Diagnóstico por Imagem

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Laura Mendes Martins
Diagnóstico por Imagem
Raio X
Introdução à Radiologia
· A partir de Roentgen, outros métodos foram descobertos, como a tomografia computadorizada (1970), o ultrassom (II guerra mundial) e mais tarde a Ressonância Magnética
Definições:
· São uma forma de radiação eletromagnética parecida com a luz visível mas de menor comprimento de onda;
· É uma gravação fotográfica visível, em filme, produzida pela passagem de raios X através de um objeto ou corpo;
· Apresenta 2 aspectos de ser comportamento uma como onda e outra como partícula;
A radiografia torna possível estudar as estruturas internas do corpo como auxiliar de diagnóstico
· 
Fundamentos da Radiologia
· Produção de Raios X 
· A interceptação abrupta de elétrons animados com grande velocidade por um alvo metálico, transformam a sua energia cinética em calor (99%) e raios X;
· Propriedades dos Raios X
· São capazes de atravessar corpos opacos
· Produzem radiações secundárias nos corpos atravessados;
· Durante a travessia sofrem atenuação dependente da espessura e densidade do corpo considerado;
· Formação dos Raios X
· O tubo de raio X é a sua fonte geradora
· O interior do tubo é um ambiente à vácuo e dois polos: o ânodo (+) e o cátodo (-)
· Ao colidirem com o Ânodo (+), haverá geração de calor (99%) e de radiação X (1%);
· O ânodo possui um sistema próprio de refrigeração (óleo especial)
· O receptor de elétrons do ânodo é uma placa, giratória e aderida a uma base de cobre;
· A ampola é envolvida por uma blindagem de chumbo, possuindo uma única abertura, por onde passará o feixe de raios X;
· Os filmes de Raio X contêm uma película composta de haletos de prata (Ag) que, ao serem expostos à luz ou aos raios X, “queimam” (sensibilizados	), tornando o filme preto;
· Os raios que são absorvidos pelo corpo não sensibilizam o filme, de modo que as áreas correspondentes ficarão brancas no filme;
· Dependendo do peso atômico e espessura das estruturas atravessadas pelos raios X, a tonalidade irá variar do preto ao branco (densidade radiológica);
· As imagens brancas são referidas como radiopacas (alta atenuação), enquanto as pretas são ditas radiotransparentes ou radiolucentes (baixa atenuação)
	
Produtos:
· O filme de raio X possui um revestimento para que não seja sensibilizado pela luz ambiente;
· Chassi é o estojo metálico onde é colocado;
· Ecrã é uma folha que fica em íntimo contato com o filme, possui material fluorescente que diminui o uso da radiação (tempo) e também melhora a imagem (efeito fotoquímico)
Qualidade da Imagem:
· Contraste: é dado pela dosagem equilibrada da quilovoltagem (kV) e da miliamperagem (mAs)
· Nitidez: depende basicamente da imobilidade corporal, distância do tubo, tamanho do foco (sistema de diafragmas e colimadores), e grade antidifusora ou Bucky (absorve radiação secundaria) 
Incidências Básicas:
· Póstero- Anterior (PA): raios X atravessam o corpo no sentido póstero-anterior. As estruturas mais anteriores do corpo serão melhor representadas no filme.
· Perfil ou Latero-lateral: Os raios X atravessam o corpo no sentido látero-lateral. No tórax, colocamos o lado mais esquerdo mais próximo do filme, para que a imagem cardíaca seja mais representativa do real.
Principais Utilidades:
· Seios da face
· Tórax
· Abdome
· Pelve
· Ossos
· Exames contrastados (ex.: esófago)
Tomografia Computadorizada
· Permite a aquisição de imagens através de cortes;
· Possui três unidades básicas:
· Unidade de varredura= ampola + detectores 
· Unidade de computação
· Unidade de apresentação da imagem (monitor e câmeras multiformato)
· Neste método, um feixe fino e altamente colimado de raio X, após atravessar o corpo, é captado por detectores de cintilação que se movem de 180-360 graus;
· As imagens são obtidas isoladamente, e reconstruídas em grupo nos planos axial, sagital ou coronal;
· O tomograma é gerado a partir de um feixe de raios X estreito e um detector montado no lado diametralmente oposto. Como o cabeçote e o detector estão conectados mecanicamente, eles se movem de forma síncrona
· A imagem que vemos na tela do monitor (bidimensional, os pixels) é na verdade a representação de elementos com volume;
· Quanto maior for a espessura da secção, maior será a sobreposição de elementos na imagem formada;
· Na radiografia usamos os termos opacidade X transparência; na TC, utilizaremos densidade. Ela varia de valores positivos a negativos.
· A unidade utilizada para medir a densidade chama-se unidade Hounsfield (criador do método);
· A água é utilizada como referência (0 Hounsfield)
 
· Vantagens:
· Sem (ou pouca) superposição de imagens;
· Capta diferenças mínimas de densidade tissular;
· Processa imagens em diversos planos;
· Rápido (usado em emergências)
· Permite procedimentos concomitantes, como biópsias;
· É um exame não-invasivo;
· Permite o uso de substância de contraste.
· Desvantagens:
· Maior quantidade de radiação ionizante;
· Maior número de artefatos na imagem (metais);
· Método mais caro que radiografia e ultrassom;
· Alguns pacientes não podem utilizar contraste 
· Pacientes alérgicos ao contraste iodado;
· Pacientes com insuficiência renal
· Pacientes em uso de metformina, inteferon e interleucina II
· Pacientes com mieloma múltiplo.
 
· Principais Utilidades:
· Crânio e SNC (AVE e trauma)
· Coluna (discopatias, trauma)
· Tórax (doenças pulmonares, focais e/ou difusas)
· Abdome (massas abdominais, trauma, entre outros)
· Estadiamento de tumores
Ultra- Sonografia
A ultra-sonografia, ou ecografia, é uma técnica de geração de imagens que usa ondas sonoras de alta freqüência (ultrasom) e seus ecos. 
