MÉTODOS DE FORMAÇÃO DE IMAGEM BIOFÍSICA

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Biofísica 2M
Métodos de Formação de Imagens
FOTOGRAFIA
A fotografia é a grafia da luz (foto). O conhecimento e utilização correta da luz são fundamentais para a obtenção da fotografia. O conceito de que a luz só se propaga em linha reta foi quebrado em 1870 pelo cientista britânico John Tyndall, ao demonstrar que a luz seguia o jato da água dentro de um recipiente curvo (mangueira) - “a luz se propaga em ziguezague, guiada por reflexão interna”. A utilização prática desta observação se deu a partir de 1955, quando Dr. Narinder S. Kapany desenvolveu as fibras ópticas, que ao dominarem o direcionamento da luz permitiram a criação de inúmeros aparelhos médicos para endoscopia, com suas aplicações diagnósticas e terapêuticas.
Com o aparecimento de novas técnicas de imagem e da exploração propedêutica invasiva e não invasiva do corpo humano, há necessidade de reformular o estudo, entendimento e aplicação da anatomia descritiva e topográfica, necessárias até a década de 1970. A endoscopia limitou o campo visual do operador a um pequeno quadro, reduzindo as referências vizinhas do órgão a ser manuseado com as pinças, aspiradores e outros aparelhos, que são a extensão da visão e do tato do operador. Esta limitação faz necessário um grande conhecimento da anatomia tradicional antes de se aventurar ao trabalho em campo limitado. A TC e a RM passaram a estudar o corpo humano de outra forma, que obriga a criação de outra anatomia, a segmentar, na qual o corpo humano não tem mais as referências da anatomia descritiva e topográfica. O corpo passa a ter cortes no mesmo plano horizontal, por exemplo, do 1/3 inferior do tórax, podemos visualizar segmentos de pele, subcutâneo, músculo, pleura, pulmão, coração, esôfago (às vezes estômago), aorta, gânglios, outras estruturas do mediastino, do lado direito e esquerdo; outras incidências, e associação de técnicas, nos permitem a obtenção de imagens, que compostas, poderão produzir um desenho do órgão estudado, tridimensional, imagens espetaculares, às vezes mais atrativas e “bonitas”, que úteis para o diagnóstico do problema pesquisado no paciente.
Outras aplicações da fotografia dinâmica foram desenvolvidas pelos hemodinamicistas, com avanço indiscutível nas técnicas de diagnóstico e terapêutica de problemas vasculares centrais e periféricos. 
A febre da fotografia digital deve ser repensada como a solução para a fotografia médica, substituindo a tradicional, em slide ou fotografia convencional em filme e papel. Existem vantagens indiscutíveis, como a facilidade de operação dos equipamentos, baixo preço, pouca necessidade de luz artificial e outras, que levam a fotografia digital a se firmar como equipamento obrigatório no arsenal propedêutico médico. Temos, acopladas a telefones celulares, câmaras digitais de definição suficiente para fotografar e enviar a outro telefone ou computador, à distância, imagens de lesões, raios X, etc, facilitando e agilizando a orientação à distância de médicos experientes aos menos experientes, de problemas emergenciais ou duvidosos. A troca de informações foi extremamente facilitada pela informática. A transmissão de imagens durante procedimentos cirúrgicos ou endoscópicos, aulas, videoconferências, têm a mesma colocação.
Observações sobre fotografia:
Luz intensa no ambiente em que a foto é tirada, o fundo deve ter coloração que contraste com a cor da pele do paciente;
Serve para comparar o antes e o depois de um paciente, seja em cirurgias plásticas, tratamentos dermatológicos, entre outros;
Se a imagem for utilizada em algum evento, deve-se preservar a identidade do paciente com uma tarja no rosto caso seja necessário o uso da imagem da face (é necessário o TCLE – Termo de Consentimento Livre Esclarecido).
