Introdução à Tomografia Computadorizada

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DESCRIÇÃO
A introdução ao estudo da tomografia computadorizada e suas gerações de tomógrafos, até os
dias de hoje.
PROPÓSITO
Obter conhecimento sobre a história da tomografia, a partir das correlações com a evolução
tecnológica dos equipamentos e da própria Radiologia.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
/
Identificar a história da tomografia
MÓDULO 2
Distinguir as gerações de tomógrafos
INTRODUÇÃO
A tomografia computadorizada (TC) foi um marco na história da Medicina e desde a sua
introdução, nos anos 1970, proporcionou grande avanço na área. Trouxe benefícios
incontestáveis para o diagnóstico médico a partir da análise de imagens seccionais. É um
método capaz de formar imagens seccionais do organismo humano, utilizando a radiação
ionizante liberada por uma fonte emissora que gira 360 graus ao redor do objeto, com emissão
contínua de raios X.
Os princípios físicos da TC são similares aos da radiografia convencional, na qual tecidos que
apresentam composições distintas absorvem a radiação X de maneira diferente. Quando os
tecidos são transpostos por raios X, os mais densos absorvem mais radiação quando
comparados a tecidos menos densos.
Deste modo, a TC evidencia a quantidade de radiação absorvida por cada parte do corpo que
está sob análise, traduzindo essas variações entre as imagens em uma escala de cinza. Cada
pixel da imagem representa a média da absorção dos tecidos no local, expresso em unidades
de Hounsfield (nome dado em homenagem ao idealizador do primeiro aparelho de TC).
MÓDULO 1
 Identificar a história da tomografia
/
O HISTÓRICO PREDECESSOR DA
TOMOGRAFIA E OS RAIOS X COMO
ELEMENTOS ESSENCIAIS PARA O
MÉTODO
Segundo Nacif e dos Santos (2009), em 8 de novembro de 1895, um professor de Física
teórica, o Doutor Wilhelm Conrad Roentgen, descobriu os raios X, em Wurzburg, na Alemanha.
Ele realizava experiências com ampolas de Hittorf (Johann Wilhelm Hittorf - físico alemão) e
Crookes (William Crookes - físico e químico inglês). Ao anoitecer, Roentgen escolheu um dos
tubos Hittorf-Crookes de que dispunha em uma estante de seu laboratório, recobriu-o com
cuidado, usando uma cartolina preta, escureceu totalmente o laboratório e ligou o tubo aos
eletrodos da bobina de Ruhmkorff.
 Wilhelm Conrad Roentgen.
 
Fonte: Wikipedia.
Ao passar a corrente de alta tensão através do tubo, verificou que nenhuma luz visível
atravessara a cartolina preta que o revestia. Preparava-se para interromper a corrente de alta
tensão quando percebeu que, a aproximadamente 1 metro do tubo, havia uma luz fraca. Sem
entender o que se passava, Roentgen acendeu um fósforo e, com surpresa, verificou que a
/
forma da misteriosa luz era um pequeno écran de platinocianeto de bário deixado sobre um
banco. Roentgen sabia que a luz do écran não provinha dos raios catódicos e que, pela
distância, seria algum tipo de radiação. Sem saber qual a radiação, deu-lhe o nome de raios X.
 
Fonte: Wikipédia.
Em dezembro de 1895, Roentgen fez a primeira radiografia da História, de uma das mãos de
Anna Berta Ludwig Roentgen, sua esposa, em mais ou menos 15 minutos de exposição.
 Radiografia da mão de Anna Bertha Ludwig (esposa de Wilhelm).
ISSO CULMINOU NO SURGIMENTO DOS RAIOS X,
ELEMENTO QUE SERVE COMO BASE PARA A
TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA, MODALIDADE
DIAGNÓSTICA QUE SE UTILIZA DA RADIAÇÃO
IONIZANTE PARA O ENTENDIMENTO CORPORAL
HUMANO EM PLANOS (AXIAL, CORONAL E SAGITAL)
COM BASE EM CÁLCULOS MATEMÁTICOS, UM TUBO
DE RAIOS X, UMA MESA DE EXAMES E ELEMENTOS
DETECTORES QUE TRANSFORMAM A CAPTAÇÃO EM
/
UM SINAL ELÉTRICO E, POSTERIORMENTE, EM
INFORMAÇÃO QUE VAI GERAR A IMAGEM APÓS UM
COMPLEXO PROCESSAMENTO COMPUTACIONAL
DESENVOLVIDO A PARTIR DE SOFTWARES.
O HISTÓRICO DE EVOLUÇÃO DO INVENTO
Em 1972, foi apresentado por Ambrose e Hounsfield um novo método de utilização da radiação
ionizante com a finalidade de medir as diferentes densidades corpóreas, obtendo imagens,
primeiramente, do encéfalo, com finalidades diagnósticas. Este método se desenvolveu por
cerca de 10 anos, sendo realizadas diversas medições de transmissão dos fótons de raios X
em múltiplos ângulos. A partir desses valores, os coeficientes de absorção pelos diversos
tecidos seriam calculados pelo computador e apresentados em uma tela, indo do branco ao
preto (teoria das tonalidades de cinza). Os pontos formariam uma imagem correspondente à
secção axial do cérebro, que poderia ser estudada posteriormente. Hounsfield apostava que
um feixe de raios X continha mais informações do que aquela que seria possível capturar com
o filme e imaginou que um sistema computacional formaria sua teoria de aumento de
informações e posterior avanço diagnóstico.
/
 
