FÍSICA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

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PRINCÍPIOS FÍSICOS 
 
TOMOGRAFIA 
COMPUTADORIZADA 
TOMOGRAFIA 
COMPUTADORIZADA 
 A Tomografia Computadorizada (TC) é 
um método de aquisição e de 
reconstrução de imagens de uma secção 
transversal com base em medições de 
atenuação. Em comparação com 
radiografias convencionais, essas 
imagens são livres de sobreposição de 
tecidos e são capazes de gerar maior 
contraste. 
TOMOGRAFIA 
COMPUTADORIZADA 
 Permite visualizar alterações 
morfológicas (infecções, inflamações, 
cistos, sangramentos, tumores, fraturas, 
avaliação dos vasos, avaliação da 
anatomia, etc), avaliação da gravidade da 
doença e auxiliar no tratamento da doença. 
 1970 – A TC foi desenvolvida por Allan M. Comark e 
Goldfrey Hounsfield; 
 1971 – Primeira TC de crânio; 
 1973 – Expansão dos “Emi Scanners” que mais tarde 
foram conhecidos como tomográfos; 
 1979 – Hounsfield e Comark receberam o prêmio 
Nobel. 
HISTÓRICO 
•1895-Descoberta do RX 
 Wilhelm Conrad Röntgen 
•RADIOGRAFIA CONVENCIONAL: 
Sobreposição de sombras. 
• TOMOGRAFIA: 
Informações focalizada sobre um 
corte, proporcionando uma 
amplitude de valores de densidade. 
Princípios Físicos Básicos 
A TC é um método de diagnóstico 
por imagem que combina o uso 
de Raio X obtidos por tubos de 
alta potência com computadores 
adaptados para processar grande 
volume de informações e produzir 
imagens com alta resolução. 
 
O tubo de RX está disposto no 
interior do aparelho em um 
dispositivo rotatório de forma 
justaposta a um conjunto de 
detectores que coletam o residual 
do feixe de radiação que 
atravessa o paciente. 
Princípios Físicos Básicos 
Os detectores são responsáveis 
pela transformação da energia 
residual incidente em correntes 
elétricas que podem facilmente ser 
processadas por computadores. 
Princípios Físicos Básicos 
COMPONENTES DO APARELHO 
DE TOMOGRAFIA 
COMPUTADORIZADA 
 Um sistema de TC é constituído 
por gantry, mesa de exames, mesa 
de comando, computador para 
processamento das imagens e 
unidade de distribuição de força. 
COMPONENTES DO APARELHO 
DE TOMOGRAFIA 
COMPUTADORIZADA 
COMPONENTES DO APARELHO 
DE TOMOGRAFIA 
COMPUTADORIZADA 
CONSOLE 
WORKSTATION 
Console 
CONSOLE 
WORKSTATION 
Console 
Workstation 
Gantry: temos o tubo de raio X, colimador do 
tubo, detectores, sistema de refrigeração, 
parte mecânica e luzes referenciais de 
posicionamento dos pacientes. 
Computador: recebe informações dos 
detectores (sinais elétricos) onde grava e 
processa a imagem; 
Refrigeração: mantém a estabilidade da 
temperatura do aparelho e do tubo de raio X. 
 
COMPONENTES DO APARELHO 
DE TOMOGRAFIA 
COMPUTADORIZADA 
Mesa: Local onde o paciente é posicionado 
para a realização do exame; 
Console de operação: comandos e 
protocolos para a realização e reconstrução 
dos exames; 
Workstation: console destinado ao pós 
processamento das imagens. 
 
COMPONENTES DO APARELHO 
DE TOMOGRAFIA 
COMPUTADORIZADA 
Gantry 
Tubo de Raio X 
 São produzidos através da 
passagem de uma voltagem muito 
alta entre dois terminais de 
tungstênio dentro de um tubo à 
vácuo. Um terminal, o cátodo (-), é 
aquecido até a incandescência de 
modo a liberar elétrons livres. 
Quando uma alta voltagem 
(geralmente numa variação de 50-
150 kV) é aplicada , os elétrons 
são atraídos em direção do ânodo 
(+) a uma alta velocidade. Quando 
atingem o ânodo alvo, são 
produzidos os RX. 
Colimador 
 
 Reduzir dose de radiação desnecessária 
para o paciente e determinar a amplitude do 
feixe. 
• Espessura do corte tomográfico; 
• Redução do espalhamento; 
• Dose de radiação; 
• Qualidade da imagem. 
 
