Princípios básicos de radiologia

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Princípios básicos de radiologia
Os exames de imagens são utilizados para visualização de estruturas do corpo humano através da interação do indivíduo com algum tipo de energia, sem a necessidade de procedimentos cirúrgicos. Assim, a imagem deve representar as funções fisiológicas e as propriedades anatômicas do local observado, podendo também detectar achados característicos de inúmeras doenças. As imagens podem ser caracterizadas por parâmetros de qualidade, como:
Resolução espacial: é a capacidade de exibir separação física entre duas imagens. O melhor exame nesse quesito é a mamografia, sendo seguido por radiografia, ultrassonografia, tomografia computadorizada e ressonância magnética, respectivamente. 
Resolução temporal: medida de tempo necessária para formar uma imagem. Como exemplo, a tomografia é eficiente nesse aspecto por revelar vários cortes num curto espaço de tempo, enquanto que a ressonância exige vários minutos para gerar a imagem, além de requerer que o paciente fique imóvel e em apneia para não ter interferência na imagem. 
Resolução de contraste: é capacidade de distinguir pequenas diferenças de densidade relacionando com o brilho ou escurecimento da área. A ressonância magnética é o método com melhor resolução de contraste, apresentando vários tons de cinza. 
Não existe hierarquia entre exames, mas aquele adequado de acordo com a situação e o quadro do paciente. De modo geral, tem-se radiografia e tomografia computadorizada como exames utilizando radiação ionizante, enquanto que ultrassonografia e ressonância magnética utilizam radiação não ionizante. 
	Vantagens
	 Desvantagens
	Baixo custo
Amplamente disponível
Rápido
Pode ser feito em qualquer lugar
Menor dose de radiação
Ótima visualização da interface gás/ar e osso
	Pouca resolução anatômica e de contraste
Não permite cortes axiais
Pode esconder estruturas em uma incidência
1) Radiografia 
Os raios X são produzidos pelo bombardeando de um alvo de tungstênio (ânodo) por um feixe definido de elétrons em alta velocidade (emitido pelo cátodo), fato que promove a liberação de partículas de radiação ionizante em todas direções até que elas sejam detidas por uma estrutura que as absorva. Uma placa de metal se posiciona atrás da estrutura a ser analisada, de modo que ela absorve os raios X e promove a formação da imagem.
Assim, a radiografia pode ser estabelecida pela intensidade em que as estruturas corporais absorvem os raios X, em que o grau de escurecimento é proporcional à exposição aos raios. De modo geral, tem-se algumas densidades radiográficas que variam em tons de cinza, como ar (1), gordura (2), partes moles/água (3), ossos (4) e metais (5). As estruturas mais densas absorvem mais os raios X e aparecem em tons de branco, sendo que a intensidade de absorção dos metais depende do seu número atômico e da espessura – quanto maior, mais absorve. Enquanto isso, os objetos mais facilmente penetráveis se apresentam em tons de cinza ou preto. Desse modo, pode-se utilizar alguns termos: 
· Hipodenso: baixo coeficiente de atenuação – fisiológico ou patológico. 
· Isodenso: mesma densidade que o tecido normal que o circunda.
· Hiperdenso: alto coeficiente de atenuação, como calcificações. 
· Radiopacos: mais densos, absorvem os raios X e ficam mais esbranquiçados. 
· Radiotransparentes: menos densos, podem ser facilmente atravessados pelos raios e tomam tons mais escuros. 
Na radiografia também deve-se descrever os contornos (regulares ou irregulares), formas, medidas e limites (precisos ou imprecisos). Quando as densidades são parecidas pode-se adicionar um contraste para melhor visualização das estruturas – como suspensões de bário (oral e retal) e de iodo (oral, retal e parenteral). Os contrastes iodados podem ser iônicos ou não-iônicos, sendo que esse primeiro pode ter mais reações. De modo geral, todos os contrastes podem apresentar reações adversas nos pacientes, como alergias, nefrotoxicidade, náuseas, convulsões, parada cardíaca, entre outras. 
A radiografia projeta uma estrutura tridimensional em uma imagem bidimensional, fato que pode mascarar estruturas, problema que pode ser resolvido pedindo diferentes incidências para visualização total. Para isso, o paciente pode estar em decúbito ou em posição ortostática, tendo como incidências: anteroposterior (AP), posteroanterior (PA), lateral ou perfil, médio-lateral e oblíquas AP ou PA. Além disso, tem-se algumas especiais como axial, tangencial, ápico-lordótica (específica para pulmões) e transtorácica. As imagens também podem ser conjugadas para formar um diagnóstico, como pela associação de uma radiografia em PA e perfil para análise do tórax. 