História do Ultra-som
· A "Teoria do Som" foi publicada pela primeira vez em 1877, pelo cientista inglês Lorde Rayleigh. Este tratado praticamente inaugurou a física acústica moderna.
· 1881 - Jacques e Pierre Curie utilizaram um campo elétrico alternante sobre cristais de quartzo e turmalina, gerando ondas sonoras de altas freqüências – efeito piezoelétrico. 
· 1883 – apito de Galton (cientista e inventor inglês); usado para controlar cães por meio de ultra-sons (inaudíveis aos humanos). 
Utilização do Ultra-som
· 1912 – um mês após o naufrágio do Titanic, L. F. Richardson, sugeriu a utilização de ecos ultra-sônicos para detectar objetos submersos. 
· Durante a Primeira Guerra Mundial (1914-1918) usou-se disso para a detecção de icebergs e submarinos inimigos 
· Esta técnica começou a ser usada também para fins não-militares, como na metalurgia, para detectar fendas em metais e para o estudo do fundo marinho. 
· Durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945), o uso dos ultra-sons para fins militares foi aprimorado com o desenvolvimento do SONAR (Sound Navigation and Ranging). 
Utilização do Ultra-som na Medicina
· Foi primeiramente usado no âmbito terapêutico, desde o tratamento de artrite reumatóide até da doença de Parkinson. 
· Em 1940, foi considerado uma verdadeira panacéia (o remédio para todos os males), mas não se fundamentava em comprovações científicas e foi abandonado por falta de resultados satisfatórios. 
· 1942 – Karl Dussik, neuropsiquiatra da Universidade de Viena, pela 1ª vez usou o ultra-som na medicina diagnóstica. Na localização de tumores cerebrais e para verificar o tamanho dos ventrículos cerebrais, medindo a atenuação do ultra-som ao atravessar o crânio.
· 1947 – O médico americano Douglas Howry (também considerado um dos pais da ultra-sonografia diagnóstica) detectou estruturas de tecidos moles. 
· Nesta época o paciente tinha que ficar submerso e imóvel dentro de uma banheira com água para a realização do exame. Um procedimento nada prático e que produzia imagens de baixa qualidade e resolução. 
· Década de 1950 - foi desenvolvido o método utilizado ainda hoje. A banheira de água foi substituída por uma pequena quantidade de gel, que serve para aumentar e melhorar a superfície de contato entre a pele e o "transdutor". 
· O transdutor é o nome dado a qualquer dispositivo que transforme um tipo de energia em outro. 
Principio
· O princípio que regea utilização de ultra-sons baseia-se na emissão de um pulso ultra-sônico que, chegando a um objeto, retorna como um eco, cujas características possibilitam determinar a localização, tamanho, velocidade e textura deste objeto. 
· Na realização do exame ultra-sonográfico, utiliza-se um aparelho que consegue transformar energia elétrica em energia acústica e vice-versa, e posteriormente, os sinais elétricos em imagens projetadas num monitor, onde são visualizados os órgãos do corpo humano 
Ecografia
· 1ª imagem ecográfica em 3D - 1986 - Kazunori Baba (Tóquio, Japão) 
· Fornece detalhes de imagens, que são importantes para um diagnóstico mais preciso. 
· Detecção precoce de tumores; 
· Visualização do feto, avaliar seu desenvolvimento, especialmente para a observação de desenvolvimento anormal da face e membros, que dificilmente são detalhados em exames ecográficos tradicionais
· Alguns usos: 
· Obstetrícia e Ginecologia – tamanho, desenvolvimento, posição e sexo do feto; tumores de ovário e seios. 
· Cardiologia – visualizar o interior do coração, estruturas e funcionamento. 
· Urologia – visualização de pedras nos rins; câncer de próstata. 
· Método largamente difundido devido a sua simplicidade, baixo custo e por ser inócuo
Definição:
· Envolve o espectro de ondas acima da faixa de som audível (>20.000 ciclos/segundo);
· Basicamente, o aparelho emite ondas de ultassom que interagem com corpos/ estruturas, gerando ecos, que são captados de volta e convertidos em imagens;
· O aparelho possui um transdutor especial, com propriedades piezoelétricas que, quando submetidas a corrente elétrica alternada, vibram, produzindo o ultrassom;
· Quando a onde é refletida, ocorre o inverso: o cristal deforma-se e gera energia elétrica, que será processada em imagem na tela
· O transdutor varia sua frequência conforme a região a ser estudada;
· Quanto mais profundo o órgão a ser analisado, menor deve ser a frequência, pois o comprimento de onda será maior;
Tipos de transdutor
· Convexo (3-6 MHz)
· Linear (7-18 MHz)
· Endocavitário (5-9 MHz)
· Setorial (2-5 MHz)
Materiais Piezoelétrico
· Quartzo
· Turmalina
· Sulfeto de lítio
· Titanato de bário
· Cristais de sais da Rochelle
· Tartarato de sódio e potássio
· Paredes dos tonéis de vinho
· Utilizados em ultrassonografia
· Cerâmicas de titanato-zirconato de chumbo
Interpretação de imagem
· Anecoica: não emite eco, propagando a onda. Não havendo retorno, sua cor é preta. Exemplo: líquido, bile, urina, líquor. Gera esforço acústico posterior.
· Hipoecóica: ocorre quando a onda atravessa tecidos com densidades de partes moles, como rim e pâncreas. Não gera reforço acústico posterior
Cuidados que melhoram a qualidade do exame:
· Gel aquoso: maior aderência transdutor x tecido
· Transdutor adequado: transvaginal, transesofágico
· Jejum e uso de laxativos para eliminar gases e fezes
· Encher o estômago com líquido para facilitar acesso as pâncreas, também para bexiga e órgãos pélvicos
Principais Utilidades:
· SNC em crianças 
· Estudo da retina
· Ecocardiografia (estrutura e função cardíaca)
· Abdome (fígado, baço, pâncreas, rins, vasos)
· Mama, tireóide, glândulas salivares, testículos
· Sistema musculoesquelético
· Pesquisa de líquido em cavidades
Modo Doppler
· Detecção de estruturas em movimento
· Fluxo de sangue
· Diferença entre a frequência emitida e frequência recebida pelo transdutor;
· Modos de US doppler
· Doppler continuo x pulsado
· Doppler colorido x power doppler
· Análise espectral
Efeitos Biológicos
· Têm havido muitas preocupações a respeito da segurança do ultra-som. Houveram relatos de partos prematuros de mães que haviam feito exames freqüentes de ultra-som durante a gravidez. Mas nenhum efeito adverso foi confirmado e documentado como tendo sido causado pela realização de exames ultra-sonográficos. 
