tomografia computadorizada 2

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Tomografia computadorizada
Estudo da tomografia computadorizada e técnicas radiográficas utilizadas para seleção de parâmetros na
formação da imagem seccional.
Prof. Henrique Luz Coelho
1. Itens iniciais
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
Reconhecer a história da tomografia.
 
Reconhecer a geração de dados correlacionada à formação da imagem e as principais modalidades em
TC.
 
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).
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Wilhelm Conrad Roentgen.
Radiografia da mão de Anna Bertha Ludwig (esposa de
Wilhelm).
1. 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.
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.
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
Godfrey Newbold Hounsfield.
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.
 
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.
 
Hounsfield uniu-se ao grupo de pesquisas da Electric and Musical Industries – EMI, em 1951 e em 1967,
transferiu-se para o laboratório central de pesquisas da EMI.
Curiosidade
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.
 
Em 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.
 
Em 1975, durante uma 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.
A invenção rendeu diversos prêmios a Hounsfield:
1972
Prêmio Mac Robert
Este prêmio é a mais alta condecoração do Reino Unido dedicada a inovações científicas.
1975
Recebeu o prêmio Lasker, nos Esatdos Unidos da América.
Prêmio Lasker
1979
Nobel de medicina
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. 
1981
Foi condecorado “Sir” pela rainha da Inglaterra.
Condecoração
1994
Honorary Fellow
Eleito pela Academia Real de Engenharia
Hounsfield continuou a trabalhar depois de sua aposentadoria oficial, em 1986, como cientista e consultor da
EMI, e trabalhou em alguns hospitais na Inglaterra. Ele 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, desenvolvidoem 1962.
 
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.
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.
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
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
1986 Aposentadoria de Hounsfield, ainda representando a EMI até 1994
Tabela: Cronologia dos eventos relacionados à participação de Hounsfield.
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.
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.
 
A seguir, você vai compreender a evolução da tomografia computadorizada, segmentada por gerações.
Introdução à tomografia
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Neste vídeo, explicamos o que é a tomografia computadorizada, trazendo os detalhes pertinentes sobre o
assunto.
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Qual foi o personagem histórico que incorporou a matemática essencial na realização do projeto final para
desenvolvimento da tomografia computadorizada?
A
Hounsfield.
B
Ambrose.
C
Cormack.
D
Kreel.
E
Roentgen.
A alternativa C está correta.
Allan Cormack foi o responsável pela inserção da matemática ao sistema tomográfico, em 1964, para
desvendar o problema da reconstrução das imagens.
Questão 2
Qual é o elemento do gantry que coleta o sinal da tomografia para ser processado pelo computador?
A
O sistema de conversão de sinal elétrico.
B
O sistema de refrigeração.
C
O tubo de raios X.
D
O detector.
E
O gantry.
A alternativa Destá correta.
O detector é a parte do gantry responsável pelo recebimento do sinal da tomografia que interagiu com o
paciente e por transformar esse sinal em sinal elétrico para, posteriormente, ser processado pelo
computador.
2. A formação da imagem e as principais modalidades de 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
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
Vejamos, a seguir, como se dá o processo de aquisição de imagens de acordo somos tipos de equipamentos
de TC:
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 as principais densidades teciduais utilizadas em TC, com valores de HU para algumas
estruturas. Observe que, quanto maior a densidade do tecido/órgão, maior a atenuação.
Valores Estruturas
300 a 100 Osso cortical/denso
100 a 200 Osso normal
60 Fígado
50 Pâncreas
36 Parênquima cerebral
20 Músculo
0 Água
-20 a -80 Gordura
-500 a -800 Pulmão
-1000 Ar
Tabela: Principais densidades teciduais utilizadas em TC.
Henrique Luz Coelho.
A escala de Hounsfield e o padrão da imagem na tela do
monitor
Para visualizarmos os números de TC representados pela escala de cinza, utilizaremos um elemento
denominado de janela (WINDOW), que será composta por três fatores:
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.
Por 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.
Melhor 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: WL95 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 ou linha 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.
Tabela: Relação entre a classificação e a natureza do tecido estudado.
Henrique Luz Coelho.
A seguir podemos ver imagens que representam três destas classificações.
Standard Lung
Bones
Algoritmos de reconstrução
Neste vídeo, apresentamos os principais aspectos dos algoritmos de reconstrução.
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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?
Documentação tomográfica
A documentação 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.
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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.
Filtros Smooth 
São utilizados em reconstruções de
tecidos moles, sendo característico a
diminuição do ruído de imagem e da
resolução espacial.
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.
 
