Aula 2 Radiolgia Computadorizada NASSAU

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Radiologia Computadorizada 
Prof.Msc. David Sousa 
 
X- O RECEPTOR DE IMAGEM DA 
RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA 
 • Muitas semelhanças têm sido observadas entre a imagem convencional e 
a imagem de RC. 
 
• Ambas as modalidades usam como receptor de imagem placas sensíveis 
aos raios X que são encaixadas em chassis/cassetes de proteção. As duas 
técnicas podem ser usadas de forma intercambiável com qualquer sistema 
de imagem radiográfica. Ambas possuem imagem latente, embora de 
forma diferente, que deve tornar-se visível através do processamento. 
 
• Aqui, no entanto, as similaridades param. Na radiografia convencional, a 
tela intensificadora é um cintilador que emite luz em resposta a interação 
dos raios X. Na RC, a resposta para interação de raios X é vista como 
elétrons presos em um estado metaestável de alta energia. 
• Luminescência Fotoestimulável 
 
 
• Alguns materiais como os haletos de fluor bário com európio (BaFBr:Eu ou BaFI:Eu) emitem luz 
prontamente, do mesmo modo que um cintilador faz quando submetido à exposição de raios X. No 
entanto, eles também emitem luz por algum tempo quando expostos a uma fonte de luz diferente. 
Tal processo é chamado de luminescência fotoestimulável (LFE). 
 
• O európio (Eu) está presente apenas em pequenas quantidades. É um ativador responsável pelo 
armazenamento das propriedades da LFE. O ativador é semelhante ao centro de sensibilidade da 
emulsão de um filme, porque sem ele não haveria nenhuma imagem latente. 
 
• Da mesma forma que a imagem fotográfica ainda não está totalmente compreendida, e continua a 
ser estudada, a física da LFE também não é totalmente compreendida. 
 
• Os átomos de flúor brometo de bário têm os números atômicos 9, 35 e 56, respectivamente, com 
energia de ligação da camada K de 5, 12 e 37 keV. Muitas interações Compton e fotoelétrica dos 
raios X ocorrem com elétrons das camadas externas, enviando-os para um estado de excitação 
definido como estado metaestável (Fig. 25-2). Quando esses elétrons retornam ao estado 
fundamental, uma luz visível é emitida (Fig. 25-3). 
 
 
• Com o passar do tempo, esses elétrons 
metaestáveis retornam ao seu estado 
fundamental. 
 
• Entretanto, esse retorno ao estado fundamental 
pode ser acelerado ou estimulado expondo o 
fósforo à luz infravermelha intensa de um laser – 
por isso, o termo luminescência fotoestimulável 
para o fósforo fotoestimulável (FFE). 
 
x 
• Placa de Imagem 
 
• A tela de FFE é colocada em um cassete rugoso semelhante ao chassi 
utilizado na radiografia convencional. Nesta forma, como receptor de 
imagem, o cassete contendo o FFE é chamado de placa de imagem (PI). 
 
• A PI é tratada do mesmo modo que um chassi para radiografia 
convencional; na realidade, essa é a principal vantagem da RC. 
 
• A RC pode ser substituída pela radiografia convencional e usada com 
qualquer sistema de imagem radiográfica. A tela do FFE da PI não é 
carregada e descarregada em uma sala escura. Pelo contrário, é 
manuseada como um carregador de filme à luz do dia. 
 
 
• A sequência de eventos envolvidos na produção de um 
sinal de LFE começa conforme o mostrado na Figura 
25-7. 
 
• Quando um LFE é exposto a um feixe de raios X, a 
transferência de energia resulta na excitação dos 
elétrons para um estado metaestável. 
 
• Aproximadamente 50% desses elétrons retornam 
imediatamente ao seu estado fundamental, resultando 
na emissão imediata de luz, com comprimento λe. 
 