· Possíveis riscos do ultra-som: 
· Desenvolvimento de calor – os tecidos ou a água absorvem a energia do ultra-som, elevando sua temperatura. 
· Formação de bolhas – quando gases dissolvidos saem de uma solução em razão do calor local causado pelo ultra-som. 
Ressonância Magnética
Definição:
· Baseia-se no comportamento dos prótons de hidrogênio, que é o mais abundante do corpo humano
· Ao entrar em um campo magnético intenso, dentro da sala de exame, os spins dos íons se alinham
· Ao receberam uma frequência de pulso, os pins deixam a posição inicial, havendo movimento; após a cessação do pulso, retornam o alinhamento de origem
· A energia liberada desse processo é captada por antenas e transmitida ao computador, que formará a imagem;
· Pulsos de radiofrequências e periodicidades diferentes formarão imagens (sequências) diferentes para uma mesma região
Componentes:
· Campo magnético principal
· Sistema de estimulação-recepção
· Sistema gradiente do campo magnético (pequenos ímas de campos e localizações variáveis que permitem as reconstruções tridimensionais das imagens)
· Sistema de tratamento da imagem
· Sistema de informatização 
Métodos:
· Os pulsos são repetidos regularmente a intervalos chamados tempo de repetição (TR);
· O tempo entre a emissão do FR e da chegada do sinal do detector é chamado tempo de eco (TE)
· Estas duas variáveis permitem formar imagens em T1 e T2 (essas siglas são padrões tempo)
· Na RM, utiliza-se o termo intensidade para caracterizar as imagens obtidas:
· Hipointensidade: escura
· Isointensidade: média
· Hiperintensidade: clara (branco)
Contraste:
· O contraste utilizado nesse exame é o gadolíneo;
· O uso é amplo (como na TC).
· Situações Especiais:
· Gravidez (utilizado)
· Alergia conhecida ao iodo (TC)
· Marca-passo cardíaco (contraindicado), e próteses metálicas de forma geral
Vantagens:
· Melhor detalhamento das estruturas
· Imagens estáticas ou em movimento
· Imagens em múltiplos planos
· Baixo índice de reações adversas ao contraste
· Não utiliza radiação ionizante
· Ausência de riscos à saúde conhecida
· Adequada para investigação de lesões de partes moles e das articulações
Desvantagens:
· Mais dispendiosa que a TC
· Disponibilidade limitada
· Exames demorados ( pouco útil nas emergências )
· Pode resultar em claustrofobia e artefatos de movimentos
· Contra indicações absolutas e relativas
Contra-Indicações para estudos de RM
· Gravidez, exceto em casos de emergência
· Aneurismas cerebrais tratados com clipes ferromagnéticos
· Marcapassos cardíacos
· Implantes na orelha interna
· Corpos estranhos de metal
Porque não é possível possuir nenhum metal na hora de um exame de RM?
	Princípios de Física Radiológica
Raios X são a base de qualquer sistema de:
· Radiografia
· Mamografia
· Fluoroscopia
· Tomografia computadorizada
Aparelho de Raios X
· Tubo de raios X 
· Ânodo (alvo)
· Filamentos 
· Tungstênio – fonte de eletrons
· Foco fino/ foco grosso – definição de imagem 
· Blindagem 
· Uma camada significativa de chumbo reveste todo o tubo, exceto a saída do feixe “principal”
· Colimador
· Diafragma, que limitam as dimensões do feixe em X e Y
· Mesa
· Estativa
· Detectores
· Bucky + filme ou IP
· CCD, DRd ou Dri
· Transformadores/ retificadores
Estrutura da Matéria
· Tudo na natureza é feito de átomos que, com grande frequência se unem pra formar moléculas. A neutralidade elétrica que existe nos átomos é mantida na molécula, uma vez que o número de cargas positivas é o mesmo que cargas negativas (elétrons);
· Toda matéria é constituída por átomos Um núcleo circundado por elétrons
· Energia de ligação: é o que mantém um elétron unido ao núcleo, e é maior nas camadas mais internas;
· Transição: 
· Externa: elétron recebe energia
· Interna: elétron cede energia
· Elementos com o mesmo número atômico, mas diferentes núm. De massa Isótopos
· Se uma molécula perde um elétron, uma ligação química entre os átomos de uma molécula pode ser rompida e como consequência, haver a formação de íons.
Radioatividade
· Quando um arranjo nuclear possui desequilíbrio, o núcleo pode eliminar uma partícula e/ou energia para alcançar equilíbrio. Átomoscom núcleos instáveis são denominados radioisótopos;
· Radioatividade é a emissão de partículas e energia por um núcleo para que alcance estabilidade
· Esta desintegração radioativa é um fenômeno aleatório, porém previsível
· Cada radioisótopo possui uma meia vida média, o que determina o seu tempo de atividade
· Os processos que o núcleo atinge a estabilidade são três: alfa , beta e gama 
· Mesmo após o decaimento radioativo alfa ou beta, os núcleos geralmente emitem energia sob forma de radiação eletromagnética (gama) e alcançar o seu equilibrio
A medida que o numero atômico aumenta, a quantidade de isótopos e radioisótopos também aumenta. Exemplos: Estanho (Sn): 10 isótopos estáveis e 15 radioativos. Núcleos muito pesados tendem a ser estáveis
Radiação eletromagnética
· Radiação é o transporte de energia que se propaga em todas as direções: Ex som
· A radiação eletromagnética se propaga sem um meio de transporte
· A onda eletromagnética é complexa pois tem um componente magnético e outro elétrico
· Radiação eletrom. (fótons) possuem uma peculiaridade:
· Quando se propagam, comportam-se como ondas;
· Quando interagem, comportam-se como partículas.
