Receptores de Imagem Radiografica e Processamento

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Avanços em Radiografia Odontológica
Desde a descoberta dos raios X por Wilhelm Conrad Roentgen em 1895, a odontologia testemunhou progressos significativos, especialmente no uso de radiografias como ferramentas auxiliares fundamentais para a avaliação clínica. Estes exames fornecem informações cruciais para diagnósticos precisos, planejamento de tratamentos seguros e documentação abrangente. Como muitas das patologias diagnosticadas estão em tecidos duros, como dentes e ossos, a importância das radiografias na prática odontológica é preponderante.
Para que aconteça a formação e registro da imagem, os raios devem ser modificados por um material sensível. Atualmente na odontologia são utilizados 2 tipos de receptores - digitais e convencionais. Assim, o processamento pode ser feito de forma computacional (digitais) e química (convencional).
A essência para o processamento é a mesma, seguindo os princípios geométricos de formação de imagem. No entanto a diferença é que o filme convencional grava, estoca e exibe a imagem - gerando uma imagem estática; enquanto os digitais permitem a manipulação e transmissão das imagens. Ainda, os receptores digitais requerem um menor tempo de exposição à radiação e não há necessidade do processamento químico, deixando o processo mais simples e rápido.
A primeira etapa do processamento químico é uma das principais causas de erros que levam à repetição. As soluções utilizadas são poluentes e requerem descarte apropriado para evitar a contaminação do meio ambiente. 
Tipos de Receptores de Imagem
1) Filme Radiográfico Tradicional
O método tradicional engloba filmes radiográficos compostos por cristais de haleto de prata que reagem aos raios X, criando uma imagem latente que é revelada através de processamento químico. Os filmes são feitos de uma base associada à uma emulsão, com uma camada adesivada conectando ambas e camada protetora sob a emulsão. A base deve ter aproximadamente 0,2mm, ser uniformemente translúcida (para que não altere o resultado radiográfico), plana e azulada. Ainda, deve ter certa flexibilidade, para que facilite seu manuseio e suportar a exposição às soluções de processamento sem distorcer. Por sua vez, a emulsão é composta por cristais de sais halogenados de prata, que são sensíveis às luzes de raio-x e visível, e por uma matriz com os cristais suspensos. Os cristais são compostos de brometo de prata e iodeto de prata (que aumentam a sensibilidade), enquanto a matriz é gelatinosa para manter esses cristais uniformemente distribuídos. A emulsão é encontrada dos dois lados do filme a fim de reduzir a exposição do paciente. O invólucro externo é de plástico, composto também com papel preto (que faz a proteção da luz) e lâmina de chumbo (que protegem contra radiação secundária dos tecidos bucais, evita maior exposição do paciente e deixa o filme mais duro). Devido ao seu relevo, a lâmina de chumbo também pode indicar se o filme foi colocado do lado errado. O invólucro possui o picote que orienta o lado que o paciente foi fotografado.
No que tange a sensibilidade (capacidade de exposição aos raios-x), os filmes são classificados em A, B, C, D, E e E/F. Os filmes de baixa sensibilidade, tem grãos menores com mais nitidez e mais detalhes, no entanto precisam de mais radiação. Os filmes mais sensíveis têm mais cristais, precisam de menos tempo de exposição, porém possuem menos nitidez. Os cristais posicionados em “T” resolvem esta questão e assim os filmes do tipo E e E/F são especialmente vantajosos devido à sua sensibilidade, necessitando de menor dose de radiação para produzir imagens de qualidade. Há 02 tipos de filmes: os intrabucais e os extrabucais.
A) Intrabucais: são posicionados diretamente na cavidade oral, utilizados para pequenas áreas com altas definições. Os tamanhos disponíveis são para periapicais, interproximais e oclusal que podem ser combinados em diferentes tamanhos. 
B) Extrabucais: utilizados fora da cavidade bucal podem ser do tipo screen ou no screen. O no screen é de exposição direta, como os intrabucais. Os screens são de exposição indireta, necessitando de placas intensificadoras. A estrutura destes são semelhantes as do intrabucais, porém, são mais sensíveis à luz visível. Assim, são colocados entre placas intensificadoras que absorvem os raios-x e emitem luz visível; com o conjunto luz visível+radiação, o filme é exposto. O sistema de placas é mais sensível e ao mesmo tempo reduz a exposição sofrida pelo paciente. As placas são compostas de base, camada de fósforo e camada protetora. Os filmes não vêm embalados individualmente, então é necessário de um porta-filme metálico (conhecido como chassi) que pressiona o filem contra a placa e o protege da luz visível. 