 
Placa de Detectores 
 
 • São colocadas em oposição ao tubo de raio X; 
• Estão relacionadas com custo, eficiência, 
estabilidade e velocidade; 
• Formado por um cintilador (converte o Raio X 
em luz) + fotomultiplicador (converte a luz em 
sinal elétrico); 
• O feixe de raio X sofre redução de sua 
intensidade, sendo atenuado. 
 
 
AQUISIÇÃO DE DADOS 
• Corte a corte 
– Giro e coleta de dados 
de cada corte transversal 
• Volumétrico 
– Espiral ou helicoidal 
– Varredura volumétrica 
TOMOGRAFIA MULTISLICE 
TOMOGRAFIA MULTISLICE 
 Em 1992 equipamentos com 2 fileiras 
de detectores; 
 Em 1998 aumento para 4 fileiras de 
detectores; 
 Em 2002 aumento para 16 fileiras de 
detectores. 
 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
 Reconstrução transforma medições de 
poder de penetração da radiação por um 
material em uma imagem digital de secções 
do corpo; 
 Processo matemático; 
 Reconstrução em forma de matriz de 
elementos individuais (pixels) de 512 X512 ou 
1.024X1.024. 
 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
• MATRIZ: é um arranjo de linhas e colunas. É 
formada por pixels. 
• PIXEL (elemento de área/2D): estão dispostos 
em linhas e colunas. O pixel é o menor ponto 
da matriz. 
• VOXEL: representa o elemento tridimensional 
da imagem. O volume formado pelo pixel e 
pela profundidade do corte é o voxel. 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
A altura do VOXEL determina a espessura do corte. 
Adquirimos o volume (VOXEL) e vemos na tela a cor 
(PIXEL). 
 A cada pixel é atribuído um valor 
numérico de TC, que está relacionado ao 
coeficiente de atenuação linear especifico 
do voxel do tecido que ele representa. A 
escala de Hounsfield é utilizada para 
representar o número de TC. 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
PARÂMETROS DE RECONSTRUÇÃO 
Imagem Isotrópica 
Mesma qualidade de imagem em qualquer plano ( axial, sagital 
e coronal). Isso, porque o voxel adquirido tem a mesma 
dimensão no três eixos (X, Y e Z). 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
ESCALA DE HOUNSFIELD 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
ESCALA DE HOUNSFIELD 
Tecido Coeficiente Hounsfield 
Ar -10000 
Pulmão -900 a -400 
Gordura -110 a -65 
Água 0 
Rim 30 
Sangue Normal 35 a 55 
Sangue Coagulado 80 
Músculo 40 a 60 
Fígado 50 a 85 
Ossos 130 a 1000 
Meio de Contraste 100 a 1000 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
 A Resolução Espacial (RE), também chamada 
de resolução detalhada, é a capacidade do sistema de 
definir , de forma separada , pequenos objetos 
colocados muito juntos. 
 Na CT multidetector, a RE está diretamente 
relacionada com o voxel (unidade de volume), então 
considera-se que a RE de um tomógrafo é semelhante 
a sua mínima espessura de corte. 
RESOLUÇÃO ESPACIAL DETALHES ANATÔMICOS 
RECONSTRUÇÃO DAS IMAGENS 
Resolução espacial Detalhes anatômicos 
 
Quanto > o pixel, < a resolução espacial; 
 
Quanto < o pixel, > a resolução espacial; 
 
 
 
Matriz pequena diminui resolução espacial; 
 
Matriz alta aumenta a resolução espacial; 
 