· Radioatividade natural: possui várias formas. As mais antigas surgiram com o Universo, como o urânio; outros mais comuns como o carbono são ativados por raios cósmicos diariamente
· Não modificada pelo homem
· É responsável por mais da metade da exposição a que uma pessoa está sujeita;
· No Brasil, há cidades como Araxá, Guarapari e Poços de caldas que apresentam altos índice de radioatividade natural
· Radioatividade artificial: equipamento de alta energia capaz de ativar um elemento, desestabilizando seu núcleo. Nenhum equip. radiológico tem essa propriedade.
· Mesma natureza da radioatividade natural
Radiações Naturais
· Radiação cósmica
· 28 mrem/ano
· Composta: Particulas carregadas e radiação gama 
· Provenientes do espaço
· Radiação terrestre
· 200 mrem/ano
· Composta de alfa, beta, gama, raios-x
· Provenientes de urânio, rádio, tório, rádon (gás)
· Radiação humana
· 40 mrem/ano
· Composta por beta
· Proveniente de carbono 14, potássio 40
Radiações Artificiais
· Radiação Médica
· 40 mrem/ano 
· 14 mrem/ano (medicina nuclear)
· Composta por raios X, isotopos em medicina nuclear
· Proveniente de radiografias e tratamento com radiação
· Produtos de consumo
· 10 mrem/ano
· Composta por raios x e radiação alfa
· Proveniente de televisão e detector de fumaça
· Armas nucleares 
· 2 mrem/ano
· Composta por radiação alfa, radiação beta, gama, raios x
· Proveniente de teste nuclear (1950s e 60s)
 Poder de penetração: é a distancia percorrida pelas radiações
 Como as radiações corpusculares (alfa e beta) tem carga elétrica, elas perdem energia ao passar pelo meio material quando interagem com a matéria
 A radiação gama não possui carga e sua penetração será maior 
Ionização
· Se uma radiação qualquer carregar energia igual ou superior àquela de ligação do elétron com seu núcleo, poderá ionizar e será dita radiação ionizante;
· Convencionou-se chamar de ionizantes aquelas que podem ionizar uma pequena amostra de ar atmosférico
· Quando um átomo perde ou ganha elétron, diz-se que ele se transformou em um íon
Radioatividade
· Desequilíbrio nuclear: relação entre a quantidade de prótons e nêutrons Nuclídeos
· Eliminação de uma partícula e/ou energia em forma de radiação – desintegração radioativa
· Átomo radioativo Radioisótopo
· Alcance do equilíbrio
· A radioatividade pode ser definida como a emissão de partículas e energia por um núcleo para que ele alcance a estabilidade
Radiação Eletromagnética
· São originadas por cargas elétricas oscilantes. Propagam-se no vácuo.
· Exemplos:
· Ondas de rádio
· Raios- X
· Ondas luminosas
· É classificada de acordo com a frequência da onda, que em ordem decrescente da duração da onda são: ondas de rádio, micro-ondas, R.infravermelha, luz visível, r. ultravioleta, raios X, raios gama 
· Quanto maior o comp. de onda, menor o poder de penetração
Produção de raios- X 
· Resultado de conversão de energia cinética de elétrons desacelerados em radiação eletromagnética
· Isso ocorre no tubo de raios X
· 1) aplicação de corrente no filamento
· Emissão termoiônica
· 2) aplicação de voltagem entre catodo e anodo
· 50.000 – 150.000 V
· 3) Elétrons interagem com alvo
· 4) energia cinética dos elétrons fótons de raios X
· Rotor – recebe indução magnética e gira o anodo a uma frequência aproximada de 3400 até 10.000 rpm, podendo variar de acordo com a marca e o modelo
· Os raios X tem origem no choque de elétrons acelerados, produzidos no catodo (polo -) , contra o alvo, anodo (polo +) em um local chamado ponto ou pista focal;
· Produzindo 1% de radiação X e 99% de calor
· Apenas 10% de toda radiação produzida é utilizada para o radiodiagnóstico
· O filamento do catodo é aquecido a uma temperatura de aproximadamente 2000°C
Atenuação do feixe de raio X
· Fatores que afetam a atenuação do raio x
· 1. Espessura: Quanto mais espesso for o objeto irradiado, maior será a atenuação do feixe de radiação
· 2. Densidade: Quanto mais denso for o objeto irradiado, maior será a atenuação do feixe de radiação
· 3. Número atômico: Quanto maior for o número atômico do objeto irradiado, maior será a atenuação do feixe de radiação
· Contraste físico do objeto
· Para ser visível, o objeto deve possuir contraste físico em relação ao meio, isso é, diferença de densidade ou composição química
Radiologia Digital
· Serviços de diagnóstico por imagem estão se tornando ambientes digitais
Sistemas digitais
· Indiretos
· Digitalização de filme analógico
· Digitalização de placa de imagem (CR)
· Diretos (DR)
· Conversão indireta
· Conversão direta
Radiologia computadorizada
· É um termo comercial para detector de fósforo foto-estimulável 
· Neste caso, o termo “fósforo” refere-se ao material que emite luz quando atingido por um feixe de raios- X
· Exemplos: Gd2 O2S
PSP
· Quando o feixe de raios x é absorvido
· Parte é convertida em luz imediatamente
· Parte é armazenada e pode ser “lida” posteriormente
· Por este fato, PSP as vezes são referidas como:
· Fósforos de armazenamento
· Plaza de imagem – IP
Leitura
1: O cassete é inserido na unidade de leitura
2: A placa é movimentada e “escaneada” por um sistema de laser
Apagamento 
3: Sinal elétrico é digitalizado e armazenado - Computador imagem final
4: Placa é exposta a luz branca de alta intensidade – Apagamento
5: Placa é devolvida para o cassete e está pronta para uso 
CCD 
· Charge coupled devicers
· Mesmo sistema empregado em câmeras digitais
· PSPs recebem uma imagem analógica que é digitalizada na leitora
· CCDs já discretizam a imagem em coordenadas espaciais
· O outro processo de discretização (digitalização) é realizado na intensidade
Desvantagens de imagens digitais
· Ocupam muito espaço para armazenamento
· Requerem grande largura de banda para transmissão em um sistema PACS
· Requerem monitores de alta luminosidade e resolução
· 2000x2500
· Elevado custo: em torno de 25000 dólares
Princípios Físicos da Ultrassonografia 
Conceitos Gerais 
· Exame altamente interativo
· Interpretação 
· Anatomia normal x alterada
· Momento do exame
Introdução:
· Fornece informações sobre as estruturas do corpo
· É uma técnica não invasiva
· A imagem desse-se aos ecos que são produzidos
· Os ultrassons são sons com frequência acima de 20kHz
· Na ultrassonografia usam-se ultrassons na faixa de 2 a 10 MHz
· Podem ser obtidas informações quanto à distância, à velocidade e à densidade do objeto
Geração de onda Ultrasônica
· Através de cristais piezoelétricos 
· Oscila com a presença de uma carga elétrica gerando pressão mecânica (ultra som) – gera corrente elétrica sob a uma pressão mecânica (eco)
· Portanto é capaz de transformar a energia elétrica em mecânica
· O oposto também é verdade, ou seja:
· Ao receber um estímulo mecânico sua contração gera uma diferença de potencial elétrico em sua superfície, formando um sinal elétrico que é lidopelo aparelho. 