Formação da imagem latente: é a imagem produzida após a exposição, que fica invisível até o processamento.
Processamento: conversão da imagem latente em imagem visível.
Armazenamento: Deve ser feito entre 10ºC a 21ºC entre 40-60% de umidade. As caixas abertas devem ficar longo dos aparelhos de raio-x
Processamento manual
O processo é temperatura/tempo dependente. Assim, quanto maior a temperatura, maior o tempo para que a soluções processem a imagem. Não deve ser feito em intervalos maiores que 16ºC e 30ºC
1. Revelação: os cristais de prata sensibilizados são transformados em prata negra metálica por uma solução alcalina com agentes redutores (elon, responsável pelos tons de cinza e hidroquinona, responsável pelo contraste)
2. Lavagem intermediária: remove o excesso do revelador e neutraliza sua ação – deve ser feita de 20 a 30s. 
3. Fixação: torna a imagem visível permanente, dissolvendo os sais de prata não alterados na revelação. É uma solução ácida (tiossulfato de amônia). À 25ºC demora em torno de 4 minutos. 
4. Lavagem final: remove os resíduos das soluções químicas – ideal ser feito em água corrente por 5 minutos. Se não for eficiente, o fixador permanece, tornando a radiografia amarelada com o tempo.
5. Secagem: deve ser em ambiente desprovido de poeira e à temperatura ambiente.
Processamento automático
Utiliza das mesmas etapas da etapa manual através de uma máquina com rolos. É mais rápido, com qualidade constante; no entanto é mais caro e precisa de manutenção constante.
As câmaras escuras necessárias para o processamento da imagem química podem ser portáteis ou em forma de quarto que possuem portas ou labirinto, impossibilitando a entrada da luz. 
2) Receptores de Imagem Digital (DR)
A imagem digital gera um sistema de pixels, organizados em linhas horizontais (fileiras) e verticais (colunas). A sensibilização segue da mesma forma que nos filmes convencionais, e em seguida, é necessária a conversão para um sistema numérico binário, que será o responsável para atribuir os tons de branco, cinza e preto da imagem final. Essa conversão é realizada pelo Conversor Analógico-Digital (CAD) localizados no computador que receberá a imagem.
Na odontologia, são utilizados 02 tipos de receptores digitais: sensores sólidos e placas de fósforo. Ambos existem em vários tamanhos a depender da técnica que será empregada nas radiografias intrabucais.
No caso das extrabucais as placas de fósforos são empregadas para panorâmicas e telerradiografias laterais. Como seriam inviáveis neste tamanho, é construído um arranjo de alguns pixels de largura por muitos de altura e a obtenção da imagem se dá por uma varredura com movimentos simultâneos dos raios-x e dos arranjos de pixel. 
A) CCD – dispositivo de carga acoplada: usa uma superfície de silício para capturar a imagem. Os cristais de silício são distribuídos como pixel em uma matriz. Assim como os cristais de prata nos filmes convencionais, os de silício quebram-se quando são expostos produzindo pares de elétrons ionizados – proporcionalmente à exposição. Os pares de elétrons então, produzem vacâncias de carga correspondente aos pixels. Os pixels produzidos criam um padrão de carga que geram a imagem latente. A imagem é processada transferindo a carga, de pixel em pixel, até chegar a um amplificador que convertea carga em voltagem. A voltagem passa para o computador que interpreta os níveis de cinza. 
B) CMOS – semicondutor de óxido de metal complementar: Também usa o silício, mas difere-se do CCD na forma como as cargas são lidas. É composto de um sensor com matriz de pixel sensíveis à luz. Cada pixel armazena a carga elétrica correspondente a intensidade da luz que atinge sua área. As cargas são organizadas e transferidas para um amplificador e em seguida para o computador onde serão processadas como imagem digital. Consome menos energia que o CCD, com mais integração e velocidade. 