ENDOSCOPIA
A endoscopia é um exame utilizado quando há a necessidade de se olhar com cuidado o interior do nosso organismo. Este exame utiliza a abertura natural de um órgão para verificar as condições no seu interior. 
Devido aos avanços na medicina, hoje em dia a endoscopia é um procedimento bem menos invasivo. Ela é realizada com a utilização de um aparelho chamado endoscópio e através de métodos diversos. Este endoscópio é um aparelho que possui algum tipo de fonte de luz somado a alguma forma de reprodução de imagem. Os endoscópios são introduzidos no corpo humano e reproduzem a imagem em uma tela. Eles podem ser divididos em fibroscópios, nos quais a imagem é gerada através de fibra óptica e em vídeo-endoscópios, que transmitem a imagem através de uma microcâmara. 
O endoscópio consegue aumentar o que é captado no interior do organismo até cerca de 100 vezes o tamanho normal. É, portanto, um exame eficiente e que permite a visualização em detalhes do interior do organismo. O procedimento é rápido e pode ser realizado até mesmo em ambulatório, dentro das condições necessárias. Devido à rapidez do procedimento, costuma-se utilizar somente alguma forma de sedativo no paciente.
Tipos de endoscopia: Endoscopia, colonoscopia, broncoscopia, colangiografia retrógrada, gastrectomia, laringoscopia, papilotomia, entre outros. 
Observações sobre endoscopia:
Método serve para diagnóstico e tratamento (método de intervenção);
Uso do endoscópio, fibra óptica com três vias: visualização, iluminação e manipulação;
Há possibilidade do uso de uma cápsula endoscópica - o paciente ingere essa capsula e seu trânsito é monitorado.
Recomendações: jejum, uso de simeticona na véspera do exame. Para endoscopia digestiva baixa, o intestino deve estar sem resíduo, logo é manipulada uma medicação para limpeza. 
LAPAROSCOPIA
A laparoscopia é uma intervenção cirúrgica minimamente invasiva, muito utilizada em cirurgias ginecológicas e urológicas, ou outras mesmo fora do abdome. Seu primeiro uso foi consagrado com a retirada da vesícula biliar em 1987. 
Atualmente, graças à evolução da tecnologia, pode-se acessar praticamente todos os órgãos do corpo humano com aparelhos contendo, na extremidade que é introduzida no corpo, uma minicâmera que transmite imagens em alta resolução para monitores de vídeo e que podem ser gravadas para estudos posteriores. Este procedimento é chamado então, videolaparoscopia. 
Observações sobre Laparoscopia:
Método utilizado para diagnóstico e intervenção;
Além das três vias presentes no endoscópio, há uma quarta, a de insuflação. Por ela há liberação de gás para soltar as alças do intestino. 
RADIOGRAFIA CONVENCIONAL
A radiografia convencional é o processo de obtenção de imagens bidimensionais do corpo humano utilizando feixes de raios-x e filme fotográfico. Foi a primeira técnica de radiodiagnóstico desenvolvida depois da descoberta dos raios-x, e durante décadas foi o único método de imagem existente. 
O equipamento de radiografia é composto pelo tubo de raios-x, filtros, colimadores, mesa de altura ajustável, detector (receptor) da imagem, mesa de controle do operador e processadora dos filmes. O receptor da imagem é um filme radiográfico colocado dentro de um chassi (ou cassete) e posicionado sob a mesa de exames ou em um suporte no caso da radiografia feita com o paciente em pé. 
O exame é feito utilizando um aparelho simples, com mesa e tubos de raios-x que atravessam o organismo e registram a imagem do órgão em estudo, sendo bastante utilizado em avaliação de tórax, coluna vertebral, seios, face, mãos, dedos e ossos em geral. 
Observações sobre Radiografia Convencional:
Na imagem obtida, estruturas densas se apresentam com tons de cinza claro (osso) devido à dissolução de cristais, enquanto que em estruturas menos densas, como pulmão, se apresentam em tons de cinza escuros, devido à precipitação de cristais de haleto de prata. 
