Física Básica dos Métodos de Imagem, Princípios Técnicos e Nomenclatura Radiológica

Prévia do material em texto

Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por Imagem Medicina - UFOB 
FÍSICA BÁSICA DOS MÉTODOS DE IMAGEM / PRINCÍPIOS TÉCNICOS / NOMENCLATURA 
 
1. COMO FUNCIONA A PRODUÇÃO DO RAIO-X? 
O raio-X é uma radiação eletromagnética capaz de ionizar a matéria em virtude de seu alto conteúdo 
de energia. A produção dos raios X é realizada em um tubo de vácuo revestido por chumbo. No interior 
desse tubo, existe um polo negativo, o cátodo, constituído por um filamento de tungsténio por onde 
passa uma corrente elétrica. Do lado oposto ao cátodo, está o ânodo, o polo positivo, formado por uma 
placa de cobre e tungsténio. Para que ocorra a geração dos raios X, é necessário aplicar uma grande 
diferença de potencial no cátodo, que se torna incandescente, gerando um fluxo de elétrons que é 
acelerado, ganhando energia, até ser liberado e atingir o ânodo bruscamente, perdendo parte da energia 
adquirida durante a aceleração. O resultado desta colisão é uma transferência de energia dos elétrons 
para os átomos do elemento-alvo. Apenas 1 a 2% de toda a energia produzida são raios X, o restante 
é energia térmica. 
 
 
2. O QUE É RADIAÇÃO DE FRENAGEM (Bremsstrahlung) E RADIAÇÃO CARACTERÍSTICA DO RAIO-X? 
 
Radiação de Bremsstrahlung: o elétron é arremessado 
em direção ao ânodo e, ao passar próximo ao núcleo do 
átomo de tungstênio, desvia sua trajetória e perde 
velocidade (por isso radiação de frenagem) e nesse 
processo emite um fóton de raio X. 
 
 
Raios X característicos: ao invés do elétron passar perto do núcleo, o 
elétron colide com outro elétron da eletrosfera do átomo de tungstênio e 
ejeta o elétron de sua camada orbital. Enquanto este elétron arrancado é 
ejetado podendo interagir com outros átomos, a vacância deixada é 
preenchida por um elétron de uma camada mais externa, liberando 
energia neste processo em forma de raios X característico. 
 
A radiação de Bremsstrahlung é muito mais abundante que os raios X característicos, porque é 
menos provável que ocorra a colisão com outro elétron do que o efeito de frenagem, portanto tem mais 
valor em aplicações médicas. 
CÁTODO 
ÂNODO 
Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por Imagem Medicina - UFOB 
 
3. O QUE É EFEITO ANÓDICO? 
O ânodo transforma a energia cinética dos elétrons em fótons de radiação X, mas também os 
absorve parcialmente. Assim, o feixe de radiação emitido em direção ao paciente não é uniforme. 
Isso implica que a intensidade de radiação emitida pela extremidade catódica da ampola de raio-x é 
maior do que aquela da extremidade anódica. 
Esse efeito é mais comum em exames de raios-x mais antigos, entretanto pode ser que você 
pegue um exame com efeito anódico. Para diferenciar é só olhar para a parte do filme que não tem 
corpo, aí você vai ver que a parte superior vai estar mais queimada que a inferior. 
 
 
 
4. QUAIS OS PROCESSOS DE INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA (CÉLULAS HUMANAS)? 
 
Efeito fotoelétrico: é o mais importante na radiologia. Acontece quando um fóton do feixe de radiação 
é totalmente absorvido (desaparece). 
Efeito Compton: ocorre quando parte da energia do fóton é perdida, conseguindo chegar no filme 
radiográfico, mas numa intensidade menor. 
Produção de Pares: não tem muita importância na formação da imagem radiológica convencional. 
 
O filme radiográfico vem “branco” e quando é exposto à radiação o filme “queima” e fica preto. Por 
exemplo, numa radiografia de tórax o pulmão fica preto porque a radiação conseguiu atravessar, por 
outro lado o osso permanece branco porque aconteceu o efeito fotoelétrico (o osso absorveu boa parte 
da radiação) e o fóton não atravessou. 
 