Resumo
CCD (Charge-Coupled Device)
Estrutura: Os sensores CCD transferem a carga elétrica por meio de capacitores de uma forma controlada para um único amplificador.
Funcionamento: Todo o sensor atua como uma unidade única, e a imagem é lida em série ao longo do sensor.
Qualidade de Imagem: CCDs tendem a ter menos ruído devido à transferência controlada de sinal, o que pode resultar em imagens de alta qualidade, especialmente em condições de pouca luz.
CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)
Estrutura: Cada pixel em um sensor CMOS possui seu próprio conversor analógico-para-digital, permitindo leituras independentes.
Funcionamento: Isso permite que os sensores CMOS leiam dados rapidamente e com menor consumo de energia.
Desempenho: Embora anteriormente considerados inferiores quanto à qualidade de imagem, os sensores CMOS modernos melhoraram consideravelmente em termos de desempenho de baixo ruído e são geralmente mais rápidos e eficientes em termos energéticos.
CCD vs CMOS
Qualidade de Imagem: Sensores CCD são conhecidos por sua alta qualidade de imagem, o que os torna uma escolha popular em ambientes odontológicos onde detalhes finos são essenciais para um diagnóstico preciso.
Resolução e Profundidade de Captura: Com alta resolução e excelente reprodução de detalhes, os CCDs são ideais para capturar imagens com clareza, permitindo aos profissionais visualizarem detalhes essenciais nos dentes e nos ossos.
Custo: Tendem a ser mais caros tanto em custo inicial quanto em manutenção, o que pode ser uma consideração em clínicas com orçamento mais limitado.
Configuração: Geralmente, o equipamento baseado em CCD é mais volumoso e pode exigir mais espaço físico.
Eficiência e Custo: Com a tecnologia CMOS, é possível produzir sensores mais baratos e eficientes em termos de consumo energético, tornando-os uma opção econômica para muitas clínicas.
Portabilidade e Desempenho: Sensores CMOS são mais leves e compactos, permitindo configurações mais fáceis e flexíveis nos consultórios dentários.
Qualidade de Imagem Moderna: Com avanços tecnológicos, os sensores CMOS capturam imagens de alta qualidade comparáveis aos CCDs, com menos ruído, satisfazendo os padrões exigentes da radiologia odontológica moderna.
Velocidade: Os sensores CMOS proporcionam velocidades de leitura mais rápidas, o que melhora o fluxo de trabalho na prática odontológica, pois as imagens podem ser analisadas quase instantaneamente.
C) Placas de Fósforo (PSP)
São semelhantes aos filmes convencionais quanto à flexibilidade e tamanho da área ativa. É considerado um método semi-indireto, visto que após a exposição a PSP forma e armazena a imagem latente, sendo necessário o escaneamento da placa para visualização da imagem no computador. Atualmente, há tanto scanners que realizam a leitura de placas intra e extraorais quanto os que realizam apenas a uma das técnicas. Para os intraorais, existem os scanners que processam apenas uma placa por vez e os que são capazes de processarem várias ao mesmo tempo. 
A placa absorve e armazena a luz dos raios-x e dentro do scanner, quando estimulada por outra luz, libera a energia fosforescente.
O fosforo utilizado é análogo aos cristais do filme convencional e é utilizado flúor-haleto de bário combinado com o európio. 
Depois da exposição a placa deve ser processada o mais rápido possível, já que os elétrons capturados podem ser liberados espontaneamente com o tempo. As placas podem ser reutilizadas, sendo que a maioria possui um sistema autônomo de apagamento; outras necessitam ser colocadas à luz do negatoscópio, por 1 minuto, para apagar a imagem. Para sua manipulação, o ambiente deve ter pouca luz, sem a luz vermelha de emergência que pode sensibilizar a placa.
Vantagens:
Flexibilidade no manuseio.
Redução no uso de químicos.
Transição mais suave do analógico para o digital.
Desvantagens:
Durabilidade comprometida com uso repetido.
Necessidade de manutenção cuidadosa.
Tempo ligeiramente maior para visualização comparado aos sensores sólidos.
