Crooks Produção dos raios X • Quando um metal é aquecido no vácuo, muitos elétrons se desprendem dele, formando uma nuvem negativa e deixando-o carregado positivamente – efeito termoiônico Diferença de Potencial Elétrico Raios-X Efeito freamento: bremsstrahlung Raios-X característicos Esquema do Aparelho de Raios-X Espectro Eletromagnético Ionizantes Não-Ionizantes Características energéticas dos raios-X • E = h . f • c = λ . f • E = h . c/ λ • m . v = h. c / λ h = 4,1 x 10-18 keV.s c = 300.000 km/s Velocidade da luz em várias unidades metros por segundo (m/s) 299 792 458(exatos) quilômetros por segundo (km/s) ≈ 300 000 quilômetros por hora (km/h) ≈ 1079 milhões milhas por segundo ≈ 186 000 milhas por hora ≈ 671 milhões Unidades Astronômicas por dia ≈ 173 Unidades Naturais (ou unidades de Planck) 1 Tempo aproximado para a luz percorrer: 1 metro 3,3nanossegundos 1 quilômetro 3,3microssegundos De uma órbita geoestacionáriaaté à Terra 0,12 segundos O perímetro da Terra (Equador) 0,13 segundos da Terra à Lua 1,25 segundos Do Sol à Terra 8,3 minutos Da estrela Alfa Centauro à Terra 4,4 anos Atravessar a Via-Láctea 100 000 anos Da Galáxia de Andrômeda à Terra 2 500 000 anos Onda Eletromagnética campo elétrico campo magnético Fatores que controlam a intensidade e qualidade dos raios X • A diferença de potencial aplicada • O aquecimento do filamento • O material que constitui o ânodo • Os filtro acoplados Elementos de um gerador de raios X • Transformador • Painel de comando • Ampola • Mesa para o paciente Painel de controle • A alta tensão (kV) • A corrente de aquecimento do filamento (mA) • O tempo de exposição Conceito de Dose em Proteção Radiológica Fator de Ponderação da Radiação (wR) Dose Equivalente: HT = wR . DT,R Fator de Ponderação do Tecido (wT) Dose Efetiva: E = wT . HT Unidade: sievert (Sv) WR Interação dos raios X com a matéria • Espalhamento coerente (efeito Rayleigh) • Efeito Fotoelétrico • Efeito Compton • Produção de Par • Fotodesintegração Efeito Rayleigh Efeito fotoelétrico • ou X transfere sua energia total para um único ē orbital ejetando-o do átomo (ionização). • O ē ejetado é o fotoelétron e poderá perder a energia recebida, produzindo ionização em outros átomos Efeito Compton • Maior energia de Radiação • Parte da energia incidente é transferida para o ē • e o restante é cedida para o fóton espalhado • O fóton terá energia menor e direção diferente Produção de pares • Somente quando fótons de 1,02 MeV passam próximos do núcleo • Radiação desaparece, originando um par elétron-pósitron • Perderão sua Ec pela ionização e excitação. Atenuação • Nx = N0 . e -µx – Nx: número ou percentual de fótons que atravessam o meio de espessura x – N0: número ou percentual de fótons incidentes – e: base dos logaritmos neperianos – µ: coeficiente linear de absorção – x: espessura do meio absorvedor (cm) Fatores que interferem com a atenuação • A energia da radiação • A densidade do meio (d) • O número atômico do elemento em maior quantidade no material absorvedor • A quantidade de elétrons por grama do meio • Coeficiente de atenuação de massa = ρ • ρ = µ / d – µ: coeficiente de absorção linear – d: densidade do meio Quantidade de elétrons por grama do meio • Ne = N . Z / A – Ne: é o número de elétrons por grama – N: é o número de Avogadro (6,02 x 1023) – Z: é o número atômico efetivo – A: é o peso atômico efetivo ? imagem O que aconteceria se fizéssemos uma radiografia de um copo com água e gelo? Como seria a imagem? Resultado BUSHBERG (2011) Parâmetros físicos de alguns meios biológicos Filtro, Restritores e Colimadores • Até alcançar a película radiográfica, os raios X sofrem diversas atenuações: – Filtração que ocorre na parede da ampola de raios X – Filtros metálicos colocados no trajeto dos raios – Estruturas biológicas do paciente – Écrans reforçadores Filme Radiográfico • Cristais fotossensíveis de haleto de prata • Emulsão de brometo de prata (90 a 99%) e iodeto de prata (1 a 10%) • Substâncias redutoras: hidroquinona Imagem Radiográfica • Contraste Contraste • Positivo Contraste • Negativo Fatores Geométricos Tomografia • Técnica radiológica utilizada na obtenção de imagens de secções do corpo • Plano focal ou plano objeto • Planigrafia • Estratigrafia • Laminografia INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA • É um processo de radiografia em série, que obtém cortes em vários planos de um órgão ou região • No tórax sendo útil para avaliar os pulmões, mediastino, hilos, pleuras e parede torácica • Usa radiação ionizante, em maiores doses que a radiologia convencional • Composição: mesa, gantry, mesa operadora e impressora • Planos: axiais (transversos), sagitais e coronais INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX PLANOS DE CORTE PLANO CORONAL PLANO SAGITAL PLANO AXIAL INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • 2- INDICAÇÕES: • Anormalidades no mediastino ou contorno hilar • Nódulos,massas tumorais ou infiltrado parenquimatoso pulmonar • Anormalidades difusas ao Rx • Patologias pleurais, de parede torácica e da medula espinhal • Patologias da junção cervico-torácica ou toraco- abdominal INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • 2- INDICAÇÕES: • Pacientes com clínica mas Rx normal – Estadiamento de neoplasias • Infecção de origem desconhecida • Teste de função pulmonar anormal • Suspeita de embolia pulmonar ou MAV • Patologia crônicas das vias aéreas • Biópsias INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • 3-CONTRA-INDICAÇÕES • São as contra-indicações ao contraste iodado (anti-alérgico) • Fobias (sedação) • Peso >130 kg • Gravidez principalmente no 1o trimestre INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX CONTRASTE IODADO • Contra-indicações ao contraste iodado: • Geralmente são relativas • Avaliar custo-benefício • Asma grave, alergia ao iodo, a frutos do mar, tintura de cabelo, cardiopatas, hepatopatas, nefropatas, uso metformina, feocromocitoma, mieloma múltiplo e desidratação. • Preparo anti-alergico: anti-histaminico e corticóide INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • 4-TÉCNICA • Tipos de TC: • TC convencional mais lenta – TCAR: cortes de 1 a 2 mm, maior resolução, mais nítido • TC helicóidal mais rápida, única apnéia • TC multislice INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • 4-TÉCNICA • TC passo-a-passo: • A) Radiografia digital • B) Programação dos cortes • C) Janelas Pulmão, mediastino (contraste), Osso. INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • Radiografia digital INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAXJanela pulmonar Janela de mediastino INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX • 5- ANATOMIA SECCIONAL • Mediastino • Hilos pulmonares • Segmentos pulmonares • Partes moles • Estruturas ósseas INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX Número CT (coeficiente Hounsfield) • ar • -1000 • pulmão • -900 a -400 • gordura • -110 a -65 • água • 0 • rim • 30 • sangue normal • 35 a 55 • sangue coagulado • 80 • músculo • 40 a 60 • fígado • 50 a 85 • ossos • 130 a 250 INTRODUÇÃO A TC E RM DO TORAX Atenção A radiografia convencional permanece como método inicial para a avaliação de patologias torácicas. PA PERFIL Janela (Brilho e Contraste) Partes Moles Osso Pulmão Contraste Iodado • Alergia • Volume ( Na+) • Bomba injetora • Indicações/contra-indicações Anatomia Normal Anatomia Normal Anatomia Normal Anatomia Normal Anatomia Normal Anatomia Normal Radioproteção • O uso da Energia Nuclear é uma tecnologia segura, se houver observância quanto às normas de Radioproteção – Tempo – Distância – Blindagem Princípios • ALARA (Tão Baixo quanto Razoavelmente Exeqüível) • JUSTIFICAÇÃO (Benefícios superam possíveis riscos)
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