· Desse modo, o mesmo transdutor é capaz de emitir e receber os sinais
· Transformar energia elétrica em mecânica.
· Os cristais piezoelétricos podem ser feitos de vários materiais: 
· O mais usado é o zirconato titanato de chumbo 
· Podem ser também: cerâmica, quartzo, titanato de bário e difluoreto de polyvinylidine (PVDF) 
· Cristais são colados entre dois eletrodos que aplicam uma corrente elétrica que faz com que o cristal se expanda e contraia produzindo ondas sonoras nas frequências desejadas 
Recepção de onda ultrasônica
· Um pulso (onda ultra som) é emitido e viaja pelos tecidos internos.
· Quando o pulso encontra uma mudança de tecido ( mudança de meio) aproximadamente 1% da onda é refletiva e o restante é refratada. 
· A porção refletida (eco) é percebida pelo transdutor (mesmo que emitiu) que calcula a profundidade 
· A velocidade é conhecida: 1540 m/s
· As lentes acústicas percebem o eco e passam a pressão de onda (força mecânica) para o cristal piezoelétrico. 
· O cristal converte o som do eco em energia elétrica que é passada para os eletrodos 
· Com base no pulso elétrico a imagem é gerada 
· Esse processo é muito rápido pois depois de “ouvir” o eco por um certo tempo, o cristal emite novo pulso 
· Quanto maior a demora pelo eco, mais distante está a parede do tecido
Definição:
· O ultrassom é emitido intermitentemente, com duração de um microssegundo a cada milissegundo, captando as ondas refletidas no período de repouso (período em que não está emitindo pulsos)
· Como toda onda mecânica, o ultrassom necessita de um meio físico para se propagar. 
· Ao longo de seu caminho, ao entrar em contato com a superfície entre dois meios de impedâncias acústicas distintas, a onda é refletida e retorna ao transdutor
· Impedância acústica
· é a resistência do tecido ao movimento das partículas causado pelo ultrassom e é igual ao produto da densidade pela velocidade de propagação do ultrassom no meio; 
· sendo assim, cada meio possuirá sua própria impedância(água, gases, partes moles etc).
· facilidade de propagação do som no meio 
· Depende da velocidade e da densidade do som no meio 
· Quanto > a diferença de impedância entre dois meios, maior a reflexão
· 
· A ultrassonografia, portanto, é o resultado da leitura dos ecos gerados pelas reflexões do ultrassom nos diversos meios ao longo de seu caminho
· O equipamento de ultrassonografia realiza essa leitura e produz uma imagem no monitor
A intensidade do brilho
· No monitor é proporcional à intensidade do eco, sendo que este depende da diferença entre as impedâncias de dois meios. 
· Quanto maior o eco, mais branca aparecerá a imagem. 
· Assim, quando o ultrassom estiver na transição entre dois meios com impedências muito distintas uma da outra, o eco gerado será bem intenso e a imagem produzida será intensa também (branca, portanto).
Escala de Cinza
· Preto: Ecos de baixa intensidade 
· Nuanças de cinza: Ecos média intensidade 
· Branco: Ecos de alta intensidade
Tecidos que criam ecos mais brilhantes do que os tecidos adjacentes (osso, gordura, parede vesicular) são classificados como hiperecóicos
 Tecidos que criam ecos menos brilhantes do que os tecidos adjacentes (linfonodos, líquidos, músculos) são classificados como hipoecóicos
Uma estrutura anecoica é aquela que é livre de ecos, ou seja, não possui nenhuma diferença de meio dentro si (vasos sanguíneos, urina normal, bile)
 Anecoica
Hipoecoica
Hiperecoica
Ecografia ou Ultrassonografia
· Outra característica de estruturas anecóicas é o reforço acústico posterior, que é decorrente da baixa atenuação dessas estruturas ao feixe sonoro. 
· As estruturas posteriores à imagem cística terão seu ecos “reforçados”, pois as ondas sonoras passam praticamente sem sofrer perdas de absorção, refração ou reflexão pela imagem cística. 
· Isto provoca um reforço dos ecos das estruturas posteriores que é vista como uma “mancha branca” posterior à estrutura anecóica. 
