Aula 3 RD C pia

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Radiologia Digital 
Prof. Msc. David Sousa 
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• O elemento de captura é aquele em que os raios X são capturados. Na radiografia computadorizada 
(RC), o elemento de captura é o fósforo fotoestimulável. Nos outros modos de RD, o elemento de 
captura pode ser o iodeto de césio (CsI), o oxissulfeto de gadolínio (GdOS) ou o selênio amorfo (a-
Se). 
 
• O elemento de acoplamento é aquele que transfere o sinal gerado pelos raios X para o elemento 
de detecção. O elemento de acoplamento pode ser uma lente, uma montagem com fibra óptica, 
uma camada de contato ou o a-Se. 
 
• O elemento de detecção pode ser um fotodiodo, um dispositivo de carga acoplada (DCA), ou um 
transistor de filme fino (TFF). O fotodiodo e o DCA são dispositivos sensíveis à luz que detectam 
fótons. O TFF é um dispositivo sensível à carga, que coleta elétrons. 
 
• RADIOGRAFIA DE PROJEÇÃO POR VARREDURA 
 
• Logo após a introdução da terceira geração da tomografia computadorizada (TC), a radiografia de 
projeção por varredura (RPV) foi desenvolvida por fabricantes de TC para facilitar o posicionamento 
de pacientes (Fig. 26-2). Isto permanece praticamente em uso com todos os segmentos de sistemas 
espirais multicortes de imagem da TC. 
 
 
 
 
• Os fabricantes de TC dão vários nomes comerciais para 
esse processo, mas a RPV é a mesma em todos. O 
paciente é posicionado na mesa de TC e, em seguida, 
conduzido por meio do gantry, enquanto se energiza o 
tubo de raios X. O tubo de raios X e a matriz de 
detectores não rodam, mas são estacionários e o 
resultado é uma radiografia digital (Fig. 26-3). 
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• DISPOSITIVO DE CARGA ACOPLADA 
 
• O DCA foi desenvolvido na década de 70 como um dispositivo de 
alta sensibilidade à luz para uso militar. 
 
• Desde essa época, tem grande aplicação na astronomia e na 
fotografia digital. 
 
• Elemento sensível à luz na maioria das câmaras digitais, ele tem 
três principais vantagens: sensibilidade, faixa dinâmica e tamanho. 
 
• O DCA é um semicondutor à base de silício, que é mostrado como 
um receptor de imagem na Figura 26-5. 
 
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• A sensibilidade é a capacidade de o DCA detectar e 
responder a níveis muito baixos de luz visível. Essa 
sensibilidade é muito importante para fotografar o céu 
por meio de telescópio e para baixa dose de radiação 
para o paciente na imagem digital. 
 
• Faixa dinâmica é a capacidade de o DCA responder a 
uma vasta faixa de intensidade luminosa, desde o 
muito escuro ao muito claro. A faixa dinâmica 
comparada ao receptor radiográfico convencional de 
velocidade 400 é mostrada na Figura 26-6. 
 
• Resposta à radiação do dispositivo de carga acoplada (DCA) em comparação com 
um receptor de imagem convencional de velocidade 400. 
 
• O DCA tem sensibilidade mais alta para radiação e faixa dinâmica mais ampla do 
que os receptores de imagem convencionais. 
 
• Observe que o DCA tem uma resposta linear com a radiação, mas o receptor de 
image convencional tem a curva de resposta característica de H&D (Hurter & 
Driffield). 
 
• Embora o receptor de imagem convencional tenha três conjuntos de resposta a 
radiação — densidade óptica (DO) de 0 a 3 — apenas cerca de 30 tons de cinza são 
perceptíveis pelo olho humano. 
 
• Tentamos produzir radiografias com baixos valores de exposição na porção linear 
da curva H & D para aumentar o contraste da imagem. 
 
 
• IODETO DE CÉSIO/DISPOSITIVO DE CARGA 
ACOPLADA. 
 
• Essa montagem dos DCAs lado a lado 
recebendo luz de um cintilador permite o uso 
de uma área do feixe de raios X, de forma que, 
no contraste para a RPV, o tempo de 
exposição seja curto. 
 
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• A luz da cintilação de um fósforo do CsI é transmitida de maneira eficiente através de um feixe de 
fibras ópticas para o arranjo do DCA. O resultado é alta eficiência na captura dos raios X e boa 
resolução espacial — até 5 pl/mm. A Figura 26-8 mostra um sistema de imagem versátil, baseado 
na tecnologia de placa plana de a-Si. 
 
• CsI/DCA é um processo indireto da RD em que os raios X são convertidos primeiro em luz e, em 
seguida, transformados em sinal elétrico. 
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• O conjunto de múltiplos DCAs com a finalidade de visualizar uma área do feixe de raios X apresenta 
um desafio em criar uma imagem perfeita na extremidade de cada DCA. Isso é realizado por 
interpolação dos valores dos pixels em cada interface da pastilha. 
 
• IODETO DE CÉSIO/SILÍCIO AMORFO 
 
• Uma aplicação inicial da RD envolveu o uso de CsI para captura dos raios X e transmissão da luz 
resultante da cintilação para o elemento de detecção, conforme apresentado na Figura 26-9. O 
elemento de detecção é o silício colocado entre dois materiais como um TFF. O silício é um 
semicondutor que, normalmente cresce como um cristal. Quando identificado como amorfo (a-
silício), o silício não é cristalino, mas, sim, um fluido que pode ser pintado em uma superfície de 
apoio. 
 
