Apostila Tomografia

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TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
 Celina Costa
Tomografia
A palavra “Tomografia axial computadorizada” é derivada do Grego:
Tomos: corte ou fatia
Grafia: desenhar uma imagem ou gráfico
Axial: relativo ao eixo
Computadorizada: Processa dados por meio de um computador.
Definição:
	A tomografia computadorizada (TC) originalmente apelidada tomografia axial computadorizada (TAC), é um exame complementar de diagnostico por imagem, que consiste numa imagem que representa uma secção ou “fatia” do corpo.
	É obtida através do processamento por computador de informação recolhida após expor o corpo a uma sucessão de raios X.
	A TC é um exame de fácil execução, não invasivo, não causa incomodo ao paciente, que não precisa ser internado. Da uma melhor definição das estruturas, delimita a exata anatomia melhor do que a radiologia convencional e a ultra-sonografia e torna as alterações patológicas mais evidentes.
Breve histórico
1971: Dia 1 de outubro - Mulher de 41 anos com suspeita de tumor no
lobo frontal. A varredura durou quinze horas;
1974: 60 instalações clínicas de TC (estudos exclusivos do crânio);
1975: Hounsfield constrói o primeiro tomógrafo de corpo inteiro;
1977: Primeiro tomógrafo instalado no Brasil (Hospital da Beneficência
Portuguesa-SP);
1979: Godfrey Hounsfield e Allan Cormack são agraciados com o
Premio Nobel de Medicina e Fisiologia;
1980: A unidade de TC número 5.000 foi instalada nos EUA;
1989: W.A. Kalender e P. Vock realizaram o primeiro exame clínico
com a TC helicoidal;
1998: Introdução dos sistemas de detectores de multicortes (MDCT);
2000: ~30.000 tomógrafos de corpo inteiro instalados no mundo;
Hoje : No Brasil, ~ 1.600 tomógrafos instalados (IBGE).
• A Tomografia Computadorizada, TC , foi introduzida na pratica clinica no ano de 1972, ( Hounsfield & Ambrose) no Atkinson Morley Hospital em Londres.
• Revolucionou a imagem por raios-X ao produzir, sem superposição, imagens de seções transversais do corpo humano.
Cormack
Hounsfield
	O primeiro equipamento foi construído em um torno antigo e o objeto a ser examinado constituía-se de um conjunto de peças de plásticos fixadas numa porção móvel que durante o teste girava a ângulos desejados. Para irradiar o conjunto, foram utilizados raios gama obtidos de uma fonte de amerício. A irradiação originaria desta fonte era avaliada por detectores de cristal de iodeto de sódio e os sinais obtidos pelos detectores eram transmitidos a um computador programado para reprodução bidimensional das peças examinadas.
Evolução histórica
Evolução histórica
Marcos: 1970 – Primeiro tomógrafo; 1972 – Início da aplicação clínica; 1989 – CT – helicoidal; 1992 – CT multicortes
	A tomografia vem sofrendo grandes transformações, sendo objeto de constantes pesquisas, voltadas, principalmente, para a redução nos tempos de exames através do aumento na velocidade de obtenção dos cortes tomográficos e do desenvolvimento de softwares para o processamento das imagens.
	Um tubo de raios-X gira, emitindo radiação, em torno do paciente, num plano axial. Um conjunto de detectores posicionados no lado oposto captam os fótons de raios-x que atravessam o paciente, e transmite as informação ao computador ao qual está conectado. 
Princípio de funcionamento
Princípio de funcionamento
	As imagens tomográficas podem ser obtidas em dois planos básicos: Axial e Coronal. Depois de obtidas as imagens, recursos computacionais podem permitir reconstruções no plano sagital ou reconstruções em 3 D.
Tomógrafo
c.f. Bushberg, et al. The Essential
Physics of Medical Imaging, 2ª ed., p. 328 
Raio X convencional
• Distinguir estruturas de órgãos e tecidos com pequenas diferenças de densidade em especial entre os tecidos moles;
• Imagem de um corte sem a superposição de imagens das estruturas não pertencentes a seção em estudo;
• As imagens das estruturas anatômicas conservam as mesmas proporções, sem distorções;
• Imagens digitais permitem medições quantitativas das densidades dos tecidos e dos tamanhos das estruturas
• Admite reformatações e manipulações pós-reconstrução, tais como: ampliação, suavização, reformatação em outros planos (2D) e reconstrução tridimensional (3D)
Vantagens
 Uma das principais desvantagens da TC é devida ao fato de utilizar radiação X. Embora o risco de se desenvolverem anomalias seja baixo, é desaconselhada a realização de TCs em mulheres gravidas e em crianças, devendo ser ponderado com cuidado os riscos e os benefícios;
O meio de contraste iodado pode causar prurido, erupção cutânea, urticaria, e uma sensação de calor no interior do corpo, estas reações que ocorrem são geralmente transitórias.
Uma reação grave é a anafilática. 
Desvantagens
Primeira geração
Feixe em forma de lápis;
Um detector;
Movimento de translação do sistema tubo/detector;
Tempo de varredura entre 4 a 5 minutos.
Classificação dos tomógrafos
	Conforme o movimento de varredura, os equipamentos de tomografia são classificados em quatro tipos: primeira, segunda, terceira e quarta geração.
Segunda geração
Feixe em forma de leque;
Múltiplos detectores (cerca de 30);
Movimento linear do sistema tubo; detectores com rotações maiores (30º);
Tempo de varredura em torno de 20 a 60 segundos.