PARÂMETROS DE AQUISIÇÃO 
DADOS TÉCNICOS 
Kilovoltagem (kV): 
 Representa a diferença de potencial 
entre o polo negativo (cátodo) e o 
positivo (ânodo) do tubo de raio X. 
Determina a proporção do feixe de raio X 
que penetra no paciente, quanto maior a 
kV, mais rapidamente os elétrons se 
movimentam, mais energético é o feixe 
de raio X produzido e mais uniforme a 
dose é distribuída ao paciente. 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
Miliampères : 
 É a corrente do tubo e, portanto, é o 
número de elétrons que vão do cátodo 
ao ânodo (quantidade de radiação), 
sendo uma corrente anódica. Aumentara amperagem significa aumentar a 
quantidade de elétrons sendo 
acelerados dentro do tubo e, portanto, a 
intensidade do feixe. 
 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
Tempo de rotação (Rot. Time) : é o 
tempo que o conjunto de emissores e 
detectores de raio X leva para dar uma 
volta completa ao redor do objeto 
estudado em uma única rotação. 
Quanto maior o tempo de rotação, 
maior a qualidade de radiação 
deflagrada em uma área. 
 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
mAs (miliamperagem/seg): É obtido 
multiplicando-se o mA pelo tempo de rotação 
do tubo e controla a intensidade do feixe e, 
portanto, a dose de radiação. 
 
mAs = mA x Rot. time 
 
 
 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
mAs 
mAs = mA X tempo de rotação. 
 Ex.: 300 mA; 0,5 segundos = 150 mAs 
 300 mA; 0,75 segundos = 225 mAs 
 300 mA; 1 segundo = 300 mAs 
Cardíaco e Tórax precisam ser feitos 
com tempo curto. 
 
 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
 Field of view (FOV): campo de visão, é o 
tamanho da representação da imagem 
anatômica. 
Quanto > o FOV < é a qualidade da imagem 
obtida, pois em uma matriz fixa o tamanho dos 
pixels também aumentam, deixando a imagem 
mais granulada. 
Quanto < o FOV, melhor a resolução da 
imagem e a visualização dos menores detalhes. 
 
FOV 
FOV = 19,2 FOV = 11,7 
Menor FOV – melhor visualização de detalhes! 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
 Espessura do corte: Esta relacionada 
com o tamanho do corte. Quanto menor 
a espessura do corte maior o 
detalhamento (aumenta resolução 
espacial reduz o efeito de volume 
parcial) e maior ruído. Para reduzir o 
ruído temos que aumentar a dose. 
 Incremento: distância entre um corte e 
outro. 
 
Espessura X Ruído 
1.25 mm 5.0 mm 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
Pitch: relação entre a velocidade de 
deslocamento da mesa ( mm/seg), e a 
espessura do corte (mm). 
 
 Figura A – Pitch 1:1: Espessura 10 
mm e Deslocamento 10 mm por 
rotação. 
Figura B – Pitch 2:1: Espessura 10 
mm e Deslocamento 20 mm por 
rotação. 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
Pitch 0 
Mesa Parada 
Pitch 1 
Velocidade = Espessura 
Pitch 2 
Velocidade da mesa 2X 
maior que a espessura 
do corte. 
Não utiliza 
aquisição 
volumétrica. 
Maior dose de 
radiação 
Maior resolução 
Maior tempo de 
apneia. 
Menor dose de 
radiação . 
Menor resolução. 
Menor tempo de 
apneia. 
PARÂMETROS DE 
RECONSTRUÇÃO 
(FILTROS) 
 A escolha do filtro adequado – qualidade da imagem; 
 Contribui para a exposição desnecessária do paciente à 
radiação. 
PARÂMETROS DE 
RECONSTRUÇÃO 
(FILTROS) 
Algorítmos de reconstrução :Em 
tomografia computadorizada as 
imagens podem ser reconstruídas 
utilizando-se algorítmos de 
reconstrução que colocam em 
evidência alguns tecidos em particular . 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
A classificação está relacionada com a natureza 
do tecido estudado: 
SOFT :Tecidos moles em crianças 
STANDARD: Tecidos moles no adulto. Músculos e 
Vísceras. 
DETAIL:Tecidos de densidade intermediária entre 
músculos e ossos. 
BONE: Ênfase aos tecidos ósseos. 
EDGE: Ênfase aos tecidos ósseos, filtro mais 
“duro”. 
LUNG:Parênquima pulmonar 
 