A seguir, 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
Questão 1
Qual das alternativas abaixo representa na TC a tonalidade de cinza variando do preto ao cinza-escuro, na
qual a imagem final representa a densidade correspondente de cada tecido por meio de uma escala de cinza?
A
Imagens densas.
B
Imagens hiperdensas.
C
Imagens hipodensas.
D
Imagens isodensas.
E
Imagens com baixíssima densidade.
A alternativa C está correta.
As imagens hipodensas representam, numa escala de cinza, tonalidades mais escuras relativas às
densidades teciduais mais baixas.
Questão 2
Qual dos algoritmos de reconstrução aplicados à formação da imagem representa o parênquima pulmonar e o
tecido ósseo cortical, respectivamente?
A
Edge e soft.
B
Lung e edge.
C
Soft e lung.
D
Bone e detail.
E
Bone e soft.
A alternativa B está correta.
Os filtros ou algoritmos de reconstrução lung e edge representam o tecido pulmonar, mais especificamente
o parênquima pulmonar (excluindo-se o mediastino), e o osso cortical é representado pelo segundo
algoritmo.
3. Ajustes de protocolos em tomografia computadorizada
Principais parâmetros de controle na aquisição das
imagens tomográficas
A partir de agora, você conhecerá os seguintes parâmetros:
 
Colimação do feixe;
 
Eixo de corte e pitch;
 
Corrente (mA);
 
Alta tensão (kV);
 
Tempo de varredura.
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 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
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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.
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
É muito importante lembrar que, quanto maior for a espessura do corte, maior será o efeito de volume
parcial apresentado na imagem e menor será a interferência de ruído (artefato) na imagem. 
Veja, a seguir, as vantagens e desvantagens da utilização de cortes finos.
Vantagens
Aumento da resolução espacial;
Melhor reconstrução (coronal sagital e
oblíqua);
Menor influência de artefatos
radioabsorventes.
Desvantagens
Aumento do ruído;
 
Aumento dotempo de varredura;
 
Aumento do 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.
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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
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.
Se for 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.
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.
 
A relação espessura de corte e pitch
Neste vídeo, tratamos dos aspectos da relação de espessura de corte e pitch.
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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). De maneira que, quanto maior a corrente aplicada:
 
Maior produção de raios X;
 
Aumenta a radiação secundária;
 
Aumenta o calor gerado no tubo;
 
Maior desgaste do tubo;
 
Maior gasto de energia elétrica;
 
Aumenta a dose no paciente;
 
Aumenta o 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.
 
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.
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. 
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.
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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
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
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. De
acordo com Mourão (2007):
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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
Questão 1
Qual das alternativas a seguir é considerada uma vantagem na utilização dos cortes finos como escolha de
parâmetro de controle de imagem?
A
Controle de qualidade.
B
Diminuição da resolução espacial.C
Aumento da resolução espacial.
D
A utilização do método temporal.
E
Aumento da radiação por corte obtido.
A alternativa C está correta.
O aumento da resolução espacial é uma das principais vantagens na seleção de cortes finos no método
tomográfico, logo, há uma busca para a obtenção de cortes finos para muitas regiões de estudo.
Questão 2
Para regiões que apresentam ou podem apresentar movimentos involuntários, como devemos proceder em
relação ao mAs?
A
Manter o parâmetro mAs.
B
Aumentar o parâmetro mAs.
C
Manter o protocolo para cada região específica.
D
Alterar o protocolo somente para os casos envolvendo a área cardíaca.
E
Diminuir o parâmetro mAs.
A alternativa E está correta.
A diminuição do mAs resulta no menor tempo de varredura, que está diretamente relacionado com a
velocidade de rotação do tubo em torno do paciente, mas sem perder a qualidade do exame, dependendo
das estruturas estudadas.
4. Conclusão
Considerações finais
Inicialmente, fizemos uma varredura histórica para compreensão da tecnologia que envolve a tomografia.
Após, 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 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 conteúdo fazendo um apanhado geral, resumindo o que
foi visto por você até aqui.
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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.
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 internet em: 10 jun. 2021.
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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.
	Tomografia computadorizada
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