· A localização de cada ponto corresponde à localização anatômica da estrutura que gerou o eco: a direção em que ela se encontra é a do feixe de ultrassom gerado pelo transdutor e sua profundidade é calculada por meio do tempo decorrido entre a emissão do pulso e a leitura de seu eco (consideramos a velocidade de propagação da onda de ultrassom nos tecidos como constante, com valor de 1540m/s
· A ultrassonografia convencial, portanto, é bidimensional e representa a visão frontal da superfície de corte do organismo, no plano determinado pela posição e inclinação do transdutor
· Aparelhos modernos permitem a formação de 10 a 60 imagens por segundo, possibilitando a visualização dos movimentos dos orgãos
· A energia do ultrassom é modificada constantemente ao longo de seu trajeto. 
· Chamados de atenuação a diminuição da intensidade do ultrassom por vários mecanismos,como absorção, dispersão, reflexão e divergência do feixe. 
· A absorção é o mecanismo mais importante e trata-se da transferência de energia do ultrassom para o tecido (resultando na produção de calor); como veremos adiante, é maior quanto maior for a frequência da onda
Atenuação dos ultrassons
· À medida que percorre as estruturas do corpo, a onda sofre absorção, reflexão especular e espalhamento
· Quando uma estrutura absorve mais intensidade do que o tecido circunjacente, a porção distal da imagem aparece mais escura (porque sobrou menos intensidade para a formação de ecos), fenômeno chamado sombra acústica.
· Se, por outro lado, uma estrutura absorve menos do que os outros tecidos, ocorre o efeito inverso chamado de reforço acústico
· Como a impedância do ar é extremamente menor do que a dos tecidos, ao colocarmos o transdutor diretamente na pele do paciente não observamos a formação de imagens no monitor, apenas uma tela negra; isso ocorre pois na interface pele-ar há reflexão quase total do ultrassom. Assim, aplicamos o gel de contato sobre o transdutor, que permite a passagem do ultrassom.
· Esse mesmo conceito se aplica ao conteúdo gasoso das vísceras intestinais, que impede a progressão do ultrassom e forma as chamadas “sombras sujas”(justificando a necessidade de repleção vesical antes do exame). 
· A alta impedância do osso, juntamente com sua alta absorção, é responsável pelo fenômeno da sombra acústica
· A resolução da imagem é diretamente proporcional à frequência; desse modo, altas frequências geram imagens com alta definição. 
· No entanto, ao aumentarmos a frequência também aumentamos a atenuação do ultrassom pelos tecidos, ou seja, o campo de visibilização fica limitado a alguns centímetros de profundidade
· Portanto, a frequência ideal depende da estrutura avaliada: em um exame de abdome total, por exemplo, onde as estruturas se encontram mais profundas, usamos frequências baixas (2 a 5 MHz) para aumentar o campo devisão; 
· Em um exame de cabeça e pescoço (tireoide), no entanto, onde a estrutura é mais superficial, podemos ter imagens bemdefinidas usando frequências altas, já que o campo de visibilizaçãonão precisa ser tão grande
Amplificação:
· Os ecos que retornam de estruturas profundas não têm a mesma força que aqueles que chegam de tecidos vizinhos à superfície; eles devem, portando, ser amplificados na ultrassonografia pelo amplificador de compensação ganho-tempo (TGC). 
· Em todos os aparelhos é possível variar o grau de amplificação para compensar a atenuação do ultrassom e melhorar a qualidade da imagem final.
Artefatos:
· Interação do som com os tecidos
· 1. Resolução axial e lateral
· 2. Interferência
· 3. Espessura do feixe
· 4. Reflexão
· Reverberação
· Trajetória múltipla
· Imagem em espelho
· 5. Refração
· 6. Lobos laterais
· 7. Atenuação
· Sombra
· Reforço
· Interferência
· A textura homogênea nas zonas próximas ao transdutor é irreal;
· A textura na zona focal é a mais próxima da verdadeira;
Resolução dos Artefatos
· É a capacidade que o equipamento possui de distinguir duas interfaces refletoras situadas muito próximas
· É medida em unidades de distância 
· Resolução Axial
· Capacidade de distinguir2 pontos na direção do feixe sonoro
· Depende da frequência do transdutor
· Resolução lateral
· Capacidade de distinguir 2 pontos, no plano perpendicular a direção do feixe sonoro
· Depende da frequência do transdutor, do número de elem. Piezelétricos e do foco (região mais estreita do feixe sonoro)
· A axial é sempre melhor que a lateral
· Lateral depende da espessura do feixe. Melhor na zona focal.
Reflexão dos Artefatos
· Reverberação
· Cauda de cometa: reverbera onde existe grande diferença de impedância acústica;
· Distais a estrutura cuja reflexão é intensa (tecido-alca, diafragma-pulmão, objetos metálicos, colesterolose)
· Imagem em espelho
· Em superfícies grandes, onde o feixe incide obliquamente (diafragma e pulmão adjacente)
Refração dos Artefatos
· Mudança de direção do feixe ao atravessar uma interface entre dois meios, cujas velocidades são diferentes;
· Exemplos: reto abdominal e gordura de linha média, fantasma ou imagem dupla
Efeito Doppler
· As imagens das partículas em movimento são obtidas pela emissão de pulsos de ultrassom e os ecos são transformados em cores que dependem do sentido do fluxo traduzido pelo aumento ou queda da frequência refletida (efeito Doppler)
· Convenciona-se representar em vermelho o movimento que se aproxima e em azul o movimento que se afasta, sendo a velocidade traduzida por diferentes tonalidades de cor (mais intensas quanto mais rápido for o movimento). Com isso, temos uma noção do mapa de fluxo sanguíneo em determinada estrutura, permitindo uma avaliação vascular e facilitando a localização de vasos.