5. EM QUE CONSISTE O FILME RADIOGRÁFICO? 
O filme radiográfico é uma película coberta por sais de prata fotossensíveis. O sistema receptor de 
imagem utilizado em radiologia convencional é composto por chassi, telas intensificadoras (écrans) 
e filme radiográfico. 
 
As telas intensificadoras emitem 
luz quando expostas à radiação. 
Essa luz, junto com a radiação, 
também “queima” o fime 
radiográfico. Assim, o paciente 
fica exposto ao mínimo de 
radiação possível. 
Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por Imagem Medicina - UFOB 
6. COMO É FEITA A NOMENCLATURA NA RADIOGRAFIA? 
 
Radiotransparente: permite a passagem de maior 
quantidade de raios-x, queimam o filme e se apresentam 
na coloração PRETA. Ex: Pulmões. 
 
Radiopaca: bloqueia ou absorve grande parte dos raios-
x, se apresentando na coloração BRANCA. Ex: ossos. 
 
 
 
 
 
7. QUAIS AS DENSIDADES RADIOGRÁFICAS BÁSICAS? 
 
A referência para definição de estruturas radiopacas ou radiotransparentes é o músculo/partes moles, 
que possui intensidade intermediária. Ex: a gordura se apresenta radiotransparente, porque o músculo 
é mais radiopaco que a gordura. 
 
8. QUAL A DESVANTAGEM DA RADIOGRAFIA? 
A desvantagem em relação a outros métodos de imagem é a sobreposição de estruturas. Para 
minimizar esse problema, o exame radiográfico deve ser sempre feito em mais de uma incidência. 
Ex: em tórax sempre utilizamos uma incidência em PA (posteroanterior) e uma em perfil. 
 
AR 
OSSO 
PARTES 
MOLES 
GORDURA 
Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por Imagem Medicina - UFOB 
9. COMO FUNCIONA A TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA (TC)? QUAL A DIFERENÇA DO RAIO-X? 
A física da radiação na tomografia é igual ao raio-X. A diferença é que a tomografia faz vários cortes 
axiais (amenizando o problema de sobreposição da radiografia simples) e a resolução da imagem é 
bem melhor. Além disso, enquanto a radiografia simples apresenta uma variação em torno de 25 tons 
de cinza, a TC apresenta 250 (o olho humano só consegue identificar 4 – são as densidades básicas). 
 
O tomógrafo é composto por uma unidade emissora da raios-x (gantry) que emite um feixe de 
radiação que gira em torno do paciente. Sensores eletrônicos captam os dados adquiridos e enviam para 
um computador, que os transforma em imagem. 
 
 Os cortes são adquiridos no plano axial, mas aparelhos de TC mais modernos permitem 
reconstruções de imagens em outros planos. 
 
10. NA TOMOGRAFIA, O QUE SÃO UNIDADES HOUNSFIELD (UH)? 
São utilizadas para medir a densidade das estruturas avaliadas. Utilizam como parâmetro a água 
(0 UH) e do ar (-1.000 UH). Isso é o computador que mede, isso facilita comparar duas estruturas, ao 
invés de ir no “olhômetro”. 
 
11. PARA QUE SERVEM AS JANELAS NA TOMOGRAFIA? 
O olho humano não tem a capacidade de distinguir as diversas variações de tonalidade da 
TC. Nesse caso é possível utilizar a técnica de janelamento para poder identificar melhor as estruturas 
avaliadas. 
Janela de parênquima X Janela óssea 
 
Janela de mediastino X Janela de pulmão 
 
GANTRY 
MESA 
Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por ImagemMedicina - UFOB 
12. COMO É FEITA A NOMENCLATURA NA TOMOGRAFIA? 
 
Hiperdensa: estruturas que possuem alta densidade e 
por isso aparecem BRANCAS. Ex: ossos. 
Hipodensa: estruturas que possuem baixa densidade e 
por isso aparecem PRETAS. Ex: pulmões. 
 
 
 
 
 
 
13. COMO FUNCIONA A ULTRASSONOGRAFIA (USG)? 
A USG utiliza como princípio básico o som. A audição humana consegue detectar sons entre 20 Hz 
e 2.000 Hz. O que é abaixo de 20 Hz é infrassom e o que é acima de 2.000 Hz é ultrassom (por isso 
que o exame se chama ultrassonografia). 
Os transdutores possuem, em sua extremidade, cristais capazes de converter a energia elétrica 
em sonora e vice-versa. 
 
