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27/10/2015 1 Melhores práticas em Radiologia e Diagnóstico por Imagem Radiografia Simples História da Radiologia • Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) • 1894 interesse na natureza física dos raios catódicos produzidos no vácuo de tubos de gás. • Verão de 1895 montou seu próprio equipamento, incluindo uma grande bobina para indução e tubos de descarga adequados • Noite de 8 de novembro de 1895 Devido a luminosidade era difícil observar o trajeto dos raios além dos tubos • Efeito fluorescente sobre um cartão de platinocianeto de bário • Concluiu que não poderiam ser os raios catódicos, teria que ser outra radiação Raios X • Descoberta na Universidade de Wuzburgo em 1895 08 de Novembro – Dia Internacional da Radiologia http://www.internationaldayofradiology.com/ Por que estudar a física da imaginologia? • Conhecimento básico dos parâmetros de qualidade da imagem: ruído, resolução espacial e contraste • Conhecimento básico de como a qualidade da imagem é afetada por diferentes técnicas • Avaliar os equipamentos comerciais em termos de sua capacidade de realizar os exames requeridos pelos pacientes • Avaliar a dose de radiação e dos riscos associados com a exposição radiológica • De comunicar-se com engenheiros e pessoal da manutenção sobre problemas na geração das imagens PISCO, João Bexiga Martins, Imagiologia básica: texto e atlas, [s.l.: s.n.], 2003. Produção de Raios X Um pequeno aumento na voltagem do filamento (1) resulta em grande aumento na corrente do tubo (2), que acelera elétrons em alta velocidade à partir de um filamento catódico (negativo) em temperaturas muito altas (3) dentro de um vácuo, em direção a um anodo (positivo) de tungstênio (4). Esse anodo roda para dissipar o calor gerando raios X dentro do anodo e o feixe de raios X são direcionados ao paciente (5) LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Radiografia Simples • Radiografia convencional – Chassi e ecrã – Gaveta bucky (onde é colocado o chassi) – Filme: folhas de acetato recoberto por emulsões fotográficas fótons alteram a estrutura dos cristais de brometo de prata, formando a imagem processamento: íons de prata são convertidos em prata metálica – Revelador, fixador e água ou processadora • Radiografia computadorizada – Placa de fósforo (armazena elétrons de alta energia proporcional aos fótons) – Leitor de CR (leitura com laser, converte em sinal analógico) – Workstation LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Henrique A. Lino Nota Alvo e filamento de tungstênio–alto ponto de fusãonullEfeito termiônico –emissão dos elétrons pelo canhão Henrique A. Lino Nota Qualidade do filme convencionalnullFilmeusado; Revelador e Fixador (temperaturas dos líquidos); ProcessadoranullVariáveis químicas(composição dos agentes químicos, preparo da mistura, recirculação, agitação e atividade dos produtos)nullVariáveisfísicas(tempo de imersão –ciclo de processamento, temperatura do revelador e água)nullModificam o contraste e sensitividade dos filmes 27/10/2015 2 Radiografia Convencional Técnico em Radiologia. Disponível em http://rle.dainf.ct.utfpr.edu.br/hipermidia/index.php/radiologia- convencional/tecnologia-e-funcionamento-dos-equipamentosrx/sistema-receptor-de-imagem/chassis-radiograficos Efeito Anodo / Placa de fósforo fostoestimulável BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. Radiografia Computadorizada BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. Radiografia digital • Captura: Dispositivo de carga acoplada (DCA) – sensível a luz • Acoplamento • Detecção • PACS: sistema de comunicação e arquivamento de imagem – DICOM: digital imaging and communications in Medicine (RSNA, 1993) – Substituição de cópia impressa (arquivos) – Acesso remoto – Plataforma de integração eletrônica: sistema de informação do hospital (HIS), registro médico eletrônico (EMR) e sistema de informações em radiologia (RIS) – Gestão de fluxo de trabalho LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. PACS BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. Radiação Característica Quando um elétron de alta energia (1) colide com uma elétron de orbital interno (2), ambos são ejetados do átomo de tungstênio, deixando um ―espaço‖ no orbital interno. Ele é preenchido por um elétron de orbital mais externo (3) com energia sendo liberada, na forma de um fóton