· Como há um limite de velocidade abaixo do qual o método não é capaz de detectar movimento, a não visibilização não significa ausência de fluxo
Princípios Físicos da Ressonância Magnética
Introdução
· Relembrando:
· Os átomos são compostos pelo núcleo, pelos prótons, nêutrons e elétrons, que ficam orbitando o núcleo
· Número atômico- soma dos prótons 
· Número de massa- prótons + nêutrons 
· Átomo estável- número elétrons = prótons
· Átomo instável- número elétrons diferente prótons – ÍONS
· A imagem de RM é o resultado da interação de um forte campo magnético com os prótons de H do tecido > criando uma condição para enviar pulso de radiofrequência e após coletar a RF modificada por bobina/ antena > o sinal é processado > imagem
· RM- átomos devem ter:
· Corrente elétrica
· Número ímpar de prótons
· Cada átomo possui movimentos característicos, sendo que os elétrons giram nos seus próprios eixos e ao redor do núcleo, além do núcleo girar constantemente ao redor do próprio eixo, sendo que este último é o conhecido spin
· O próton tem uma carga positiva, portanto como o próton possui o movimento de spin a carga elétrica roda também, e uma carga elétrica em movimento é uma corrente elétrica, e uma corrente elétrica induz a formação de um campo magnético, como se fosse um imã, com polo positivo e polo negativo
· Os prótons normalmente, sem efeito de campo magnético externo, estão alinhados de forma aleatória. Entretanto, se são expostos a um campo magnético externo, no caso da RM o Bo, estes tendem a se alinhar com este campo, como se fossem imãs de bússola. Mas nem todos os prótons se alinham da mesma forma, acompanhando o campo magnético.
· Podem se alinhar de duas formas: no sentido paralelo e antiparalelo
· Paralelo
· Baixa energia térmica – à favor de Bo 
· Antiparalelo
· Alta energia térmica – vence Bo
· Estes alinhamentos estão em níveis diferentes de energia. Para que se alinhe no sentido antiparalelo, ele precisa ter energia térmica maior que o restante dos prótons, a fim de vencer o campo magnético
· Sempre haverá mais prótons alinhados no sentido paralelo, de mais baixa energia – produção de um vetor de magnetização efetivo (VME)
· O campo magnético induz a formação de um movimento oscilatório dos prótons ao redor do eixo do campo magnético, é o chamado movimento de precessão
· A RM é um fenômeno em que partículas contendo momento magnético exibem movimento de precessão quando estão sob a ação de um forte campo magnético
· Ressonância
· Objeto é exposto a uma perturbação oscilatória com frequência próxima a sua natural;
· Ganha energia externa- entra em ressonância 
· Pulso de RF deve ser igual à de Larmor – excitação
· Pulso de RF – pulso de onda que irá perturbar os prótons. Esse pulso deve ter uma frequência igual à frequência de precessão porá poder trocar energia de forma correta
· A frequência, portanto, deve ser igual àquela dada pela equação de Larmor;
· Quando isso ocorre, há a possibilidade dos prótons pegarem energia, originando o fenômeno chamado de ressonância.
· Quando o próton ganha energia muda seu alinhamento – nesse caso antiparalelo
Magnetização de Tecido
· Quando o próton realizar o movimento de precessão surgirá um vetor em torno do eixo Z
· O eixo Z longitudinal representa a direção de aplicação do campo magnético principal (Bo)
· O plano XY é chamado de transversal;
· Vetor de magnetização efetivo (VME): os vetores dos prótons estão em precessão, alguns alinhados na forma paralela e outros alinhados na forma antiparalela.
· Deste modo, em um certo momento, quando há um vetor apontando para uma direção, há um outro de mesma intensidade, mas com direção oposta, que terminam por se cancelar.
· Tem + alinhado paralelo = sobrará prótons nessa direção
· Entretanto, ao dividir os vetores nos eixos Z e Y, pode haver cancelamento do componente Y, sobrando somente o Z, o vetor de magnetização longitudinal. Age como se o paciente fosse um imã, com o polo superior e inferior
· Mesmo com o cancelamento mútuo, ainda sobram 4 spins componente de magnetização resultante Mo irá surgir alinhando-se ao eixo longitudinal
Decaimento por livre indução
· Após o pulso de RF, os hidrogênios desviam da magnetização longitudinal para a magnetização transversal
· DLI indica que o sinal vai diminuir de intensidade em função do tempo, pois os átomos vão liberar a energia absorvida e voltar o estado de magnetização longitudinal
Relaxamento T1
· Tempo necessário para a recuperação de aproximadamente 63% da magnetização longitudinal dos prótons
· Moléculas pequenas se reorientam mais rapidamente em relação as maiores. Lipídios (molécula média) relaxa mais rapidamente que as ligadas à proteína
Relaxamento T2
· Proporção da perda da magnetização transversa;
· Tempo necessário para que o vetor de magnetização transversa decaia a aproximadamente 37% do valor original;
· Moléculas grandes se orientam mais lentamente que moléculas pequenas
Tempo de Repetição (TR) e Tempo de Eco (TE)
· TR- é o tempo medido entre um pulso de 90° até ser dado outro pulso de 90°
· TE- é o tempo medido entre aplicação de um pulso de RF 90° e a amplitude máxima do sinal de RM
Sequências de pulso
· A forma que os pulsos de RF são aplicados e a obtenção dos sinais de RM influenciam o contraste das imagens. 
· É possível, a partir da aplicação de pulsos de diferentes ângulos, obter diferentes contrastes entre tecidos.
FOV (field of view) campo de visão
· Quando se aumenta o campo de exploração, obtém- se uma quantidade maior de prótons no processo de formação imagem, consequentemente há um aumento de sinal, desde que os demais parâmetros não sofram alterações;
· FOV: é a sua área de visão (moldura). O FOV pode ser regular ou irregular
Espessura de Corte (Thickness)
· A espessura de corte também tem relação com a qualidade de prótons que contribuem com o sinal.
· Quanto maior a espessura do corte, maior será o sinal de ressonância;
· Espessura de corte em estruturas pequenas usamos cortes finos e em estruturas maiores usamos cortes mais grosseiros.
Plano de corte
· Axial longo do eixo Z
· Coronal longo do eixo Y
· Sagital longo do eixo X
Proteção Radiológica
O termo radioproteção é universalmente utilizado para definir a proteção contra radiação ionizante.