Classificação dos tomógrafos
Terceira geração
Feixe em forma de leque;
Múltiplos detectores (288 a 700);
Movimento de rotação do sistema tubo; detectores;
Tempo de varredura em torno de 1 a 2 segundos
Classificação dos tomógrafos
Quarta geração
Feixe em forma de leque;
Multipls detectores (até 2 mil);
Detectores fixos;
Movimento de rotação somente do tubo de raio x;
Tempo de varredura em torno de 1 a 2 segundos.
Classificação dos tomógrafos
TC Helicoidal
	O diferencial desse tipo de exame é a aquisição volumétrica de dados, feita de modo contínuo, enquanto a mesa é movida para o interior do gantry em uma velocidade constante e com a radiação ionizante desenvolvendo uma trajetória em espiral.
Classificação dos tomógrafos
TC Multislice (Multicortes)
	Os equipamentos de tomografia possuem mais de uma fileira de detectores, dessa forma, a cada revolução (giro do gantry de 360º), são gerados vários cortes. Exemplo: para um equipamento com oito fileiras de detectores, serão gerados oito cortes.
Classificação dos tomógrafos
	Com a evolução dos tomógrafos aumentando as fileiras de detectores e diminuindo o tempo de rotação do tubo a modalidade de tomografia computadorizada acabou por se tornar uma das mais utilizadas para a pesquisa de diversos tipos de patologias, e com isso damos inicio a era dos tomógrafos multislices ou multidetectores.
	A utilização da tomografia computadorizada é muito vasta atingindo quase todos os ramos da medicina.
Pneumologia
Cardiologia
Neurologia
Ortopedia
Urologia
Componentes do sistema de TC
	Os sistemas de TC podem ser fixos ou móveis, dependendo da aplicação necessária. Os tomógrafos moveis são usados na produção de imagem de trauma e pré-operatório, ou ainda como um sistema auxiliar reserva dentro do departamento de imagem.
	Os sistemas de TC possuem três componentes básicos: Gantry, mesa e Sistema Computacional. Estes sistemas incluem equipamentos de computação e imagem altamente complexos.
Gantry - Contem um tubo de raios X, o arco de detectores e os colimadores. Geralmemte o gantry pode ser angulado até 30º em cada direção, como é necessário nos estudos de cranio e coluna. O gantry possui uma abertura central. 
Mesa - Esta ligada eletronicamente ao gantry para o controle dos movimentos durante a varredura. A parte anatômica do paciente dentro da abertura é a área a ser examinada naquele momento.
Painel de comando do Gantry
Tubo de raios X - É semelhante ao tubo de radiologia convencional na sua construção e operação; entretanto, existem varias modificações de modelo necessárias para garantir que o tubo seja capaz de suportar a capacidade adicional de calor provocada pelo aumento dos
tempos de exposição.
Placa de detectores – Os detectores estão em estado sólido, compostos por fotodiodos combinados com materiais de cintilação de cristais (tungstato de cádmio ou cristais cerâmicos de terras raras oxidadas). Os detectores em estado sólido convertem a energia dos raios X transmitido s em sinal digital. A fileira de detectores afeta a dose de radiação no paciente e a eficiência da unidade tomográfica.
Conjunto de colimadores – A colimação é importante para a TC porque reduz a dose de radiação no paciente e melhora a qualidade da imagem. A TC utiliza dois colimadores:
Pré paciente - localiza-se no tubo de raios X
Pós paciente – localiza-se no detector, modelam o feixe. 
O colimador pós-paciente determina a espessura do corte
Mesa – O que difere as mesas dos diversos modelos de tomógrafos são a capacidade de peso suportado, que varia de 90 kg em aparelhos de gerações e ate 320 kg e, aparelhos multidetectores de ultima geração.
Computador – O computador da TC precisa de dois tipos de software altamente sofisticados – um para o sistema operacional e o outro para as aplicações. O sistema operacional (frequentemente baseado no Microsoft Windows) cuida do equipamento, enquanto o programa aplicativo cuida do processamento das imagens, reconstrução e de uma variedade de operações pós-processamento. O computador da TC deve possuir uma velocidade considerável e capacidade de memória.
Botões de comando no teclado
Botões de comando no teclado
As imagens da TC são exibida em um monitor para observação e gravadas em filme para interpretação, possuem pixel, voxel e matriz como elementos básicos da imagem digital.
Princípios da reconstrução da imagem
Pixel – É a menor unidade da imagem, representado na TC por um ponto quadrado em escala de cinza atenuado pelo feixe de raio x; assim, uma imagem é formada por inúmeros pixels. O conjunto de pixels está distribuídos em colunas e linhas que formam a matriz.
Voxel – É o pixel com volume e profundidade, é uma imagem tridimencional, representada pela espessura de corte.
Matriz – Numero de linhas ou colunas de pixels que compõem a imagem.
1- Qual o significado de TAC?
2- Descreva com suas palavras a importância de Roentgen para a tomografia computadorizada?
3- A partir de qual ano a tomografia computadorizada passou a ser usada clinicamente?
4- Quais são os pai da TAC?
5- Descreva os aparelhos de tomografia de acordo com cada geração?
6- O que são raio X?
7- Quais os principais componentes de um tomógrafo?
8- Qual a angulação máxima do Gantry?
9- Qual o total de colimadores e qual a sua localização no Gantry?
10- Quais são os elementos básicos da imagem digital?
11- Qual o principio de funcionamento da TC?
12- Cite pelo menos 5 ramos da medicina que a TC é usada?
13- Cite 2 vantagens da TC?
14- Quais as desvantagens da TC? 
15- Qual a importância dos conjuntos de colimadores no Gantry?
16- Quais são os elementos básicos da reconstrução de uma imagem?
Questionário