Receptores 2D e 3D para Filmes Extraorais
D) Receptor "Flat Panel" em Tomografia
Utilizados em tomografia computadorizada e algumas formas avançadas de radiografia digital. Composto por uma matriz de detectores de estado sólido. Esses painéis convertem diretamente fótons de raios X em sinais elétricos, muitas vezes utilizando um conversor intermediário. Receptor Flat Panel é fundamental em tomografia devido à sua capacidade de capturar imagens maiores, em alta resolução e de maneira tridimensional, ao contrário dos métodos tradicionais de imagem que são mais lineares e limitados a pequenos campos de visão. Além disso, oferece maior velocidade e precisão, atendendo a necessidades clínicas complexas em diagnóstico por imagem.
Vantagens: Ideal para capturar áreas maiores de imagem com alta resolução, excelente para a criação de imagens tridimensionais de cortes axiais.
Capacidade: Proporciona ampla cobertura com resolução alta e pode processar grandes volumes de dados.
É essencial para obter imagens em diferentes ângulos e reconstruir imagens 3D em TC e Alto desempenho em tempo e qualidade de imagem comparado com métodos não integrados.
A escolha do tipo de receptor para uma aplicação específica depende das necessidades de imagem, orçamento e infraestrutura disponível. Os “flats panels" são mais usados em configurações de alta tecnologia devido à sua capacidade de integração e desempenho eficaz.
Avanços no Processamento Radiográfico
A transição do analógico para o digital alterou profundamente o processamento radiográfico. Com o processamento digital, é possível realizar ajustes de contraste e amplificação de detalhes rapidamente, melhorando a qualidade diagnóstica. O pós-processamento permite correções geométricas e ajustes finos, capacitando diagnósticos mais detalhados e seguros, enquanto recursos digitais ajudam na análise e detecção de lesões.
Algumas características são necessárias para levar em consideração quando da necessidade de se escolher o receptor. São elas:
I. Resolução de contraste: é a capacidade de distinguir diferentes densidades na imagem. O receptor por influenciar nessa capacidade, assim como o monitor, o objeto a ser avaliado e o olho do observador. Os receptores digitais podem captar imagens em 8, 10, 12 ou 16 bits de profundidade. No entanto, por mais que maiores bits signifiquem uma imagem mais plena, o olho humano só é capaz de distinguir de 30 a 60 tons diferentes de branco, cinza e preto. 
II. Sensibilidade: é a capacidade do receptor de responder à radiação. Os receptores são mais sensíveis que os filmes convencionais, ou seja, precisam de menos radiação para exibir a mesma imagem. Em ordem decrescente de sensibilidade temos os sensores sólidos, as placas de fósforo e os filmes convencionais. No entanto, os sensores têm uma menor área ativa, o que pode tornar necessária uma maior tomada para que todas as estruturas desejadas sejam vistas. 
III. Escala dinâmica: é a faixa de exposição aos raios-x na qual o receptor produz uma imagem de qualidade. Embora os sensores e filmes convencionais possuam uma faixa parecida, os sensores permitem a manipulação da imagem. Já as placas de fósforo possuem uma escala dinâmica e linear à exposição. 
IV. Manipulação: Os receptores digitais permitem o uso de programas específicos para aumentar ou diminuir brilho e contraste, bem como a nitidez (qualidade que realça ou diminui os limites entre as estruturas).No entanto, seu uso indiscriminado deve ser evitado, pois quando as imagens são “maquiadas” sem necessidade podem atrapalhar ou até mesmo gerar diagnósticos errôneos. 
Impactos e Desafios Práticos
Os avanços tecnológicos reduziram significativamente a dose de radiação necessária, uma vantagem especialmente importante em odontologia. A digitalização facilita consultas a distância e colaborações interdisciplinares. Apesar dessas vantagens, a transição para o digital apresenta desafios, incluindo altos custos iniciais, necessidade de formação técnica específica e fatores de conforto ao paciente. A tendência para a adoção de sistemas digitais persiste, devido à demanda por diagnósticos mais rápidos e precisos.
Considerações Jurídicas
Legalmente, radiografias digitais, equiparadas a fotografias, servem como evidências, desde que sua integridade não seja prejudicada por manipulações. A autenticidade destas imagens é assegurada pelo uso de certificados digitais, essencial para preservar sua validade jurídica. Tecnologias como assinatura digital garantem a segurança e integridade dos documentos digitais, facilitando a transição eficiente de documentos físicos para acervos digitais, em conformidade com regulamentações nacionais.