Fonte: Wikipédia.
O notório Hounsfield nasceu em Nottinghamshire, na Inglaterra, no dia 28 de agosto de 1919.
Era o irmão mais novo de uma família de cinco irmãos. No final do ano de 1939, ingressou na
Royal Air Force-RAF (Força Aérea Real Britânica) como voluntário. Lutou na Segunda Grande
Guerra Mundial e, logo após a guerra, obteve uma bolsa de estudos para ingressar no curso de
Engenharia Mecânica e Elétrica na Casa Faraday, em Londres.
 Godfrey Newbold Hounsfield.
Uniu-se ao grupo de pesquisas da Eletric and Musical Instruments - EMI, em 1951. Em 1967,
transferiu-se para o Laboratório Central de Pesquisas da EMI. A EMI, nessa época, era uma
empresa quase totalmente voltada para a fabricação de discos e componentes eletrônicos e
não tinha nenhuma experiência com equipamentos radiológicos. Os Beatles, que gravavam na
época para o selo, foram os responsáveis pelo apoio financeiro mais significativo para a
companhia. O então Departamento de Saúde foi procurado por Hounsfield e pelos radiologistas
James Ambrose e Louis Kreel para financiar, junto com a EMI, o desenvolvimento de um
scanner para a cabeça.

/
1972
O radiologista Ambrose orientou clinicamente e alavancou o primeiro experimento utilizando
um protótipo de scanner (tomógrafo) para cabeça da EMI, o Mark 1, no ano de 1972.
1975
Logo depois, o Departamento de Saúde solicitaria mais 3 scanners. Em 1975, em uma
conferência em Bermuda, Hounsfield anunciou um scanner capaz de estudar outras partes do
corpo humano. Esse pronunciamento foi recebido com aplausos de pé do seletíssimo público
local.

Em 1972, Hounsfield ganhou o prêmio MacRobert, a mais alta condecoração do Reino Unido
dedicada a inovações científicas. Em 1975, recebeu o prêmio Lasker, nos Estados Unidos da
América. Em 1979, junto com Cormack, recebeu o prêmio Nobel de Medicina, principal laurel
da área, pelo feito iniciado antes de 1972, cujo reconhecimento tardio não diminuiu as honras e
não causou demérito ao poder efetivo de sua invenção. Em 1981, foi condecorado “Sir” pela
Rainha da Inglaterra. Em 1994, foi eleito Honorary Fellow da Academia Real de Engenharia.
Continuou a trabalhar depois de sua aposentadoria oficial em 1986, como cientista e consultor
da EMI, e trabalhou em alguns hospitais na Inglaterra.
HOUNSFIELD FOI UM HOMEM QUE CONTRIBUIU
ENORMEMENTE COM O SEU ESFORÇO E EMPENHO, SEMPRE
À FRENTE DO SEU TEMPO, PARA O AVANÇO DA MEDICINA E
DO RADIODIAGNÓSTICO.
/
POR FALTA DE INTERVENÇÃO E APOIO MATEMÁTICO,
A TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA (TC) SE
DESENVOLVEU NO INÍCIO DA DÉCADA DE 1960 DE
FORMA MUITO LENTA, MAS, EM 1964, ALLAN
CORMACK ENTROU COM A AJUDA MATEMÁTICA
FUNDAMENTAL PARA O PROBLEMA DA
RECONSTRUÇÃO. ELE ESTUDAVA A DISTRIBUIÇÃO
DOS COEFICIENTES DE ATENUAÇÃO DO CORPO,
PARA QUE O TRATAMENTO POR RADIOTERAPIA
PUDESSE SER BEM DIRECIONADO PARA O TUMOR
ALVO. ALÉM DISSO, ESTAVA CRIANDO UM
ALGORITMO MATEMÁTICO PARA RECONSTRUÇÃO
TRIDIMENSIONAL DA DISTRIBUIÇÃO DA
CONCENTRAÇÃO DE RADIONUCLÍDEOS, A PARTIR
DOS DADOS COLETADOS DE UM EQUIPAMENTO DE
CÂMARA-PÓSITRON, DESENVOLVIDO EM 1962
(CARVALHO, 2007, P. 61).
Allan McLeod Cormack (1924 — 1998) foi um físico sul-africano laureado com o Nobel de
Fisiologia ou Medicina de 1979, por ter participado do aprimoramento do diagnóstico de
doenças pela tomografia axial computadorizada.Foi exatamente nessa época que surgiu um engenheiro de radares, representante da EMI,
interessado em desenvolvimento computacional e criador do primeiro computador de
transistores da Inglaterra. O célebre Hounsfield apresentava ideias de estudar o interior de
objetos, utilizando a reconstrução obtida pela absorção de radiação pelos componentes
tridimensionais (objetos tridimensionais).
Hounsfield foi o criador de um protótipo que demorava 150 minutos para processar uma única
imagem e 9 dias para a aquisição da imagem total do objeto utilizando uma fonte de amerício
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/
241, emissora de raios gama. Quando ele adquiriu um tubo gerador de raios X para substituir a
radiação gama e aplicou ao desenvolvimento do método, o tempo de aquisição das imagens foi
drasticamente reduzido para 9 horas.
 