A imagem tem penumbra e é em tamanho real;
Quanto mais próximo do filme a pessoa está, melhores são os contornos obtidos;
Pode haver utilização de substâncias de contraste administradas via venosa, como compostos de iodo ou via oral, no caso de sais de bário;
RADIOGRAFIA DIGITAL
A radiografia digital se baseia nos mesmos princípios de emissão de raios-x e de suainteração com o organismo humano. A diferença está apenas em como os raios atravessam a matéria e são capturados e processados de modo a gerar a imagem. Nesse caso, não há necessidade do uso de placas de filme ou do processo de revelação. 
Na radiografia digital direta, os raios-x são capturados por uma placa de circuitos sensíveis à radiação que gera uma imagem digital e a envia ao computador na forma de sinais elétricos. Uma vez no computador, a imagem pode ser processada, enviada para os profissionais de saúde, armazenadas ou até mesmo impressas. Já na radiografia digital indireta, os raios são capturados por uma placa de fósforo que precisa ser escaneada a fim de que a imagem seja transmitida ao computador.
Observações sobre radiografia digital:
Há uso de raios-x (à base de silício), mas o paciente é exposto a uma dose menor em relação à radiografia convencional;
A resolução da imagem é muito melhor. O sistema de detecção capta a informação e transforma em sinal digital, o raio-x é transformado em bit, linguagem de computador;
A imagem é construída matematicamente
CATETERISMO
O cateterismo é um procedimento médico considerado invasivo para diagnóstico de algumas condições cardíacas. O cateter, composto por um tubo longo e flexível, é colocado dentro de um vaso sanguíneo através de uma pequena incisão e guiado até o coração. 
Algumas vezes um pigmento especial é colocado no cateter para fazer com que o interior do coração e vasos sanguíneos apareçam na radiografia. O pigmento pode mostrar se placas estreitaram ou bloquearam artérias coronárias. 
Bloqueios nas artérias também podem ser vistos usando ultrassom durante o cateterismo cardíaco. 
Há pouca ou nenhuma dor durante o cateterismo, porém a pessoa pode sentir dor no vaso sanguíneo onde o médico inseriu o cateter. O cateterismo cardíaco raramente causa complicações sérias. Em geral, dura entre 30 e 60 minutos, conforme o procedimento realizado. Feito na sala de cateterismo, com o paciente acordado, deitado sob um aparelho de raio-x. 
Observações sobre cateterismo:
O método pode ser utilizado para diagnóstico ou tratamento;
Pode servir para: desobstrução de um vaso, angioplastia, colocação de stent coronário (tela inoxidável colocada em vaso obstruído), valvoplastia, etc.
Há um tipo de cateterismo chamado cateterismo vesical, utilizado para a retirada de urina, introduzindo uma sonda até a bexiga ( não há uso de raio-x). 
DENSITOMETRIA ÓSSEA
A densitometria óssea é um exame moderno e inócuo para se medir a densidade mineral dos ossos e compará-la a padrões de idade e sexo do paciente. Ela é importante para diagnosticar e tratar a osteoporose e outras doenças que atingem os ossos. A densitometria é o único método seguro para avaliação da massa óssea e predição de fratura óssea. A técnica radiológica conhecida como DEXA (DualEnergy X-ray Absorptiometry ou absorciometria de raios-x de dupla energia) é utilizada atualmente para medir a densidade mineral óssea.
Observações: 
A partir do Dexa, são emitidos dois raios, dois fótons, um de alta energia e outro de baixa energia e o nível de absorção desses fótons vai propiciar a obtenção de um resultado;
Muito utilizado para o diagnóstico de osteoporose primária e secundária, osteodistrofia e síndrome de má absorção;
Geralmente são analisadas as seguintes áreas: L1-L4 e fêmur proximal;
Escore T= dados do paciente X dados de indivíduos jovens;
Escore Z= dados do pacientes X dados de indivíduos de mesma idade;
Valores de comparação:
Desvio padrão até 1 = normal;
Desvio padrão de 1 – 2,5 = osteopenia;
Devio padrão acima de 2,5 = osteoporose.
TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
Tomografia computadorizada é um exame que produz imagens a partir de um equipamento que analisa o corpo inteiro de uma pessoa por meio de várias radiografias transversais produzidas dentro de um túnel, de modo a separá-lo em diferentes ‘fatias’. 
Após realizar o exame, as imagens passam para o computador, formando uma sequência de várias imagens com detalhes sobre o que deve ser analisado naquela região do corpo escolhida. 
A tomografia é um exame que serve para fornecer ao médico do paciente, imagens com precisão mais avançada do que quando em comparação ao simples exame de raio-x. A tomografia é capaz de detectar até mesmo as pequenas alterações em tecidos musculares, ossos, órgãos e em demais estruturas corporais. 
Observações sobre tomografia computadorizada:
Quanto mais denso o órgão, mais claro aparece na imagem, a qual pode ser manipulada, aumentada ou diminuída;
A imagem é obtida quando há concordância de pontos presentes nas várias imagens das fatias;
No uso para diagnóstico, é possível diferenciar tumores benignos de malignos;
Nível de exposição do paciente ao raio-x é 10x maior que em uma radiografia convencional;
Podem ser utilizadas substâncias de contraste. 
CINTILOGRAFIA
A cintilografia é um exame de diagnóstico que avalia a função e forma dos órgãos através de uma pequena quantidade de uma substância radioativa chamada radiofármaco, que ao emitor radiações para as câmeras e computadores, são transformadas em imagens coloridas, com contraste. 
As cintilografias mais frequentes são a cintilografia óssea, a cintilografia do miocárdio, a cintilografia renal, a cintilografia da tireoide, a cintilografia cerebral e a cintilografia pulmonar, que servem para diagnosticar câncer ou tipos de infecções, por exemplo.
O radiofármaco pode ser administrado através da ingestão de um medicamento via oral, por inalação ou injeção pela veia e não é prejudicial para o organismo.
Observações sobre cintilografia:
Nódulos quentes = hipercaptantes = cinza escuro na imagem;
Nódulos frios = hipocaptantes = cinza claro na imagem, emitem menos radiação.
SPECT
SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) significa Tomografia Computadorizada com Emissão Simples de Fótons. É uma técnica tomográfica de imagem médica que combina efeitos da medicina nuclear com a tomografia computadorizada. Nesta técnica, um radiofármaco emissor de radiação gama é administrado no paciente, que passa a conter a fonte de irradiação interna ao seu corpo. O paciente é alojado em uma câmara gama para detecção da radiação e formação das imagens. A formação de imagem é pela rotação da câmara em volta do paciente, capturando múltiplas imagens tridimensionais. 
Observações sobre SPECT:
Tempo total do exame entre 15 a 20 minutos;
As imagens podem ser em preto e branco ou coloridas;
É uma imagem cintilográfica em fatias, pode ser vista em três dimensões. Há múltiplas projeções, podendo evidenciar a estrutura em três angulações diferentes.
Pode ser utilizado para a visualização da funcionalidade de todos os sistemas do corpo, entre eles: perfusão do miocárdio, cintilografia óssea, perfusão cerebral, etc. 
PET
PET (Positron Emitted Tomography) é uma tomografia por emissão de pósitron. É uma técnica tomográfica de imagem médica que combina efeitos da medicina nuclear com a tomografia. Nesta técnica, um radiofármaco com partículas beta+ é administrado no paciente. As partículas beta+ reagem com elétrons em sítios específicos do organismo do paciente. É um método que informa acerca do estado funcional dos órgãos. 
A imagem é formada pela emissão de pósitrons pelos radionúcleos fixados nos órgãos do paciente. O computador reconstrói os locais de emissão de pósitrons a partir das energias e direções de cada par de raios gama, gerando imagens tridimensionais. 