 Ápico-lordótica
Tangencial
Transtorácica 
Axial
A radiografia utiliza fótons de alta energia – cerca de 1016Hz, fato que pode causar consequências por ionização do DNA, morte celular, geração de radicais livres, mutações e neoplasias, catarata, queimadura com avermelhamento e bolhas, entre outros. De modo geral tem-se um efeito estocástico, em que o dano pode ser induzido por qualquer dose de radiação, mas a probabilidade aumenta quanto maior for a exposição e a dose. Assim, a proteção radiológica com equipamentos plumbíferos e óculos de proteção é imprescindível para a segurança de funcionários, pacientes, acompanhantes e qualquer pessoa que precise se expor à radiação em exames de imagem, além do fato de que os raios são divergentes e podem atingir estruturas que não nos interessam.
	Vantagens
	 Desvantagens
	Acesso fácil 
Rapidez 
Exame dinâmico 
Não usa radiação
Permite uso do doppler
	Operador qualificado dependente 
Gás, gordura e ossos servem como artefatos de atenuação
2) Ultrassonografia
A ultrassonografia é um exame obtido por ondas sonoras não audíveis com frequência entre 3 e 10 MHz, essas que sofrerão reflexão e representarão informações de um determinado órgão ou tecido. É um método seccional, em que mudando o transdutor podemos recolher diferentes imagens e perspectivas do órgão em escalas de cinza. O aparelho de ultrassonografia é composto pela tela para visualização da imagem, pelo comando com teclado e pelos transdutores (linear, convexo, intracavitário e setorial).
O transdutor é composto por cristais piezoelétricos, esses que transformam ondas eletromagnéticas em ondas sonoras – e ao contrário, de modo que o som interage com os tecidos, em que uma parte será refletida e outra poderá ser absorvida pelo objeto, dependendo das características teciduais. O transdutor também consegue calcular a profundidade do objeto e sua localização exata a partir do tempo decorrido entre a emissão do eco e sua leitura pelo transdutor. A frequência do transdutor varia de acordo com a região ou estrutura alvo, de modo que quanto mais profundo menor deve ser a frequência. Sabe-se que quanto menor o comprimento de onda, melhor a resolução da imagem visualizada, então fatores interpostos entre o órgão e o transdutor, como gás e gordura, podem atrapalhar a observação. Poderá ser utilizada para estudo de qualquer região corpórea sem restrição de sexo ou idade, além de poder ser associado ao doppler para avaliação de estruturas vasculares – estudo hemodinâmico não invasivo. As estruturas devem ser comparadas com os tecidos adjacentes e podem ser classificadas em: 
· Anecoicas: não reflete o som e gera reforço acústico posterior, tendo coloração cinza como tecidos moles;
· Hipoecoicas (1): reflete parcialmente o som e não gera reforço acústico posterior, tendo cor preta em líquidos como bile, urina e líquor; 
· Isoecoicas (2): mesma densidade dos tecidos adjacentes;
· Hiperecoicas (3): reflete bem o som e forma sombra acústica posterior (absorve completamente o som), adotando uma coloração branca ao exame, como ossos, cálcio, gordura, cálculos e gases;
Na ultrassonografia pode-se utilizar contraste constituído por microbolhas de gás inerte – que são eliminados pela respiração – para melhorar a definição dos resultados. Como indicações tem-se avalição de vísceras parenquimatosas, avaliação obstétrica, exames em indivíduoscom contraindicação à radiação, entre outros. 
	Vantagens
	 Desvantagens
	Aquisição rápida de imagens
Boa resolução temporal
	Muita radiação
Pode ser necessário uso de contraste
Envolve transporte do paciente
3) Tomografia computadorizada
A tomografia computadorizada se baseia em uma fonte de raios X que é acionada ao mesmo tempo em que se realiza um movimento circular ao redor do paciente por uma ampola rotatória (gantry), sendo que no lado oposto dessa fonte tem-se uma série de detectores que transformam radiação em um sinal elétrico que é convertido em várias imagens digitais em cortes sequenciais. Um sistema de TC envolve gantry, mesa de exames, mesa de comandos, computador para processamento e unidade para distribuição de forças. 
A aquisição pode ser axial em que o tubo gira e depois a mesa se desloca para promover outro corte, enquanto que a técnica helicoidal pelo método de slip-ring permite a rotação contínua do tubo simultaneamente com a mesa, garantindo uma aquisição volumétrica. A quantidade de slices ou canais da tomografia é proporcional ao número de detectores, sendo que quanto mais slices tem-se mais cortes por cada giro de 360º do tubo – um sistema multislice permite centenas de imagens em segundos. Os cortes sempre serão axiais no plano do gantry, mas eles podem ser reconstruídos em cortes sagitais, coronais e tridimensionais.