Fonte: Wikipedia.
 Rascunho de Hounsfield para o protótipo do primeiro tomógrafo computadorizado.
Ao longo do tempo, após várias imagens experimentais com peças tridimensionais e animais,
foi realizada a primeira imagem diagnóstica de uma suspeita de tumor no lobo frontal esquerdo
de uma paciente escolhida pelo Dr. Ambrose. A imagem obtida, mostrando o tumor, causou
euforia em Hounsfield e em sua equipe.
ESSAS PRIMEIRAS IMAGENS FORAM MOSTRADAS
NO CONGRESSO ANUAL DO BRITISH INSTITUTE OF
RADIOLOGY, EM 20 DE ABRIL DE 1972. AS REAÇÕES
FORAM DE PERPLEXIDADE E EMPOLGAÇÃO,
PRINCIPALMENTE DOS NEUROLOGISTAS, QUE
VISLUMBRARAM O ESTUDO POR IMAGEM
INTRACRANIANO POR IMAGEM.
/
Curiosamente, Hounsfield havia mostrado imagens seccionais de peças de cadáveres e de
animais no congresso europeu realizado em Amsterdã, no ano anterior, sem despertar nenhum
interesse. A comunidade médica ali reunida não percebeu e não teve noção da revolução
científica e médica que se aproximava. Já em 1973, foram comercializados vários aparelhos
tomográficos pelo mundo, principalmente na Europa e nos Estados Unidos.
 
Fonte: Wikimedia.
 Protótipo de Hounsfield para o a primeira geração do tomógrafo computadorizado.
Quando o equipamento começou a ser comercializado, o tempo de aquisição de cada corte era
de 6 minutos e de 2 minutos para reconstrução de imagem. A redução do tempo se deu por
conta de um minicomputador mais eficiente, que foi incorporado no sistema.
 SAIBA MAIS
No Brasil, o primeiro tomógrafo foi instalado em São Paulo, em 1977, no Hospital da Real e
Benemérita Sociedade Portuguesa de Beneficência. Logo após, na Santa Casa de
Misericórdia, no Rio de Janeiro, o primeiro aparelho teve seu funcionamento iniciado, em 28 de
julho de 1977.
A partir daí, a tecnologia só evoluiu e surgiram os aparelhos de segunda, terceira, quarta
geração e helicoidais, cada vez mais rápidos, com imagens mais nítidas e melhores
/
resoluções. Seus tempos de exame eram cada vez menores, assim como os custos de
produção, consequentemente, reduzindo valor dos equipamentos e dos exames.
 
Autor: Meth Mehr
Em 1976, foi patenteada a aquisição volumétrica e, em junho de 1980, imagens tridimensionais
com resolução de 1200 x 1200 pixels passam a ser adquiridas e apresentadas quase em
tempo real.
A ordem textual não contempla a ordem cronológica dos fatos, mas, sim, a relevância de
Hounsfield, como o principal ator da história da Tomografia Computadorizada. Veja no quadro
abaixo a ordem cronológica dos principais eventos:
ÉPOCA EVENTO
1895 Descoberta dos raios X
1919 Nascimento de Hounsfield
1939 Ingresso de Hounsfield na Força Aérea Britânica
/
1962 Utilização dos raios Gama por Cormack – câmara-pósitron
1964 Ajuda matemática para a reconstrução por Cormack
1967 Ingresso de Hounsfield na EMI
1971
Hounsfield havia mostrado imagens seccionais de peças de cadáveres e
de animais no congresso europeu realizado em Amsterdã em 1970
1972
Primeiras imagens tomográficas de uma paciente são mostradas no
Congresso Anual do British Institute of Radiology
1973 Tomógrafo entra no mercado
1975 Anúncio de um scanner de outras regiões do corpo humano
1976 Patente da aquisição volumétrica
1977 Primeiros tomógrafos no Brasil, em SP e no RJ
1979 Prêmio Nobel para Cormack e Hounsfield
1980 Patente da aquisição volumétrica tridimensional
/
1981 Condecoração de Cavaleiro para Sir Hounsfield, pela rainha da Inglaterra
1986 Aposentadoria de Hounsfield, ainda representando a EMI até 1994
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
O MÉTODO TOMOGRÁFICO
TC é um método de diagnóstico por imagem que utiliza os raios X em combinação com
computadores adaptados para processar muitas informações e produzir imagens com alta
resolubilidade. O tubo de raios X fica dentro do corpo do aparelho, no gantry, que é uma
espécie de portal ou pórtico onde o paciente entra para gerar a aquisição dos cortes. A
radiação “entra” no paciente (objeto) e atinge os detectores, que formam o principal elemento
de coleta do sinal da tomografia, para ser processada pelo computador.
 