PARÂMETROS DE AJUSTE 
DADOS TÉCNICOS 
JANELAS 
 JANELAS – ajuste na imagem para discriminar 
estruturas na escala de cinzas: 
 O nível da janela (WL) é o ponto central de uma faixa de 
 números de TC selecionada e a largura da janela (WW) 
é a faixa de números TC ao longo da qual a faixa de cor 
de cinza será exibida. 
Hemisférios 
Cerebrais 
WL 30 a 60 UH WW 60 a 120 UH 
Parênquima 
Pulmonar 
- 400 a - 750 600 a 1500 
Abdome 50 a 100 100 a 600 
Óssea 100 a 500 1900 a 4000 
JANELAS 
WL:40 WW:350 WL: -700 WW: 1500 
ARTEFATOS 
 Distorções na forma, tamanho e posições geradas 
pelo sistema de imagem; 
 Artefatos são objetos que aparecem na imagem, 
inclusos pelo sistema de imagem, mas que na 
verdade não existem. 
 Possíveis causas : 
 Interna – movimento do órgão/paciente, implantes 
metálicos, etc 
Externa – Objetos de alta densidade (relógios, 
colares, etc), parâmetros de ajuste não adequados. 
ARTEFATOS 
PÓS-PROCESSAMENTO 
 MPR: Reformatação Multiplanar. A 
reformatação é uma técnica que permite a 
reconstrução de imagens em diferentes 
planos a partir de um bloco de imagens 
previamente adquiridas com esta finalidade. A 
reformatação permite a reconstrução de 
imagens nos planos: Axial , Coronal , Sagital , 
Oblíqua , Curva . 
AXIAL :Delimita o plano de corte 
numa vista supero - inferior. 
Coronal - Delimita o plano de corte 
numa vista póstero - anterior. 
Sagital - Delimita o plano de corte numa 
vista direita e esquerda. Reformatado 
sempre da esquerda para a direita. 
PÓS-PROCESSAMENTO 
MIP (Maximum Intensity Projection): obtém-
se uma projeção de múltiplos planos 
paralelos, onde a cada pixel é atribuído o 
maior valor encontrado. O MIP só mostra o 
que há de mais intenso na imagem 
PÓS-PROCESSAMENTO 
 Volume Rendering: consegue mostrar vasos, 
ossos, pele, músculos, tumores, implante e 
próteses sintéticas e suas correlações, e, 
portanto, assume papel fundamental para o 
médico que pretende programar uma cirurgia, 
pois permite a visualização da altura, da 
largura e da profundidade do interior do corpo 
humano sem a necessidade de intervenção 
cirúrgica real. 
 
Parâmetros de aquisição 
Parâmetros primários 
Comparação dos efeitos na imagem 
kV Alto Melhor penetração dos fótons de raio X, 
otimizando o ruído em pacientes obesos 
ou prótese metálica, reduzindo 
artefatos. 
Baixo Melhor contraste ( especialmente com o 
meio de contraste iodado), sendo 
utilizado em pacientes pediátricos e 
magros. 
mA Alto Menos ruído, melhor resolução de 
contraste da imagem, maior dose 
Baixo Mais ruído na imagem, diminuição dos 
pequenos detalhes de baixo contraste, 
menor dose. 
Tempo de exposição Longo Varreduras longas, mais artefatos de 
movimento, mais meio de contraste 
requerido. 
Curto Varreduras curtas, melhora a resolução 
temporal, diminuição dos artefatos e 
menos meio de contraste 
 
Parâmetros de aquisição 
Parâmetros primários 
Comparação dos efeitos na imagem 
Pitch Alto Rápida cobertura ou melhor resolução 
do eixo Z. Menor dose 
Baixo Menos artefatos espirais e maior dose 
com melhor qualidade da imagem. 
Varredura Longa Maior cobertura e maior duração do 
exame. 
Curta Cobertura curta e duração menor do 
exame. 
FOV Grande Menos qualidade de imagem para 
visualização de objetos pequenos 
Pequeno Melhor resolução espacial máxima 
Espessura de corte Grande Menos ruído, melhor resolução de baixo 
contraste , mais efeitos parciais de 
volume. 
Pequena Menos efeitos parciais de volume, 
melhor resolução no eixo Z, mais ruído 
 
Parâmetros de aquisição 
Parâmetros primários 
Comparação dos efeitos na imagem 
Intervalo de reconstrução Grande Menos imagens, mais lesões podem ser 
perdidas 
Pequeno Mais imagens, melhor representação 
MPR/3D, mais lesões detectadas 
Algoritmo de reconstrução Suave Menos ruído e dose requerida, 
resolução espacial de baixo contraste 
Alto Ruído aumentado substancialmente e 
melhor resolução espacial