As imagens construídas variam de acordo com a atenuação da radiação por cada estrutura com diferente densidade, essa que pode ser visualizada dentro de uma escala de contraste em unidades Hounsfield que vai de -1000 a +1000, indo da menor para maior atenuação/densidade (branco), respectivamente – sendo a água representada por 0 UH. 
· Hipodenso ou hipoatenuante: mais preto, baixo grau de atenuação;
· Isodenso ou isoatenuante: mesma tonalidade dos tecidos adjacentes;
· Hiperdenso ou hiperatenuante: mais branco, alto grau de atenuação. 
Como existem vários tons de cinza que nem mesmo podem ser visualizados pelo olho humano, tem-se recursos computacionais que permitem a divisão da tomografia em janelas, em que se ajusta brilho e contraste da imagem para dar ênfase em determinadas estruturas. Assim, a cada janela mostra-se apenas os tons de cinza que nos interessam, de modo que deve ser definida a abertura da mesma determinando os valores máximo e mínimo em unidades Hounsfield. Como exemplos de janelas tem-se para partes moles, parênquima pulmonar, ossos, entre outros. 
A tomografia computadorizada pode exigir o uso de meios de contraste radiodensos para melhor visualização das estruturas – por via oral, retal, endovenosa ou intratecal. A estrutura básica é formada por um anel benzênico que podem ser agregados com átomos de iodo e grupamentos complementares, de modo que podem ser iônicos, não-iônicos (maios seguros) ou isosmolares. A osmolalidade é importante, já que quanto maior a osmolalidade maior a vasodilatação, podendo gerar sofrimento miocárdico por redução brusca da pressão arterial. 
Os contrastes positivos baritados e iodados podem ser administrados por via oral cerca de duas horas antes do início do exame, sendo que ar, água e gordura são meios de contraste negativos que podem ser utilizados. O contraste por via retal é feito para preencher cólon sigmoide e ampola retal, em que o iodado é o mais utilizado. Os contrastes iodados podem ser utilizados por via endovenosa, sendo injetados 1-2 ml/kg por bomba em uma veia periférica com fluxo de 3 a 5 ml/s, mas exige cautela em decorrência das reações adversas (leves, moderadas e graves), sendo necessário avaliar os fatores de risco. Podem ser usados corticoesteroides profiláticos, além de administrar medicações para corrigir possíveis complicações, como broncoespasmo (2 ou 3 puff de Aerolin), alergia (difenidramina), choque anafilático (adrenalina 1:1000 0,1 a 0,3ml diluído em 10 ml de água destilada) ou hipotensão (atropina 0,6-1,0mg IV). 
A tomografia computadorizada com contraste pode ser adquirida em fases de acordo com a passagem da substância pelo organismo: 
· Fase oral ou pré-contraste: realizada sem meio de contraste, importante para detecção de calcificações e infiltrações gordurosas; 
· Arterial: realizada cerca de 20 a 30 segundos após injeção de contraste, tendo melhor visualização de artérias com realce de pâncreas, córtex renal e baço;
· Portal: realizada de 45 a 60 segundos após uso do contraste, tendo realce de veia porta e parênquima hepático;
· Equilíbrio ou nefrográfica: de 80 a 95 segundos após contraste com parênquima e medula renal homogêneo;
· Tardia ou excretora: 5 minutos após injeção do meio de contraste, em que todos os órgão estão homogêneos e o contraste está sendo excretado pelos trato urinário. 
	Vantagens
	 Desvantagens
	Ausência de radiação ionizante
Alta resolução de contraste
	Duração do exame
Deslocamento de estruturas ferromagnéticas
Interferências em aparelhos implantados
Claustrofobia 
Tempos de apneia 
Pode necessitar contraste
4) Ressonância magnética
 A ressonância magnética é fundamentada pela emissão de radiofrequência pulsada na presença de um forte campo magnético, a fim de interagir com os prótons teciduais e gerar imagens de alta qualidade do corpo humano. É um exame que emprega cortes seccionais em qualquer plano, apesar de ser mais utilizado os modelos axiais, coronais e sagitais. Existem alguns termos que podem ser utilizados na descrição da imagem: 
· Hiposinal ou hipointenso: mais escuro, com menor energia e menor grau de contraste.
· Isosinal ou isointenso: mesma coloração. 
· Hipersinal ou hiperintenso: mais claro, com maior energia e alto grau de contraste. 
Os núcleos de hidrogênio geralmente estão dispostos de forma aleatória, mas irão se alinhar quando expostos a um campo magnético. Depois, o paciente será exposto temporariamente a uma perturbação por um pulso de radiofrequência, de modo que os prótons ganham energia externa e entram em ressonância, mudando seu alinhamento. Quando esse pulso é desligado ocorre o realinhamento dos prótons e perda de energia, tendo retorno da magnetização longitudinal (T1) e perda da magnetização transversal (T2). Assim, a imagem poderá ser classificada em ponderações T1, T2 e DP. 