Fonte: Shutterstock.
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/
DETECTORES
Conjunto de receptores ou sensores que coletam o residual do feixe de radiação que
atravessa o paciente.
Na aquisição dos cortes tomográficos, o tubo gira em torno do paciente e um feixe de radiação
é emitido, incidindo nos detectores após a interação com o corpo do paciente, que coletam
informações obtidas das projeções múltiplas para, logo em seguida, serem processadas e
transformadas em imagem.
O PRINCÍPIO BÁSICO PARA A GERAÇÃO DE IMAGENS
DIGITAIS É A CAPTAÇÃO DE SINAIS ELÉTRICOS, QUE
SÃO TRANSFORMADOS EM DÍGITOS BINÁRIOS PELO
COMPUTADOR, COM A ESSENCIAL ESTRUTURA
FÍSICA DOS DETECTORES, QUE PODEM SER
SÓLIDOS (CRISTAIS LUMINESCENTES) OU GASOSOS
(CÂMARA DE IONIZAÇÃO À BASE DO GÁS XENÔNIO).
A matriz de TC é definida por linhas e colunas arranjadas que formam a imagem digital. O
elemento de imagem que é formado pela intersecção dessas linhas é o pixel (picture element),
e uma matriz de alta resolução apresenta pixels de pequenas dimensões. Já a espessura do
corte está relacionada à profundidade, e o volume formado é conhecido como voxel (volume
element). O voxel é formado pelas dimensões do pixel e a profundidade do corte. Essa matriz
de alta resolução forma a base da imagem em tomografia, sendo notoriamente explorada, pois
o aumento da matriz está relacionado à melhora da resolução das imagens digitais
tomográficas.
As características essenciais do método tomográfico são:
/
 
Fonte: Shutterstock.
Feixe de raios X de aspecto laminar
 
Fonte: Shutterstock.
Aquisição das imagens que ocorrem no gantry
/
 
Fonte: Shutterstock.
Imagem final, que é digital e manipulada por softwares
 
Fonte: Shutterstock.
Quanto maior a matriz, melhor a resolução de imagens
A aplicação do método tomográfico é essencialmente composta por uma ordem de
acontecimentos intuitivos, que vão desde a chegada do paciente ao equipamento até a saída
da sala de exames, perpassando a aquisição de imagens no gantry e encontrando
/
assentamento no processamento das imagens que ocorre na sala de comando do aparelho. No
próximo módulo, você vai compreender a evolução da tomografia computadorizada
segmentada por gerações.
O INÍCIO DA TOMOGRAFIA
VERIFICANDO O APRENDIZADO
/
1. QUAL FOI O PERSONAGEM HISTÓRICO QUE INCORPOROU A
MATEMÁTICA ESSENCIAL NA REALIZAÇÃO DO PROJETO FINAL PARA
DESENVOLVIMENTO DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA?
A) Hounsfield
B) Ambrose
C) Cormack
D) Kreel
2. QUAL É O ELEMENTO DO GANTRY QUE COLETA O SINAL DA
TOMOGRAFIA PARA SER PROCESSADO PELO COMPUTADOR?
A) O sistema de conversão de sinal elétrico
B) O sistema de refrigeração
C) O tubo de raios X
D) O detector
GABARITO
1. Qual foi o personagem histórico que incorporou a matemática essencial na realização
do projeto final para desenvolvimento da Tomografia Computadorizada?
A alternativa "C " está correta.
 
Allan Cormack foi o responsável pela inserção matemática ao sistema tomográfico, em 1964,
para desvendar o problema da reconstrução das imagens.
2. Qual é o elementodo gantry que coleta o sinal da tomografia para ser processado
pelo computador?
A alternativa "D " está correta.
 
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/
O detector é a parte do gantry responsável pelo recebimento do sinal da tomografia que
interagiu com o paciente e é responsável por transformar esse sinal em sinal elétrico, para,
posteriormente, ser processado pelo computador.
MÓDULO 2
 Distinguir as gerações de tomógrafos
EVOLUÇÃO DA TOMOGRAFIA
Desde a sua criação, várias gerações de equipamentos de tomografia surgiram, sendo a
primeira e a segunda gerações com características de translação e rotação do tubo, e poucos
detectores em torno do objeto estudado. Os aparelhos de terceira geração têm maior número
de detectores, onde o tubo e os detectores realizam rotação em torno do objeto. Os aparelhos
da quarta geração têm a coroa de detectores fixa e apenas o tubo gira em torno do paciente.
 
Fonte: Shutterstock.
/
A geração posterior é a dos aparelhos helicoidais, que têm movimentos simultâneos do gantry
e da mesa. Na evolução dos helicoidais, temos os aparelhos multislice (multidetectores ou
multicortes) que, além dos movimentos simultâneos do gantry e da mesa, possuem fileiras de
detectores que permitem múltiplas aquisições simultâneas, o que possibilita uma melhora na
qualidade da imagem e uma aceleração na execução do exame, fazendo com que o paciente
permaneça menos tempo na mesa de exames.
Gradação evolutiva dos tomógrafos computadorizados:
1ª GERAÇÃO

2ª GERAÇÃO

3ª GERAÇÃO

4ª GERAÇÃO

SISTEMA HELICOIDAL SIMPLES

SISTEMA HELICOIDAL MULTICORTES

TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA POR FEIXE DE
ELÉTRONS
/
A TOMOGRAFIA LINEAR E A TOMOGRAFIA
COMPUTADORIZADA POR EMISSÃO DE PÓSITRONS
SERÃO APRESENTADAS AQUI CONCEITUALMENTE,
MAS NÃO SÃO CONSIDERADAS GERAÇÕES DE
TOMÓGRAFOS PARA FINS DE COMPREENSÃO
EVOLUTIVA.
A TOMOGRAFIA LINEAR
 