 
14. O QUE SÃO OS EFEITOS LIPPMANN E PIEZOELÉTRICO? 
 
Efeito Lippmann: o cristal submetido a tensões elétricas sofre deformação mecânica, ou seja, 
transforma energia elétrica em energia sonora. 
Efeito Piezoelétrico: o cristal submetido à deformidade mecânica, transforma essa energia em carga 
elétrica, ou seja, ele pega o som que retornou e consegue transformar em eletricidade. 
 
 
O transdutor é emissor e receptor ao mesmo tempo 
 
 
Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por Imagem Medicina - UFOB 
15. QUAIS AS CARACTERÍSTICAS DOS TRANSDUTORES? 
Os transdutores são classificados de acordo com sua morfologia e frequência em: 
 Lineares: o cristal é reto e possuem frequência mais alta, indicados para avaliar estruturas 
superficiais. 
 Convexos: o cristal possui uma convexidade e possuem frequência mais baixa, indicados 
para avaliar estruturas mais profundas. 
 Setoriais: destinado a facilitar exames de regiões específicas (ex: transvaginal). 
 
 
Se o objetivo é avaliar estruturas superficiais, utiliza-se um transdutor de alta frequência. 
Se o objetivo é avaliar estruturas profundas, utiliza-se um transdutor de baixa frequência. 
 
16. PARA QUE SERVE O GEL UTILIZADO NA USG? 
O gel a base de água funciona como um agente que interrompe a interface de ar entre o transdutor e o 
paciente. Sem ele, o som não consegue passar. 
 
17. COMO É FEITA A NOMENCLATURA NA ULTRASSONOGRAFIA? 
 
Hipoecóica: possui ecogenicidade menor, ou seja, deixa 
passar melhor o som, e aparece com a coloração PRETA. 
 
Hiperecóica: possui ecogenicidade maior, ou seja, não 
deixa passar tanto o som fazendo com que ele retorne ao 
transdutor, e aparece com a coloração BRANCA. 
Ex: USG de fígado, evidenciando cálculo biliar 
(hiperecóico) com líquido (hipoecóico). 
 
18. O QUE É SOMBRA ACÚSTICA E REFORÇO ACÚSTICO? 
 
Sombra acústica: quando uma estrutura não permite a passagem do som (ex: cálculo biliar). 
 
 
Reforço acústico: quando a estrutura permite uma passagem mais rápida do som (ex: lesões 
císticas) 
 
CÁLCULO 
SOMBRA 
ACÚSTICA 
REFORÇO 
ACÚSTICO 
Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por Imagem Medicina - UFOB 
19. O QUE É O EFEITO DOPPLER? 
É uma característica observada em ondas 
emitidas ou refletidas por fontes em movimento, 
em relação ao observador. Constitui um 
fenômeno pelo qual um observador percebe 
frequências diferentes das emitidas por uma 
fonte, o que ocorre em virtude da velocidade 
relativa entre a onda sonora e o movimento 
entre o observador e/ou a fonte. 
 
É utilizado na USG para verificar, por exemplo, a direção do fluxo sanguíneo. Através do Doppler, é 
possível determinar o sentido da direção e a velocidade do deslocamento. 
 
20. COMO FUNCIONA A RESSONÂNCIA MAGNÉTICA (RMN)? 
Apesar de parecer com um tomógrafo, o aparelho de Ressonância Magnética é totalmente diferente. 
O equipamento nada mais é que um imã gigante, com 
capacidade de criar um campo magnético de 15 a 20 vezes maior 
que o da Terra. Para que ele funcione, é preciso todo um aparato de 
refrigeração com Hélio líquido (-200 ºC). 
 A física é mais complexa e se baseia no magnetismo. Utiliza-
se os níveis de energia rotacionais dos spins de prótons de H+ no 
corpo humano (por serem mais abundantes). Quando submetidos à 
um alto campo magnético, os prótons tendem a se alinhar na mesma 
direção do campo, resultando em um pequeno vetor magnético, acarretando a magnetização da 
amostra. 
 Aí os caras descobriram que, se você emitir uma radiofrequência nesses prótons de H+ alinhados, 
eles desviam de seu eixo e depois voltam. O computador então calcula o tempo de deslocamento desses 
prótons, e o eco emitido em resposta ao pulso de radiofrequência é processado pelo equipamento para 
formação das imagens. 
 