• O CsI tem alta captura fotoelétrica, pois o número 
atômico do césio é 55 e do iodo é 53. 
 
• Portanto, a interação dos raios X com CsI é alta, 
resultando em baixa dose de radiação no paciente. 
 
• O receptor de imagem na RD é fabricado em pixels 
individuais, conforme mostrado na Figura 26-10. 
 
• Cada pixel tem uma face de a-Si sensível à luz, com um 
capacitor e um TFF embarcado. 
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• CsI/a-Si é um processo indireto da RD em que os raios 
X são convertidos em luz primeiro e, em seguida, 
transformados em sinal elétrico. 
 
• A Figura 26-11 é uma micrografia de um arranjo de a-Si 
que mostra os contatos para o mecanismo de controle 
do roteamento de endereço e as linhas de dados. 
 
• A ampliação de um único pixel revela que uma grande 
porção da face do pixel é coberta por componentes 
eletrônicos e fios que não são sensíveis à luz emitida 
pelo fósforo do CsI 
• A solução espacial na RD é limitada pelo pixel. 
 
• Como a velocidade da tela-filme de GdOS foi aumentada, reduziu-
se a resolução espacial por causa da dispersão da luz no GdOS. Tal 
fato não é o caso com a RD. O aumento da espessura do GdOS, no 
receptor de imagem da RD, intensifica a velocidade do sistema, sem 
comprometer a resolução espacial. 
 
• SELÊNIO AMORFO 
 
• A última modalidade em RD é identificada por alguns como sendo a 
RD direta, porque não envolve a cintilação do fósforo. O feixe de 
raios X, para formação da imagem, interage diretamente com silício 
amorfo (a-Se), produzindo um par de cargas conforme mostrado na 
Figura 26-13. O a-Se é tanto o elemento de captura quanto o 
elemento de acoplamento. 
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• O a-Se é um processo direto da RD porque os raios X são convertidos em sinal 
elétrico. 
 
• O a-Se possui, aproximadamente, 200 μm de espessura e está intercalado entre 
dois eletrodos carregados. A imagem inteira de um receptor de imagem para 
CsI/a-Si aparece conforme mostrado na Figura 26-10, sendo descrita como um 
arranjo de matriz ativa de TFFs. 
 
• Os raios X incidentes no a-Se criam pares de elétrons-buracos através da ionização 
direta do selênio. A carga criada é coletada pelo capacitor de armazenamento e 
permanece lá até que o sinal seja lido pela ação de chaveamento do TFF. 
 
• MAMOGRAFIA DIGITAL. 
 
• A radiografia digital recebeu um grande impulso no final dos anos de 1990 com a 
aplicação da RD para a mamografia, sendo chamada de mamografia digital (MD). 
Pensava-se que a RD teria uma resolução espacial melhor do que a mamografia 
convencional por causa da situação ilustrada na Figura 26-14 
• A luz de uma tela intensificadora se espalha e expõe uma extensa área do 
filme. O resultado é a limitação na resolução espacial. 
 
• O sinal emitido durante a RC pode também se espalhar, limitando a 
resolução espacial. As curvas mostradas na Figura 26-14,chamadas 
funções da linha de dispersão, indicam o grau relativo da resolução 
espacial. 
 
• De acordo com a descrição delineada na Figura 26-14, o uso do a-Se para a 
RD deveria resultar em melhor resolução espacial. Porém não é esse o 
caso, porque a resolução espacial na RD é limitada pelo tamanho do pixel. 
Assim, nenhum sistema de RD pode corresponder, em resolução espacial, 
à radiografia convencional. 
 
• Esse tópico será abordado com mais detalhes no Capítulo 29. A Figura 26-
15 mostra um sistema de radiografia digital baseado na tecnologia de a-Se 
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• A intenção do PEIMD foi determinar se a mamografia digital era tão boa quanto a mamografia 
convencional. A suspeita era que não fosse, porque a resolução espacial da MD (5 pl/mm) é muito 
menor do que a mamografia convencional (15 pl/mm). 
 
• Com base nas interpretações dos radiologistas, os resultados mostraram que a mamografia digital 
não só foi igual à mamografia convencional para todos os pacientes como foi melhor para imagem 
densa e para o tecido glandular mamário. Tal descoberta sugere que a resolução de contraste seja 
mais importante do que a resolução espacial para mamografia e, possivelmente, para todas as 
imagens médicas. Isso será discutido no Capítulo 28. 
 
• A resolução de contraste é mais importante do que a resolução espacial para radiografia de tecido 
mole. 
 
• A tomossíntese mamária digital (TMD) é uma recente aplicação avançada da MD. Com a TMD, uma 
área do feixe de raios X interage com o receptor de imagem mamográfica, produzindo a 
mamografia digital. Repete-se esse mamograma digital diversas vezes, em diferentes ângulos, como 
mostrado na Figura 26-17. 
• Cada imagem está disponível em formato digital e 
pode ser reconstruída como uma matriz tridimensional 
de valores, cada um representando um voxel. 
 
• Isso não é diferente da TC, mas ocorre com doses de 
radiação substancialmente inferiores nos pacientes. 
 
• Com estes dados digitais disponíveis, uma seção 
tomográfica pode ser reconstruída com um aumento 
no contraste da imagem para uma dose aceitável de 
radiação no paciente (Fig. 26-18).