Aplicações do exame PET:
PET oncológico – detecta células com alto consumo de glicose;
PET do cérebro – avalia perfusão sanguínea e atividade de diferentes regiões do cérebro;
PET cardíaco – usadas para detectar áreas isquêmicas e fibrosadas. 
Observações sobre PET:
O foco desse exame é detectar alterações metabólicas, a atividade celular é estudada. Por exemplo, o metabolismo da glicose pode ser analisado por esse mecanismo.
Tem-se o PET/CT, que é o PET e tomografia, o PET/NMR, sendo o PET e uma ressonância magnética. 
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
A ressonância magnéticanuclear (RMN) é uma técnica de diagnóstico que utiliza um campo magnético para produzir imagens das estruturas localizadas no interior do corpo através do mapeamento do próton de hidrogênio em água móvel. 
Durante uma RMN, o corpo encontra-se envolvido por um campo magnético muito potente e sujeito a pulsos de ondas de rádio. A máquina cria uma imagem com base na forma como os átomos de hidrogênio no seu corpo reagem com o campo magnético e com as ondas de rádio. Os sinais da RMN podem proporcionar várias imagens de múltiplos ‘cortes’ de um órgão ou de parte do corpo. O computador da RMN pode combinar estes cortes de forma a produzir imagens tridimensionais.
Uma vez que as moléculas de água são especialmente sensíveis às forças utilizadas nesta técnica, a RMN é muito eficiente no que respeita a revelar diferenças no conteúdo de água de diferentes tecidos do corpo. Isto é particularmente importante para a detecção de tumores e para verificar a existência de problemas ao nível dos tecidos moles do corpo, tais como cérebro, medula espinal, coração e olhos. 
Aplicações da RMN:
Apoiar um diagnóstico de AVC;
Apoiar um diagnóstico de esclerose múltipla;
Identificar problemas cerebrais e da medula espinal que não possam ser observados por TC;
Detectar tumores cancerosos em vários órgãos, como cérebro, medula espinal, pulmões, fígado, ossos, próstata e útero;
Ajuda a determinar se um nódulo de mama é canceroso ou correspondente a uma doença fibroquística não cancerosa;
Identificar cancros em mulheres que tenham tecido mamários muito densos ou implantes.
Formação da imagem: O paciente é submetido a um campo magnético estático alto, o que vai gerar um direcionamento de prótons de baixa energia para cima e de alta energia para baixo. Vão ficar paralelo e antiparalelo ao campo, respectivamente. É gerado um gradiente de campo e velocidade. É colocado um pulso de frequência (radiação excitante) e os prótons entram em ressonância. Como estão em uma mesma frequência, alguns prótons emitem energia. 
MAPEAMENTO CEREBRAL
O mapeamento cerebral avalia a quantidade de atividade elétrica de uma determinada região do cérebro. Estes sinais são captados por mais ou menos 40 eletrodos colocados na cabeça do paciente. Há analise da frequência desses sinais, da diferença de potenciais de ação dos eletrodos ou do potencial de ação de um só eletrodo. 
Também chamado de EEG Quantitativo, proporciona uma avaliação mais precisa da atividade cerebral, dando uma visão gráfica mais apurada da localização de alterações elétricas através de demonstração e exposição de histograma e mapa de valores. O equipamento que realiza o exame também proporciona animações dinâmicas das imagens cerebrais, facilitando o estudo da função cerebral e do cérebro em ação. 
Atualmente as principais indicações do MC é determinar localização precisa de tumores cerebrais, bem como a localização precisa de doenças focais do cérebro, incluindo entre elas a epilepsia, as alterações vasculares e derrames.
Em psiquiatria, o EEG Quantitativo tem sido usado para estabelecer diferenças entre vários diagnósticos, tais como a hiperatividade e distúrbios de atenção em crianças, demências senis ou não, atrofia cerebral, esquizofrenia, e alguns casos de depressão.
Em neurologia, o EEG Quantitativo, além dos focos epilépticos, é útil na monitoração da abstinência de drogas, em infecções do cérebro, nos estados de coma, de narcolepsia e no acompanhamento pós-operatório.