Objetivo:
· Prevenir ou reduzir ao máximo, os danos causados pela radiação, sem limitar seus benefícios na aplicação da medicina diagnóstica
Efeitos Biológicos
· As células quandoexpostas à radiação sofrem ação de fenômenos físicos, químicos e biológicos.
· A ionização dos átomos poderá afetar células tecidos e órgãos
Efeitos Físicos
· Consiste na ionização e excitação dos átomos, ocorre uma troca de energia entre a radiação e a matéria
Efeitos Químicos
· Consiste na ruptura de ligações químicas nas moléculas e formação de radicais livres
Fases:
· Fase Inicial:
· Onde os efeitos físicos provocados pela exposição se processam;
· Período de Latência
· Onde as reações químicas provocadas pela exposição se processam;
· Fase tardia:
· O indivíduo apresenta a sintomatologia dos efeitos da exposição;
Efeitos Biológicos
· Somáticos
· Ocorre devido ao efeito da radiação nas células somáticas, podem ser imediatos ou tardios
· Genéticos
· Ocorre devido a irradiação das gônadas (testículos e ovários) alterando o material genético dos gametas
· Determinísticos
· Aquele que é possível determinar o limite da dose, ou seja, a gravidade do efeito aumenta a dose
· Estocásticos
· Exposição a doses baixas e frequentes, o dano é proporcional a dose;
Sensibilidade das células
Efeitos a longo prazo
· Indivíduos são expostos a doses baixas por longo período de exposição, manifestando-se dados anos mais tarde
Como evitar:
· Local de trabalho
· Argamassa blindante
· Lençol Plumbífero
· Portas
· Visor Plumbífero
· Salas de comando
· Biombios
· Colimador
· Pacientes e profissionais da saúde 
· Equipamentos de proteção, como aventais, óculos, luvas, ...
· Profissionais gestantes
· Dose da superfície do abdome não exceda 02 mSv durante todo o restante do período de gravidez
· Afastamento 
Dosímetros
· Dosimetria pessoal 
· é um procedimento de proteção radiológica que visa preservar a saúde de trabalhadores e minimizar os riscos derivados do uso de radiações ionizantes;
· Processo de monitorização individual externa de dose de radiação absorvida por um indivíduo ocupacionalmente exposto durante sua jornada de trabalho, geralmente em hospitais, clínicas, indústrias e locais de ensino e pesquisa.
· Devem utilizar, em sua jornada de trabalho, um monitor de tórax, para estimar a dose efetiva de corpo inteiro, e, de acordo com a atividade exercida, também um monitor de extremidade, em forma de anel ou pulseira.
· São utilizados, como sensores, dois cristais termoluminescentes, sendo um de LiF (fluoreto de lítio) e outro de CaSO4 (sulfato de cálcio)
Distância
· A intensidade de radiação emitida por raio x, diminui à medida que nos afastamos da mesma.
· A exposição radiológica e a dose de radiação diminuem na mesma proporção
· Lei do inverso do quadrado da distância
· Pequenos afastamentos de uma fonte de radiação, pode causar grande redução na intensidade da radiação
Tomografia
Radiação ionizante para fins diagnósticos;
Aprimorou o diagnóstico médico
· 72.000.000 de exames/ano nos USA
· 300.000.000 exames/ano no mundo
· 7.000.000 de exames em pacientes pediátricos/ano nos USA
· 30.000.000 de exames em pacientes pediátricos/ano no mundo
Exames de Imagem
· 48% do total de exposição à radiação na população
· Tomografia e responsável por 24% da exposição total a radiação
Preocupação Especial
· Crianças 
· Gestantes
· Repetição de exposição em pacientes crônicos (jovens);
Riscos Potenciais
· Indução de malignidade
· Mutação Genética
· Malformação congênita
Riscos de Exposição a baixas doses de radiação ionizante 
· Derivam de estudos de pacientes que tiveram exposição a baixas doses de radiação em Hiroshima e Nagasaki (1945), e Chernobyl (1986) – Nessa última cidade a dose é considerada 37.000 vezes a dose de um RX de tórax
· Não há evidencias diretas, baseiam-se em estimativas de risco
· Risco adicional estimado de uma criança de 01 ano:
· TC ABDOMINAL 0,18%
· TC CRANIANA 0,07%
· 23% de risco individual de desenvolvimento de câncer no período da vida.
 Benefício Imediato supera o risco reduzido
Gravidez e Radiação
· Morte pré natal
· Retardo de crescimento
· Mal formações
· Desenvolver Câncer na infância
· Riscos dependem:
· Idade gestacional (1° trimestre +)
· Dose total de exposição durante toda a gestação
· Se o útero estiver fora do campo (radiação dispersa) 
· Espessura da parede 
· Dose Fetal acumulativa máxima
· Aceitável 50 mGy
· Risco significativo 100 mGy
DOSE DE RADIAÇÃO
· Princípio ¨ Tão baixa quanto possível ¨.
· Risco da radiação x Benefício esperado
· Eliminar todas as formas de radiação desnecessárias
· Diretriz no emprego do exame de imagem
· Métodos alternativos US e RM
· Até o presente não foi comprovado nenhum efeito danoso a RM de 1,5T
· Evitar expor o embrião a radiação
· Limitar campo de visão da radiação
· Pelve protegida por Chumbo (quando outros exames)
· Evitar meios de contrastes em gestantes.
Agentes de Contraste
· Nefropatia crônica
· Diabéticos e												m uso de metformina
· Mieloma múltiplo
· Gestantes
· Pacientes pediátricos
· Asma ou alergias
· Histórico de reações adversas
Recomendações nesses Agentes de Contraste
· Administração é necessária?
· Usar dose mínima efetiva
· Pré medicação se necessário
· Dosagem de creatinina sérica e taxa de filtração glomerular
· Pacientes com diálise crônica – efeito adverso da carga osmótica do contraste
· Metformina (RISCO DE NEFROPATIA CRÔNICA)
· Pacientes pediátricos
· Gestantes