de raios X (4) LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Henrique A. Lino Nota Sistema de detecção tela-filme. A) Chassi aberto demonstrando a localização das telas intensificadoras e janela de identificação. B) Chassi aberto demonstrando onde o filme é introduzido no chassi.Receptoresde imagem comumente utilizados na radiologianull•Filme fotográfico acoplado a telas intensificadoras (écrans) –dentro do chassinull•Não é usada quando precisam-se de imagens “precisas” -mamografianull•Intensificador de imagem -fluoroscopianull•Detectores (a gás, semicondutores e outros)null•Sistema de fósforo fotoestimuladoou de armazenagem de carga fotoestimulado(IP -ImagePlate)null Henrique A. Lino Nota Efeito anódico: intensidade não uniforme dos raios X em seção transversalnull•O anodo é inclinado em 15°na direção do feixe de raios Xnull•Há espalhamento do calor sobre a circunferência do anodonull•A intensidade do feixe do lado do anodo é menor do que do lado do catodo, com relação ao centro do campo de raios XColimadores –arranjos de espelhos e luzes que direcionam os raios –diferentes projeções de campos de raios X –redução da dose do paciente de acordo com a área de interessenull Henrique A. Lino Nota Cassete: suporte rígido para o filme ou placa receptoraPSP (PHOTOSTIMULABLE STORAGE PHOSPHOR) cassetteandreader/ Cassette-lessimagingsystem.FPD-TFT(Flat Panel Detector with Thin Film Transistor)cassette. FPD-TFT cassettelessimagingsystem.CCD-based(ChargedCoupleDevice)imagingsystem. 27/10/2015 3 Radiação de Freamento Quando um elétron passa próximo ao núcleo, ele é desacelerado e seu caminho é distorcido. Ocorre liberação de energia por meio da emissão de fótons de raios X. Aproximadamente 80% da população de raios X no feixe de raios X é formado dessa forma. LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Espectro dos Raios X Os dois tipos de radiação combinados produzem um espectro de raios X dentro do feixe. Esse espectro pode ser manipulado alterando-se a corrente ou voltagem do tubo de raios X, ou pela adição de filtros para selecionar raios de baixa energia. Isso permite o uso de espectros diferentes para áreas diferentes do corpo. LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,.As cinco densidades radiológicas Quando maior a diferença de contraste entre duas estruturas, maior a diferença de densidade ou espessura entre elas. LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Fatores de Exposição e Qualidade • Fatores de Exposição – mA: controla a quantidade ou número de raios X produzidos – kV: controla a energia (poder de penetração) do feixe de raios X – Tempo de exposição (ms): controla a duração da exposição • Fatores de qualidade – Densidade (brilho): quantidade de fótons que atingem o filme => mA – Contraste: capacidade de discernir estruturas adjacentes => kV – Resolução espacial: detalhes da imagem => movimento – Distorção: representação incorreta de objeto ou forma => raio central • Procurar a maior qualidade possível com a menor dose de radiação possível BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. 2 mAs (60 kV)—Sub-exposto 4 mAs (60 kV)—repetida, dobro de mAs Henrique A. Lino Nota Radiação eletromagnética; Velocidade c = 3x10⁸ m/sRadiações ionizantes: capazes de arrancar elétrons do átomoInterações com a matéria (probabilísticas: energia do fóton e Z) •Efeito fotoelétrico ou absorção: fóton incide sobre o átomo àabsorção do fóton e ejeção de elétron fortemente ligado ao núcleo(ionização) •Espalhamento Compton: fóton interage com elétron fracamente ligado ao núcleo do átomo àfóton perde energia e altera trajetória e elétron é ejetado •Quanto menor a energia do fóton, maior chance de efeito fotoelétrico •Quanto maior o número atômico maior a chance de efeito fotoelétrico Henrique A. Lino Nota Densidade: nitideznullRuído quântico:propriedades dos fótons –quanto maior a dose, menor o ruído da imagem (artefatos)nullOutros fatores relacionadoscom a intensidade:nullFatores do equipamentonullTipo de gerador (monofásico, trifásico ou alta frequência): alterações da amplitude do espectronullMaterial do anodo: alteram a amplitude do espectro e posição do espectro característico 27/10/2015 4 BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. Movimento voluntário (respiração e movimento corporal)— distorção do contorno de todo o tórax e perda das bordas Movimento involuntário (peristalse)—distorção de formas no QSE (setas). BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. Receptor de Imagem Analógico (Filme-Tela) 60 kVp 1mAs Sub-exposto 60 kVp 2mAs Exposição adequada 60 kVp 4mAs Sobre-exposto LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Ampliação Anteroposterior (AP) Os raios atravessam o paciente anteroposteriormente, aumentando o coração devido ele estar afastado do detector e próximo da fonte de raios. LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Ampliação por fonte próxima Devido a fonte estar muito próxima do paciente, o paciente terá um aumento ainda maior da área cardíaca. LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Projeção Postero-anterior Uma projeção postero-anterior permite uma melhor representação da área cardíaca, devido o coração estar posicionado próximo ao detector, sendo menos ampliado. BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. 27/10/2015 5 BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John, Textbook of radiographic positioning and related anatomy, [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. PLANNER, Andrew; UTHAPPA, Mangerira C; MISRA, Rakesh R. A–Z of Chest Radiology. [s.l.]: Cambridge, England: Cambridge University Press, 2007. Proteção Radiológica • International Comission on Radiological Protection (ICRP) • International Comission on Radiation Units and Measurements (ICRU) • Brasil: Comissão Nacional de Energia Nuclear => Normas básicas de proteção radiológica • Unidades para medir radiação – Exposição (X) => ionização de determinada massa de ar – Kerma (K) => energia cinética liberada na interação com a matéria – Dose absorvida (D) => quantidade de radiação absorvida pela matéria – Dose equivalente (H) => quantificação dos danos biológicos – Limites Máximos Permissíveis OKUNO, Emico; CALDAS, Iberê Luiz; CHOW, Cecil, Física para ciências biológicas e biomédicas, [s.l.]: Harbra, 1986. PISCO, João Bexiga Martins, Imagiologia básica: texto e atlas, [s.l.: s.n.], 2003. OKUNO, Emico; CALDAS, Iberê Luiz; CHOW, Cecil, Física para ciências biológicas e biomédicas, [s.l.]: Harbra, 1986. Equações Q (fator de qualidade; Rx = 1) e N (fator de modificação, dependem do meio), ambos admensionais. / rem (roentgen equivalent men) Para fontes artificiais de maior uso, roentgen, gray e sievert possuem praticamente os mesmos valores (p. ex. dose absorvida é praticamente igual à exposição) Efeitos Biológicos da Radiação • Alguns são dose dependente e outros são aleatórios • Efeitos biológicos são percebidos acima de 50 mSv e uma dose corporal maior que 10 Sv pode ser letal • Limites máximos permissivos (LMP) – ICRP fixou o limite anual de dose equivalente de 50 mSv para os que trabalham com radiação – Para indivíduos do público, a comissão limitou 5 mSv. – Por exemplo, LMP por hora para 40 horas semanais, durante um ano (50 semanas de trabalho) LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Henrique A. Lino Nota Ou 2,5 mrem/h 27/10/2015 6 CHOWDHURY, Rajat; WILSON, Iain; ROFE, Christopher, Radiology at a Glance, [s.l.]: John Wiley & Sons, 2010. Princípios de Segurança • Justificativa: relação risco-benefício • Otimização: medidas para reduzir dose aos pacientes e equipe • Regras locais: fiscalização, uso de isolamento adequado, aventais de chumbo, protetores gonadais, crachás de dosimetria ―lei do quadrado inverso‖ LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class), Basics of X-Ray Physics, disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>,. Lei do Quadrado Inverso A “força” do feixe de raios é inversamente proporcional ao quadrado da distância da fonte(X). Assim afastado pelo dobro da distância de uma fonte de radiação (d para 2d) irá reduzir em um quarto a dose para o radiologista ou o técnico. Referenciando ao Radiologista CHOWDHURY, Rajat; WILSON, Iain; ROFE, Christopher, Radiology at a Glance, [s.l.]: John Wiley & Sons, 2010. Elementos Básicos de uma Solicitação Radiológica • Identificação do paciente • Exame à ser conduzido • História clínica • Motivos para o exame/Suspeita diagnóstica PIRTTIMA, Jonathan Ciambotti ET AL. Radiology Request and Report. Laudo Radiológico • Componentes básicos (ACR) – Informações do paciente – Informação clínica relevante – Corpo do laudo (procedimentos e materiais,achados, limitações, questão clínica, dados comparativos) – Impressão diagnóstica (conclusão ou diagnóstico) • Perguntas que devem ser respondidas – Qual teste radiológico foi realizado? – Por que o exame foi conduzido? – Quais foram os principais achados no exame? – Como o teste radiológico foi conduzido? – Qual a interpretação do radiologista em relação aos achados? PIRTTIMA, Jonathan Ciambotti ET AL. Radiology Request and Report. Melhores Práticas – Laudo Radiológico • Discussão/Achados – Começar pelos achados mais importantes – Terminologia precisa (não usar ―sombras‖, ―corpo‖, não ser vago) – Terminologia imaginológica – Especificar dimensões e contornos – Quantificar – Especificar localização anatômica e relação com estruturas adjacentes – *Sugerir método de imagem mais adequado para futuros segmentos – *Achados negativos (ausentes) relevantes – Achados incidentais devem ser descritos e analisados – *Comparação com exames anteriores * Nem sempre presentes ESR, European Society of Radiology, Good practice for radiological reporting. Guidelines from the European Society of Radiology (ESR), Insights into imaging, v. 2, n. 2, p. 93, 2011. Henrique A. Lino Nota Filtro:placa de alumínio que fica na saída do feixe de raios X que movimenta-se para filtrar fótons de baixa energia, que não contribuem com a imagem, mas incidem sobre a pele do pacientenullGrade: localiza-se na frente do sistema receptor de imagem. Contêm uma série de faixas de chumbo espaçadas, orientadas de modo que os raios X dispersos no paciente sejam preferencialmente absorvidos e os fótons primários, preferencialmente transmitidos –evita ruídos; requer aumento da dose (elevação mAs) àefeito comptonnullCamada semi-redutora(CSR): espessura de material capaz de reduzir a intensidade do feixe de raios X pela metade –usado para medir a qualidade de um feixe de radiação –desgaste da ampola, alteração da filtração inerente, problemas com ajuste ou danos no gerador de alta tensão que alimenta o tubo de raios X –ajuda a determinar se há problemas de ajuste ou desgaste do equipamento e filtração adequada –evita doses elevadas sobre o paciente 27/10/2015 7 Melhores Práticas – Laudo Radiológico • Conclusão/Impressão diagnóstica – Melhor diagnóstico possível – Diagnósticos diferenciais relevantes e limitados • Ser breve ESR, European Society of Radiology, Good practice for radiological reporting. Guidelines from the European Society of Radiology (ESR), Insights into imaging, v. 2, n. 2, p. 93, 2011. Diagnósticos Diferenciais – Reeder and Felson’s Gamuts in Radiology http://gamuts.acr.org/ GAMUTS ORGANIZATION Skull and Brain Head and Neck Spine and its Contents Bone, Joints, and Soft Tissues Cardiovascular Chest Gastrointestinal Tract and Abdomen Genitourinary, Retroperitoneum, Pelvis, Gynecological US Breast: Mammography and Ultrasound Topical Diseases: Miscellaneous Magnetic Resonance Imaging (MRI); CNS and Body Obstetrical Ultrasound Referências • BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John. Textbook of radiographic positioning and related anatomy. [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. • BRANT, William E; HELMS, Clyde A. Fundamentals of diagnostic radiology. [s.l.]: Lippincott Williams & Wilkins, 2012. • CHOWDHURY, Rajat; WILSON, Iain; ROFE, Christopher. Radiology at a Glance. [s.l.]: John Wiley & Sons, 2010. • ESR, European Society of Radiology. Good practice for radiological reporting. Guidelines from the European Society of Radiology (ESR). Insights into imaging, v. 2, n. 2, p. 93, 2011. • JUHL, John; CRUMMY, Andrew B; KUHLMAN, Janet E. Paul & Juhl interpretação radiológica. In: Paul & Juhl interpretação radiológica. [s.l.]: Guanabara Koogan, 2000. • LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class). Basics of X-Ray Physics. Disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>. • OKUNO, Emico; CALDAS, Iberê Luiz; CHOW, Cecil. Física para ciências biológicas e biomédicas. [s.l.]: Harbra, 1986. • PIRTTIMA;, Jonathan Ciambotti; Wei-Shin Lai; Christopher D. Cook; Talissa Altes; Ellen Casey S.; Tatiana; HIGGINBOTHAM;, Steven Pirttima; Kimiknu Mentore; Jack W.; GAY, Atul Gupta S.; Joan McIlhenny; Spencer B. Radiology request and Report. • PISCO, João Bexiga Martins. Imagiologia básica: texto e atlas. [s.l.: s.n.], 2003. • PRANDO, Adilson; MOREIRA, Fernando Alves. Fundamentos de radiologia e diagnóstico por imagem. 2007. Henrique Augusto Lino
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