• Os elétrons restantes do estado metaestável retornam ao 
estado fundamental com o passar do tempo. Isso faz com 
que a imagem latente desapareça e requer que a PI deva 
ser lida logo após a exposição. A perda de sinal da RC é 
crítica depois de, aproximadamente, 8 horas. 
 
• O próximo passo na imagem RC é a estimulação (Fig. 25-8). 
O feixe de luz infravermelha com comprimento λs 
finamente focalizado e com diâmetro de feixe de 50 a 100 
nm é direcionado para o FFE. A intensidade do feixe de 
laser aumenta, elevando igualmente a intensidade do sinal 
emitido. 
 
• O diâmetro do feixe de laser afeta a resolução espacial do sistema 
de imagem da RC. 
 
• Note que, como o feixe de laser penetra, ele se espalha. A 
quantidade de dispersão aumenta com a espessura do FFE. 
 
• A Figura 25-9 representa o terceiro passo nesse sistema de imagem 
— detectar (ler) a emissão estimulada. 
 
• O feixe de laser de comprimento λs causa o retorno dos elétrons do 
estado metaestável para o estado fundamental com a emissão de 
um curto comprimento de onda de luz λe na região do espectro de 
luz visível azul. Através desse processo, a imagem latente se faz 
visível. 
• Algum sinal é perdido como resultado de (1) dispersão 
da luz emitida; e (2) eficiência da detecção do 
fotodetector. Os tubos fotomultiplicadores (TFM) e 
fotodiodos (FD) são os detectores de luz selecionados 
para a RC. 
 
• A fase final na produção do sinal em (LFE) é vista na 
Figura 25-10. O ciclo da estimulação do sinal da LFE 
não completa a transição de todos os elétrons do 
estado metaestável para o estado fundamental. Alguns 
elétrons permanecem excitados. 
 
 
• O LEITOR DA RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA. 
 
• Um leitor de radiografia computadorizada comercial, 
conforme mostrado na Figura 25-12, pode ser 
confundido com uma processadora de filme. 
 
• No entanto, uma processadora de filme baseia-se no 
processamento molhado, com químicos. O leitor da RC 
representa a união da mecânica, da óptica e dos 
módulos computacionais. 
 
 x Características Mecânicas 
 
• Quando o cassete da RC é inserido no leitor de RC, a PI é 
removida e encaixada em um mecanismo de comando de 
precisão. Esse comando do mecanismo move 
constantemente a PI, bem lentamente (“varredura lenta”), 
ao longo do extenso eixo da PI. Pequenas flutuações na 
velocidade podem resultar em artefatos de borda, de modo 
que o acionamento do motor deve ser absolutamente 
constante. 
• 
• Enquanto a PI está sendo transportada na direção da 
varredura lenta, um dispositivo de deflexão, como um 
polígono rotativo (mostrado na Figura 25-13) ou um 
espelho oscilante, desvia o feixe de laser para frente e para 
trás sobre a PI. Esse é o modo de varredura rápida. 
 
• Esses mecanismos de acionamento estão acoplados a um feixe de laser apagado 
durante a retração, semelhante à situação descrita no Capítulo 21 para um 
monitor de vídeo. A margem de erro para esse mecanismo é uma fração de pixel. 
As bordas de um leitor de RC que está fora da tolerância aparecem “onduladas”. 
 
• Outro método é colocar o cassete verticalmente, no leitor, com a retirada da PI 
para baixo. Quando isso acontece, o cassete é varrido por um laser horizontal. 
 
• A PI apenas deixa o cassete, não estando, assim, sujeita a causar danos no rolo. 
Além disso, a varredura é quase sempre localizada em ângulos retos na direção de 
todas as linhas da grade; dessa maneira, são reduzidos os artefatos de 
“serrilhamento”. 
 
• Características Ópticas 
• O desafio para o leitor da RC é investigar precisamente cada elétron metaestável 
da imagem latente em uma forma precisa. Os componentes ópticos de um 
subsistema são laser, forma do feixe óptico, captura da luz óptica, filtros ópticos e 
um fotodetector. Esses componentes são mostrados na Figura 25-14. 
 