Fonte: Shutterstock.
O exame de tomografia linear foi criado para tentar realizar a radiografia de um plano, ou uma
fatia do corpo humano, tentando dar mais contraste e definição à anatomia ali presente. Isso é
conseguido não por incremento da anatomia em questão, e sim por borramento ou desfocagem
das anatomias que estão acima e abaixo da região de interesse.
É realizada por um aparelho cuja ampola de raios X emite radiação, movendo-se
simultaneamente em direção oposta ao filme, sendo a ele conectado por uma haste. Este
método utiliza o princípio de que a irradiação de um corpo em movimento impede a formação
/
de imagem nítida. O plano de corte do paciente é o único que permanece sem movimento
durante a exposição, permitindo que a imagem formada seja nítida.
 ATENÇÃO
A tomografia linear é considerada um método precedente da TC por utilizar princípios físicos
que levaram à inclusão de um novo método investigativo de imagem. A seguir, veremos a
evolução de todas as gerações de tomógrafos de modo um pouco mais detalhado.
PRIMEIRA GERAÇÃO
Os aparelhos de primeira geração foram aqueles criados por Sir. Godfrey Newbold Hounsfield
em 1972 e eram utilizados somente para exames de crânio. Baseiam-se no princípio de
translação e rotação como método de aquisição, que consiste em uma translação do tubo de
raios X e do detector (um, no máximo, dois) em conjunto, seguidas de uma pequena rotação.
Esse processo era repetido até completar 180°.
 
Fonte: Researchgate.
 Housfield e o primeiro protótipo de TC.
/
COM A PRIMEIRA GERAÇÃO DE APARELHOS, A
MEDICINA COMPREENDEU QUE O “ENXERGAR POR
DENTRO” MUDOU DE MODO. A DESCOBERTA DOS
RAIOS X TROUXE UMA FORMA BIDIMENSIONAL DE
COMPREENSÃO. OS NOVOS APARELHOS TRAZIAM
UMA MELHOR DIFERENCIAÇÃO DE TECIDOS DO
CORPO, POIS PERMITIAM NOÇÕES DE
TRIDIMENSIONALIDADE E RECONSTRUÇÃO DE
IMAGENS EM VÁRIOS PLANOS.
O feixe de raios X dessa geração era em forma de lápis (pencil beam) e a imagem possuía
uma matriz de 80x80 com péssima resolução. Um único corte durava em torno de 5 minutos e
o estudo completo do crânio durava mais de 1 hora.
Esses equipamentos possuíam como principais vantagens:
Baixo custo.
Processos de varredura e aquisição simples.
Algoritmo de reconstrução de imagem simples.
Inovação tecnológica inserida no mercado.
Maior qualidade de imagens devido ao uso de um único detector, 
não existindo pequenas variações entre um detector e outro.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
/
E como principais desvantagens:
Processo de varredura muito demorado.
Apenas uma fatia coletada a cada varredura.
Falta de suporte computacional para a época.
Dificuldade de inserção no mercado, por se tratar de um método novo e precisar de
apresentações à comunidade médica.
Possibilidade de estudar somente o crânio.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
SEGUNDA GERAÇÃO
A segunda geração de tomógrafos foi amplamente melhorada. Ao invés de um detector,
encontrava-se um conjunto de detectores (30 ou mais) do outro lado do tubo de raios X,
formando um feixe em forma de leque, e não uma única linha. Ainda é utilizado o movimento
de translação e rotação para varrer todo o objeto, porém a utilização de vários detectores
resultou em menos rotações por varredura. Com isso, a principal vantagem desta geração em
relação à primeira foi seu menor tempo de aquisição de imagens (15 segundos para cada
corte).
O PRIMEIRO TOMÓGRAFO DE SEGUNDA GERAÇÃO
FOI LANÇADO EM 1974 PELA EMPRESA AMERICANA
/
OHIO NUCLEAR E, APÓS ESTE, OUTROS
TOMÓGRAFOS MAIS APRIMORADOS E COM MAIS
DETECTORES FORAM INCLUÍDOS NO MERCADO,
IMPULSIONANDO A TC DE CORPO INTEIRO, POIS
ERAM MAIS RÁPIDOS E DIMINUÍAM FORTEMENTE OS
ARTEFATOS DE MOVIMENTO.
 ATENÇÃO
É preciso compreender que a evolução tecnológica, a partir da primeira geração, foi muito
acelerada, tendo em vista que a inserção da TC na década de 1970 era uma expectativa
tangível e os cientistas utilizaram muitos recursos na apresentação de novas tecnologias para
associar ao método recém-concebido.
Essa geração apresentava como principais vantagens:
Menor tempo de coleta de dados.
Borramento e artefatos de movimento respiratório são reduzidos.
Maior chance de comercialização.
Realização de estruturas corporais além do crânio.
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E como principais desvantagens:
Dados inúteis são coletados no processo de varredura, pois o raio interno do feixe de
/
raios X deve tocar a superfície do objeto no início e no final de cada translação.
Sua utilização no Brasil foi proibida pela ANVISA por conter das altas taxas de radiação
em seus cortes e por consequência na realização total do exame tomográfico.
Necessidade de atualização maior dos softwares utilizados.
Geralmente, existem pequenas variações entre as respostas dos detectores. Se não for
corrigido por software, esse fator causa artefato nas imagens finais.
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TERCEIRA GERAÇÃO
 