21. O QUE SÃO OS TEMPOS DE REPETIÇÃO (TR) E DE ECO (TE)? 
 
TR: intervalo entre os pulsos de excitação sucessivos de radiofrequência nos tecidos. 
TE: intervalo entre o pulso de excitação em que o pico do eco dos spins é recebido pelo aparelho. 
É a partir do TR e do TE que surgem as ponderações na RMN: 
 T1: TR e TE baixos (ex: 450 e 25). 
 T2: TR e TE altos (ex: 3.200 e 150). 
 DP: TR alto e TE baixo. 
 
Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por Imagem Medicina - UFOB 
22. COMO É FEITA A NOMENCLATURA NA RESSONÂNCIA MAGNÉTICA? 
 
Hiperintensa: sinais de alta intensidade, aparecem na coloração BRANCA. 
Hipointensa: sinais de baixa intensidade, aparecem na coloração PRETA. 
 
PONDERAÇÃO COMPONENTE INTENSIDADE COR 
 
Líquor Hipointenso Preta 
S. Cinzenta Isointensa Cinza escuro 
S. Branca Hiperintensa Cinza Claro 
Gordura Hiperintensa Branca 
 
Líquor Hiperintenso Branca 
S. Cinzenta Isointensa Cinza claro 
S. Branca Hipointensa Cinza escuro 
Gordura Hipointensa Preta 
 
Na ressonância, a referência sempre vai ser a substância cinzenta, isto é, o que aparecer mais claro 
é hiperintenso e o que aparece mais escuro é hipointenso. 
 
 
 
23. O QUE É O ARTEFATO DE FLOW-VOID? 
O aparelho de RMN não consegue adquirir o sinal 
nos vasos de grande calibre por causa da alta 
velocidade do fluxo ali dentro. Essa ausência de 
sinal característica desses vasos é denominada 
flow-void. 
 
 
 
 
 
24. COMO É FEITA A PROTEÇÃO RADIOLÓGICA? 
 
Raio-X: capotes de chumbo, protetores de tireóide, luvas, óculos plumblíferos, utilização de dosímetros 
(marcam a quantidade de radiação recebida por mês), realização de hemogramas periódicos (avaliar 
plaquetas, primeiras a se alterarem em casos de intoxicação por raios-X). 
 
Ressonância: não estar em posse de material ferromagnético, contraindicação para portadores de 
marca-passo, utilização de maca específica para a ressonância magnética. 
 
*Em casos de acidentes, é necessário realizar o procedimento de quenching para 
baixar o campo magnético. Nesse processo o Hélio líquido é liberado e a reposição 
custa em torno de U$ 500.000,00. Então JAMAIS FAÇA UMA CAGADA DESSE NÍVEL, 
porque tu é pobre e não pode ser expulso da residência. 
 
Radiologia e Thomás R. Campos 
Diagnóstico por Imagem Medicina - UFOB 
25. O QUE SÃO MEIOS DE CONTRASTE? 
São substâncias utilizadas na radiologia com o objetivo de promover diferentes atenuações dos 
tecidos a serem examinados. 
Ex: uma lesão nodular no fígadopode se apresentar isodensa, mas aí tu coloca o contraste endovenoso, 
as células da lesão vão captar de maneira diferente dos hepatócitos, e assim a lesão que era isodensa 
no exame sem contraste se torna visível. Na radiografia e tomografia utiliza-se o iodo e o bário. Na 
ressonância magnética utiliza-se o gadolínio que eleva o sinal e fornece maior contraste em T1. 
 
 
26. QUAIS SÃO AS FASES DO CONTRASTE NA TOMOGRAFIA? 
 
 Fase arterial: 30s após a injeção, o contraste fica praticamente todo dentro da aorta, além disso, 
é possível fazer a diferenciação cortico-medular do rim (a cortical fica com contraste, mas a 
medular ainda não). 
 Fase venosa/portal: 60s após a injeção, as veias já começam a se encher de contraste e o 
também já chega na medula renal. 
 Fase excretora/tardia: entre 6 a 10 min o contraste já está no sistema excretor. 
SEM CONTRASTE F. ARTERIAL 
F. VENOSA F. EXCRETORA