Observações sobre mapeamento cerebral:
Não há avaliação anatômica, só fisiológica, do funcionamento do córtex cerebral;
Alguns preparos: lavar o cabelo com sabão neutro e secá-lo antes do exame;
Não há uso de radiação.
ECOGRAFIA
A ecografia é um procedimento também conhecido como ultrassonografia, e é como um som comum, com exceção de ter uma maior frequência do que nosso ouvido pode escutar. Quando enviado para o corpo por meio de uma espécie de sonda, que toca na pele do paciente, o som se reflete pelos órgãos. O retorno dos ecos é transmitido via transdutor e se convertem por um instrumento eletrônico em imagens para o monitor do aparelho que está realizando o exame da ecografia. 
O exame de ecografia oferece muitas vantagens ao paciente, já que o procedimento não causa nenhuma dor e geralmente dura apenas 15 minutos. O procedimento é seguro, sem efeitos colaterais em sua maioria, e existem diversas indicações médicas para o uso do exame. É utilizado para avaliação de estruturas pouco dessas e sem ar. Embora seja mais recomendada para a gravidez, a ecografia também pode servir para examinar outras partes do corpo, como por exemplo, útero, ovários, fígado, bexiga, etc.
Observações sobre ecografia:
Uso de gel para acoplamento de transdutor na pele do paciente para diminuir a impedância acústica. 
Quando chega no osso, a energia não é mais refratada;
Objetivo anatômico e funcional. A imagem é gerada em tons de cinza;
Não utiliza radiação.
ECOGRAFIA POR DOPPLERFLUXOMETRIA
A dopplerfluxometria é um método que através da ultrassonografia, é capaz de captar o fluxo sanguíneo no corpo humano. Através da emissão de ultrassons, é possível obter imagens que identificam velocidade, fluxo e direção do fluxo sanguíneo, a fim de rastrear a irrigação sanguínea em determinados órgãos. Geralmente o doppler é mais utilizado na obstetrícia, para identificação do fluxo sanguíneo em artérias umbilicais para avaliar o estado de fluxo sanguíneo entre mãe e feto. Além disso, é possível utilizar a dopplerfluxometria para avaliação de outras artérias, tais como artéria hepática e oftálmica. Através da dopplerfluxometria é possível fazer diagnóstico precoce de doenças relacionadas ao sistema vascular, ao passo que é possível, através deste exame, avaliar as condições fisiológicas dos vasos sanguíneos, e a respostas do organismo a aumentos e redução de pressões dentro dos vasos, como em situação de controle da dilatação arterial, potencial de liberação de óxido nítrico, entre outras situações. 
Observações:
Imagem vermelha – sangue se aproxima do transdutor (maior frequência);
Imagem azul – sangue se afasta do transdutor (menor frequência).
Possibilita ver a luz dos vasos;
Objetivo funcional;
Não utiliza radiação.
 
Bibliografia
Techy, A. A importância da fotografia na medicina, Ver Bras Reumatol, v. 46, n. 3, p. 207-209,mai/jun, 2006.
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http://www.cirurgicadmg.com.br/cateterismo-cardiaco-o-que-e-e-como-e-o-procedimento/
http://www.abc.med.br/p/exames-e-procedimentos/328000/densitometria+ossea+quem+deve+fazer+este+exame+para+que+serve.htm
http://telemedicinamorsch.com.br/blog/2016/11/o-que-e-laudo-de-tomografia-para-que-serve/
https://www.tuasaude.com/cintilografia/
http://ebm.ufabc.edu.br/wp-content/uploads/2013/11/Aula_PET_SPECT.pdf
https://hmsportugal.wordpress.com/2011/04/19/ressonancia-magnetica-nuclear-rmn/
http://hospital22deoutubro.com.br/mapeamento-cerebral.html
http://www.fetalmed.net/exame/dopplerfluxometria-obstetrica/