• Controle Computacional 
 
• A saída do fotodetector é um sinal analógico 
variando no tempo, que é transmitido para 
um sistema computacional com múltiplas 
funções (Fig. 25-15). 
 
• A Figura 25-16 sugere várias diferenças entre receptores de RC e 
receptores da radiografia convencional. A resposta do filme se 
estende através de uma faixa de densidade óptica(DO) de 0 a 3, 
porque a DO é uma função logarítmica que representa três ordens 
de grandeza, ou 1.000. 
 
• No entanto, a imagem com filme pode apresentar apenas 30 tons 
de cinza sobre um negatoscópio. 
 
• É por isso que a técnica radiográfica é muito crítica em imagem com 
filme. A maioria das técnicas radiográficas com filme visa a 
exposições à radiação situadas no lado do pé das curvas 
características. 
 
• A imagem da RC caracteriza-se pela latitude extremamente ampla. 
Quatro grupos de exposição à radiação resultam nos 10.000 níveis 
de cinza, cada um podendo ser observado pelo pós-processamento. 
 
• A técnica radiográfica adequada e a exposição são essenciais para a 
radiografia com filme. Exposição excessiva ou abaixo do nível 
aceitável resultam em imagens ruins (Fig 25-17). 
 
• Com a RC, a técnica radiográfica não é tão crítica, porque o 
contraste não muda com a variação da exposição à radiação. A 
Figura 25-18 mostra a aparência das imagens da RC captadas 
através da mesma faixa de técnica radiográfica, como as utilizadas 
na Figura 25-17. 
 
As primeiras são das convecionais e 
abaixo a computadorizada. 
A 
B 
• Ruído na Imagem 
 
• A principal fonte de ruído em uma imagem 
radiográfica é a radiação espalhada; essa é a 
mesma causa em filmes ou em receptores de 
imagem de RC. O Quadro 25-1 relembra as 
fontes de ruído em filme radiográfico. 
 
• Fontes de Ruído da Imagem na Radiografia Computadorizada 
 
• DEFEITOS MECÂNICOS 
• Mecanismo de varredura lenta 
• Mecanismo de varredura rápida 
 
• DEFEITOS ÓPTICOS 
• Controle de intensidade do laser 
• Espalhamento do laser estimulador 
• Quantidade de luz emitida pela tela 
• Quantidade de luz absorvida 
 
• DEFEITOS COMPUTACIONAIS 
• Ruído eletrônico 
• Amostragem inadequada 
• Quantização inadequada 
 
• Felizmente, as fontes de ruído na RC são incômodas apenas para o receptor de imagem com baixo nível de 
radiação. Os novos sistemas de RC prometem diminuir os níveis de ruído e, portanto, reduzir a dose 
complementar de radiação no paciente. 
 
 
• CARACTERÍSTICAS DO PACIENTE 
 
• Dose de Radiação 
 
• Considere o quadrante inferior esquerdo da Figura (25-16, 
conforme apresentado na Figura 25-19). 
 
• Para o receptor de imagem exposto à radiação menor de, 
aproximadamente, 0,5 mR (5μGy), a RC é um receptor de 
imagem mais rápido se comparada com um sistema com 
filme de velocidade 400. Portanto, deve ser menor a 
exposição de radiação no paciente, com a RC. 
 
• Reduzir a técnica radiográfica que resulta em menor dose no 
paciente seria possível com a RC, se não fosse o ruído de imagem 
em baixa exposição. Isso será discutido novamente no Capítulo 28 
para todas as modalidades de RD. 
 
• Neste momento, deve ser ressaltado que a abordagem 
convencional de que “o kVp controla o contraste” e o “mAs controla 
a DO” não se aplica à RC. 
 
• Como o contraste da imagem da RC é constante, indiferentemente 
da exposição à radiação, as imagens podem ser feitas com elevado 
kVp e baixo mAs, causando uma redução complementar da dose de 
radiação no paciente.