Fonte: Wikipédia.
/
Surgindo no ano de 1977, esses equipamentos tiveram sua geometria de aquisição de dados
drasticamente modificada, eliminando o movimento de translação, mantendo-se apenas o
movimento de rotação de 360°. Isso possibilitou tempos de aquisição ainda mais curtos que os
equipamentos de segunda geração.
NESTAS MÁQUINAS, UM CONJUNTO DE 200 A 600
DETECTORES, EM CONJUNTO COM O TUBO DE
RAIOS X, GIRAM EM TORNO DO PACIENTE. PORÉM,
ESSES EQUIPAMENTOS POSSUÍAM CABOS
ELÉTRICOS USADOS PARA ABASTECER O TUBO DE
RAIOS X. POR ISTO, NÃO ERA POSSÍVEL MAIS DE
DUAS ROTAÇÕES COMPLETAS ANTES QUE O
GANTRY TIVESSE SUA DIREÇÃO REVERTIDA, EM
FUNÇÃO DO ENROLAMENTO DOS CABOS. O TEMPO
DE CORTE É DE 2 A 3 SEGUNDOS E O TEMPO DE
RECONSTRUÇÃO DE 30 SEGUNDOS. ESSE
EQUIPAMENTO TAMBÉM PERMITIU UMA VARREDURA
DE TODO O CORPO, O QUE ANTES NÃO ERA
POSSÍVEL.
No Brasil, ainda podemos ver alguns exemplaresde tomógrafos de 3ª geração sendo utilizados
para o diagnóstico de imagens, sendo o seu maior empecilho a manutenção e a falta de
algumas peças de reposição.
Suas principais vantagens são:
Artefatos respiratórios são praticamente eliminados.
Varredura de todo o corpo.
/
Sistema mecânico simples.
Menor tempo de varredura.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
Suas principais desvantagens são:
Obsolescência na atualidade.
Alto custo de manutenção corretiva.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
 
Fonte: Mourão, 2015.
 Desenho esquemático do conjunto tubo/detectores da 3ª geração de tomógrafos.
QUARTA GERAÇÃO
/
Em 1976, foi inserido o conceito de tomógrafo de quarta geração pela empresa AS&E. Tratava-
se de um tubo de raios X com movimento de rotação dentro de um conjunto fixo de detectores.
Porém, devido a problemas de tecnologia dos computadores e dos detectores, matemática de
reconstrução, processamento dos sinais e tubos de raios X, só puderam entrar em uso em
1981.
 ATENÇÃO
Essa geração é constituída por detectores em toda a circunferência, bastando assim rotacionar
a fonte ao redor do objeto para coletar os dados.
Este equipamento possui um anel fixo de 4800 detectores ou mais, que fazem um giro
completo de 360° no paciente. Através de todo o movimento rotatório contínuo, pequenas
rajadas de radiação são fornecidas por um tubo de raios X pulsado com anodo giratório que
fornece tempos de varredura menores. Isso reduz o tempo de exame para 1 minuto em um
exame de cortes múltiplos. Essa geração teve poucas unidades comercializadas por conta do
seu alto custo de produção.
 
Fonte: Mourão, 2015.
 Desenho esquemático do conjunto tubo/detectores da 4ª geração de tomógrafos.
/
HELICOIDAL
Um novo tipo de scanner foi criado durante os primeiros anos da década de 1990, chamado de
helicoidal/espiral.
NESSE SISTEMA, O PACIENTE É MOVIDO DE FORMA
CONTÍNUA E LENTA ATRAVÉS DO GANTRY DURANTE
O GIRO DE 360° DO TUBO DE RAIOS X E DOS
DETECTORES, FORMANDO UM TIPO DE AQUISIÇÃO
DE DADOS HELICOIDAL OU “EM MOLA”. ASSIM, AO
INVÉS DOS CORTES INDIVIDUAIS VISTOS EM OUTRAS
GERAÇÕES, UM VOLUME MAIOR DE TECIDO É
EXAMINADO E OS DADOS SÃO COLETADOS.
Para haver a rotação contínua do tubo, fundamental para que haja a varredura do tipo
helicoidal, foram utilizados anéis deslizantes no lugar dos cabos elétricos do tubo de raios X.
Neste equipamento, ao mesmo tempo em que a mesa é deslocada, a ampola gira, emitindo
radiação e obtendo a imagem através de um espiral (perspectiva helicoidal).
COM ESTA EVOLUÇÃO, SURGIRAM CONCEITOS
IMPORTANTES, TAIS COMO PITCH, REVOLUÇÃO E
INTERPOLAÇÃO, QUE SÓ PODEM SER
COMPREENDIDOS A PARTIR DA METODOLOGIA
HELICOIDAL. ESTA TECNOLOGIA PERMANECE
CONCEITUALMENTE E COM EVOLUÇÕES
TECNOLÓGICAS PRÁTICAS NO SÉCULO XXI, SENDO
ENTÃO CONSIDERADO O VERDADEIRO AVANÇO DO
/
MECANISMO ENTRE A MESA, O PACIENTE E O
GANTRY.
O que também mudou com o surgimento dessa técnica foi o ganho de velocidade e o ganho
em realizar vários cortes durante uma apneia, já que, quando não há movimento respiratório, a
reconstrução se torna muito melhor, possibilitando uma maior gama de regiões a serem melhor
investigadas. É importante frisar que o sistema helicoidal não foi considerado a 5ª geração de
tomógrafos, como uma ordem natural propunha e, apesar de sua complexidade, é uma versão
da 4ª geração.
 