Recuperação longitudinal (T1): é o tempo para que os prótons transfiram o excesso de energia e voltem ao menor estado energético. Depende da composição do tecido e de seus adjacentes, em que quanto maior a quantidade de água no tecido mais demorada será a recuperação longitudinal (hiposinal), enquanto que a gordura recupera rapidamente (hipersinal). Assim, uma imagem em T1 deve conter um tempo de repetição (TR) rápido < 700ms e tempo de ECO (TE) de 5 a 25ms para que o tempo de recuperação seja curto e a imagem apresente apenas a gordura em seu alto grau de contraste, dando ênfase para estruturas ricas em lipídios. É útil para visualizar a anatomia normal e patologias quando se faz a administração de gadolínio. 
Como estruturas que apresentam hipersinal tem-se gorduras, lipoma intraósseo, melanina, cistos com líquidos proteináceos e contraste paramagnético. Enquanto isso, MAV, água, esclerose, infecções, fibrose e edemas terão hiposinal. 
Recuperação transversal (T2): é o processo de troca de energia entre os núcleos de prótons vizinhos. Como as moléculas de água se movem rapidamente os prótons demoram mais tempo para perder a fase, tendo T2 longo. Enquanto isso, moléculas grandes que não se movem tão rapidamente, como as gorduras, possuem T2 curto com decaimento rápido. Em uma imagem com ponderação em T2 necessita-se de um TR > 2000ms e um TE > 60ms para que tenha tempo de a água recuperar energia e apresentar alto grau de contraste, apesar do fato de que a gordura também brilha, mas o líquido está com amplitude máxima – mais claro. TR = tempo de repetição entre um pulso e outro
TE = tempo de eco entre um pulso e a amplitude máxima do sinal
É útil para visualização de patologias nos tecidos, sendo que os processos patológicos com edema e aumento de vascularização possuem sinal intenso em T2. Como estruturas que tem hipersinalem T2 tem-se líquor, líquido sinovial, infecções, inflamações, edemas, tumores e água livre ou ligada a proteínas. Todavia, ferro, melanina e mielina ficarão mais apagados com hiposinal. 
Os tecidos diferentes apresentam valores distintos de T1 e T2, fato que serve para gerar contraste entre os tecidos na ressonância magnética. Algumas estruturas podem apresentar ausência de sinal em T1 e T2, como: ar, sangue com fluxo rápido, ligamentos, tendões, osso cortical, hematoma agudo, tecido cicatricial e calcificações – ficando bem escuro. Por outro lado, hemangiomas, sangue lento e hemorragia subagudas poderão brilhar e apresentar hipersinal em ambas ponderações. 
Densidade de prótons (DP): se sobressairá reduzindo a intensidade das ponderações T1 e T2. Assim, utiliza-se um TR longo > 2000ms (prejudica sinal da gordura) e TE curto de 5 a 25ms (prejudica sinal dos líquidos). É utilizada para estruturas como meniscos, ligamentos e protocolos de músculos esqueléticos. 
Ponderação T2*: demonstra um efeito angiográfico, mielográfico ou artrográfico por ser útil na detecção de substâncias paramagnéticas como metahemoglobina e hemossiderina. Poderá ser utilizado para diagnóstico de hemocromatose, hemorragias intracranianas, MAV, esclerose múltipla e tumores. 
FLAIR: usado em exame de crânio semelhante ao T2, mas o líquido fica preto e o sinal do líquor é saturado, esse que ficará brilhante. Assim, pode-se realizar o estudo do encéfalo e evidenciar lesões no parênquima cerebral. 
O gadolínio será um agente paramagnético utilizado como contraste, de modo que ele encurta os tempos de relaxamento e melhora a eficiência de T1 e T2. Ele será tóxico em seu estado livre, mas poderá ser utilizado em associação com um quelante DTPA, sendo seguro para administração. Pode apresentar uma reação adversa rara de fibrose nefrogênica com redução da taxa de filtração glomerular. Como contraindicações tem-se realização do exame em pacientes com marcapasso cardíaco, aparelhos auditivos, cardiodesfibriladores, próteses vasculares, entre outros. 
O PACS é um sistema digital de armazenamento e compartilhamento de imagem, fato que reduziu o custo operacional. O RIS é o sistema operacional entre o compartilhamento de imagens, armazenamento e dados cadastrais do paciente, gerando custos e acesso ao prontuário. 
Princípios básicos de radiologia – Dr. Adir Pires