Fonte: Mourão, 2015.
 Desenho esquemático da trajetória do feixe de Raios X no aparelho de TC Helicoidal.
HELICOIDAL MULTISLICE
Também conhecida como multidetectores, é um método que utiliza de 4 a 256 canais
detectores, que, por meio de aquisição volumétrica e sequencial, cortam fatias de pequena
espessura da região estudada. Isso permite uma análise mais segura e correta, com qualidade
muito superior às tomografias convencionais e helicoidais comuns.
/
O NÚMERO DE CORTES REALIZADOS POR SEGUNDO
É A PRINCIPAL DIFERENÇA ENTRE A TOMOGRAFIA
HELICOIDAL E MULTISLICE, ONDE SÃO OBTIDAS
VÁRIAS IMAGENS POR SEGUNDO, COM TEMPO DE
ESTUDO MUITO MENOR. AS IMAGENS SÃO
ADQUIRIDAS EM UM PLANO DE CORTE E PODEM SER
REFORMATADAS EM QUALQUER PLANO,
PERMITINDO RECONSTRUÇÕES TRIDIMENSIONAIS
GRAÇAS À TECNOLOGIA MULTISLICE, TANTO EM
IMAGENS ESTÁTICAS, QUANTO DINÂMICAS.
Esses equipamentos também possuem vantagens e desvantagens:
VANTAGENS
Como vantagem principal, temos a velocidade de obtenção de imagens, o que torna possível
exames pediátricos, estudos cardiovasculares ou outros exames que necessitam de rápido
tempos de exposição.

DESVANTAGENS
Como desvantagens, podemos citar os custos bem maiores e a tecnologia de processamento,
que não é capaz de contabilizar e executar o grande volume de dados que podem ser
adquiridos por esses sistemas.
O avanço tecnológico das gerações de tomógrafos visava à maior velocidade dos cortes
(slices) e do tempo total do exame, sem prejudicar a qualidade das imagens, ao passo que a
tecnologia computacional, ao acompanhar esse avanço, agia principalmente no pós-
processamento das imagens e nos cálculos logarítmicos avançados.
/
 
Fonte: Mourão, 2015.
 Desenho esquemático do sistema de aquisição de dados de corte único e de multicorte.
TC POR FEIXE DE ELÉTRONS – 5ª
GERAÇÃO
Este modelo de tomógrafo é conhecido como Electronic Beam Computed Tomography, EBCT
(Tomografia Computadorizada por Canhão de Elétrons), e não possui tubo de raios X
convencional ou ampola.
NESSA TECNOLOGIA, UM CANHÃO DE ELÉTRONS
GERA UM FEIXE DE ELÉTRONS QUE É ACELERADO,
FOCADO E DESVIADO POR UM CONJUNTO DE
BOBINAS ELETROMAGNÉTICAS AO LONGO DO
TRAJETO, PARA COLIDIR COM UM ANEL DE
TUNGSTÊNIO. QUANDO OS ELÉTRONS ALCANÇAM O
/
ALVO COM ENERGIA SUFICIENTE, HÁ O FENÔMENO
DE GERAÇÃO DE RAIOS X PELA TRANSFERÊNCIA DE
ENERGIA DOS ELÉTRONS PARA O ÁTOMO DE
TUNGSTÊNIO.
Esse fenômeno é idêntico ao que acontece em uma ampola comum de raios X. O feixe é
colimado em forma de leque, atravessando o paciente e atingindo detectores do lado oposto.
VANTAGEM
A vantagem deste equipamento está no fato de não existirem partes móveis, o que sempre é
um fator de limitação na velocidade de geração de imagens nos tomógrafos giratórios. Além
disso, há uma grande melhora na dissipação de calor gerado pela produção de raios X, já que
a pista anódica possui área muito maior e fica um tempo muito menor recebendo o impacto dos
elétrons acelerados.

DESVANTAGEM
Ainda não está sendo comercializado amplamente, devido aos altos custos e à tecnologia
aplicada aos tomógrafos que utilizam radiação ionizante que não podem, simplesmente, serem
descartados, o que geraria uma perda de capital na troca de toda tecnologia tomográfica.
/
COMO OCORRE A AQUISIÇÃO DE
IMAGENS PELAS GERAÇÕES ATUAIS DE
TOMÓGRAFOS
TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA POR
EMISSÃO DE PÓSITRONS (PET-CT, DE
/
POSITRON EMMISSION TOMOGRAPHY –
COMPUTADORIZED TOMOGRAPHY)
A tomografia por emissão de pósitrons (PET) é um exame da medicina nuclear que utiliza
radionuclídeos que emitem um pósitron no momento da sua desintegração. O pósitron (b+)
interage com um elétron do meio estudado fazendo aniquilação. No processo de aniquilação,
as partículas elétron e pósitron se desintegram, gerando 2 fótons com 511 keV cada um, que
são emitidos na mesma direção, mas em sentidos imediatamente opostos. Os fótons são então
detectados ao redor do paciente e os eventos de coincidência são contabilizados, formando a
imagem.
 ATENÇÃO
O exame PET avalia o metabolismo das estruturas analisadas, que podem ser: o osso, o
músculo, o encéfalo, o pulmão, o pâncreas, o fígado, entre outros órgãos.
ESSE MÉTODO JUNTA DUAS MODALIDADES, A PET
QUE AVALIA O METABOLISMO DAS ESTRUTURAS E A
TC QUE PERMITE COMBINAR AS IMAGENS
METABÓLICAS COM AS ANATÔMICAS, OBTIDAS
PELAS DUAS TÉCNICAS. É CONSIDERADO UM EXAME
HÍBRIDO DE EXCELÊNCIA E DE AMPLO DIAGNÓSTICO
PARA O RASTREAMENTO E O PÓS-TRATAMENTO DO
CÂNCER.
O exame é realizado após administração intravenosa de um material radioativoque se
concentra na área do corpo a ser examinada e irá emitir raios gama que serão captados por
um detector de radiações acoplado a um computador que gera as imagens posteriormente.
 Aparelho de PET-TC da Philips.
/
 
Fonte: Wikimedia.
 SAIBA MAIS
Em Oncologia, a principal indicação da PET-TC é para a detecção de tumores e seus avanços
metastáticos. Levando-se em consideração que o exame não detecta apenas a presença de
tumores, mas também é capaz de medir a intensidade luminosa que aparece nas imagens por
meio da análise dessa intensidade, temos noção da atividade metabólica tumoral, pois quanto
maior essa atividade, mais intenso é o brilho.
O PET-TC é um exame essencial nos casos em que há suspeita de metástases que não ficam
óbvias em outros exames de imagem, tornando-se assim uma excelente alternativa diagnóstica
no esclarecimento da benignidade ou malignidade do tumor.
É NECESSÁRIO COMPREENDER QUE A PET-TC NÃO É
UMA NOVA GERAÇÃO DE TOMÓGRAFOS, E SIM,
COMO JÁ DESCRITO AQUI, UM SISTEMA HÍBRIDO.
/
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. QUAL É A GERAÇÃO DE TOMÓGRAFOS QUE NÃO FAZ PARTE DO
SISTEMA HELICOIDAL E AINDA É UTILIZADA NO BRASIL ATUALMENTE?
A) Primeira
B) Segunda
C) Terceira
D) Quarta
2. QUAL ERA A FORMA DO FEIXE DE RAIOS X DA PRIMEIRA GERAÇÃO
DE TOMÓGRAFOS?
A) De lápis (pencil beam)
B) De leque
C) De semicírculo
D) De cone
GABARITO
1. Qual é a geração de tomógrafos que não faz parte do sistema helicoidal e ainda é
utilizada no Brasil atualmente?
A alternativa "C " está correta.
 
Os aparelhos de terceira geração ainda são utilizados em alguns hospitais e clínicas do Brasil.
Apesar de antigos, esses equipamentos ainda encontram manutenção e reposição de suas
peças, com alguma dificuldade.
2. Qual era a forma do feixe de raios X da primeira geração de tomógrafos?
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/
A alternativa "A " está correta.
 
Os aparelhos de primeira geração apresentavam o feixe de raios X muito curto, em forma de
lápis, e isso acarretava a demora de rastreamento total da região de estudo.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Fizemos aqui uma varredura histórica para compreensão da evolução tecnológica da
tomografia, desde os primeiros passos da modalidade até os dias atuais. As análises contidas
nos mostraram a importância de cada geração de tomógrafos acoplada aos ensinamentos
empíricos e cronológicos para a fixação de conceitos introdutórios à disciplina.
Vimos ainda que, junto às gerações de tomógrafos, a evolução tecnológica nos trouxe a
compreensão do sistema helicoidal e a modalidade híbrida PET-TC, que deu suporte aos
exames de imagem médica, além de possibilitar o avanço contínuo, a partir daqui.
REFERÊNCIAS
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ANDRADE, M. E. A. Avaliação da qualidade de imagem e do índice volumétrico de kerma
ar em tomografia computadorizada. Recife: Universidade Federal de Pernambuco, 2008.
CARVALHO, A. P. História da tomografia computadorizada. Rio de Janeiro: Revista
Imagem, 2007.
DOS SANTOS, E. S. NACIF, M. F. Manual de técnicas em tomografia computadorizada. Rio
de Janeiro: Rubio, 2009.
MOURÃO, A. P. Tomografia Computadorizada: tecnologias e aplicações. São Caetano do
Sul: Difusão Editora, 2015.
SOARES, F. A. LOPES, H. B. Tomografia Computadorizada. Florianópolis: Centro Federal de
Educação Tecnológica, 2000.
VALDEZ, J. C. A. Tomografia Computadorizada no diagnóstico e controle do tratamento
das disfunções da articulação temporomandibular. Curitiba: JBA, 2001.
EXPLORE+
Para saber mais sobre os assuntos explorados neste tema, assista ao vídeo História e
introdução à Tomografia, que aborda a metodologia e evolução da tomografia, de acordo
com o professor Mário Trigueiro.
CONTEUDISTA
Henrique Luz Coelho
 CURRÍCULO LATTES
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