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AULA - CR-DR - Prof Paulo Mazoncini

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Radiografia Digital: CR & DR
	Prof. Dr. Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques
		 (pmarques@fmrp.usp.br)
		Centro de Ciências das Imagens e Física Médica – CCIFM
				(http://cci.fmrp.usp.br) 
 
		Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto – FMRP/USP
				(http://www.fmrp.usp.br)
1
Considerações Iniciais 
 Aproximadamente 75% do total de exames de um serviço de radiodiagnóstico referem-se a exames de radiografia geral (filmes planos).
 Existem três formas de se obter uma radiografia digital:
 CR (Computed Radiography)
 DR (Digital Radiography)
 Digitalizadores de filme
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
2
Considerações Iniciais
BENEFÍCIOS
 Redução drástica da repetição de exames por sub ou sobre exposição.
 (possível) Diminuição da dose do paciente.
 (possível) Aumento da eficiência do serviço. 
 Aumento de interatividade entre radiologista e clínico.
The Essential Physics Of Medical Imaging. Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt Jr. EM, Boone JM. Lippincott Williams  Wilkins, Philadelphia, USA, 2002.
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
3
Considerações Iniciais 
BENEFÍCIOS
 Não há perda (ou roubo) de filmes.
 Otimização da visualização de tecidos moles.
 (possível) Distribuição e visualização remota de imagens.
 (possível) Processamento para auxílio ao diagnóstico.
 (possível) Redução de custos.
The Essential Physics Of Medical Imaging. Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt Jr. EM, Boone JM. Lippincott Williams  Wilkins, Philadelphia, USA, 2002.
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
4
Considerações Iniciais 
ALGUNS PROBLEMAS
 Custo elevado:
 $150.000 - $450.000 para CR ($700 - $800 por reposição de placa de imagem ou cassete - vida útil da placa de imagem de 2000 – 6000 exposições).
 $350.000 por sala para DR.
 Resistência de uso por parte de médicos não radiologistas (p.e. cirurgiões).
 Rápida obsolescência da tecnologia computacional.
 Não é “plug and play”.
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
5
Radiologia Digital 
Computed Radiography (CR)
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
6
Radiologia Digital - CR
 Computed Radiography (CR) é o nome comercial para Sistema Detector à base de Fósforo Foto-estimulável (PSP – photostimulable phosphor detector).
 A primeira patente para CR foi solicitada em 1975 por Luckey G. nos EUA.
 O primeiro CR comercial foi introduzido na prática clínica no Japão pela Fuji, em 1983. Nos EUA o CR foi introduzido na rotina clínica a partir de 1992.
 Quando os raios X atingem o detector e são absorvidos pelo PSP, parte de sua energia é armazenada e pode ser lida posteriormente – daí o nome de fósforos de armazenamento (storage phosphors) ou placas de imagem (imaging plattes).
 As placas de imagem são feitas de fluor-haleto de bário dopado com europeum (barium fluoro halide: europeum), onde o haleto pode ser brometo ou iodeto. 
 A dopagem cria armadilhas na estrutura cristalina do PSP nas quais os elétrons excitados pelos raios X ficam presos, formando uma imagem latente.
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
7
Radiologia Digital - CR
 Quando o PSP é exposto a uma luz com comprimento de onda adequado (700nm – vermelho) os elétrons aprisionados são estimulados e conseguem se libertar das armadilhas e podem, então, decair para seu estado não excitado através da emissão de luz (350nm-550nm – azul-verde).
 A luz emitida é capta por um tubo fotomultiplicador (PMT), que gera um sinal elétrico, que é digitalizado e armazenado na memória do computador.
The Essential Physics Of Medical Imaging. Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt Jr. EM, Boone JM. Lippincott Williams  Wilkins, Philadelphia, USA, 2002.
8
Radiologia Digital - CR
PROCEDIMENTO PARA OBTENÇÃO DA IMAGEM:
 O cassete com a placa de imagem dentro é colocado na bandeja do “bucky”
 Uma exposição é feita
 O cassete é removido da bandeja do “buck” e inserido no leitor de imagem. Dentro do leitor, a placa de imagem é retirada do cassete e exposta à luz de um laser (+ de uma vez), que lê a informação da Placa e a radiografia aparece no computador.
 A placa de sinal é apagada ainda dentro do leitor, inserida no cassete e devolvida, pronta para uma nova exposição
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
9
Radiologia Digital - CR
VANTAGENS:
 A imagem gerada é digital
 utiliza os equipamentos de raios X já existentes no serviço
 É móvel, facilita utilização fora de sala
 Excelente qualidade de imagem
 Inicialmente menos caro que o DR
DESVANTAGENS:
 Necessita de placas de imagem e cassetes
 Não existe ganho real de tempo em comparação com o sistema tradicional (tela/filme)
 É necessário comprar um leitor de imagem
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
10
Radiologia Digital 
(Direct) Digital Radiography (DR)
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
11
Radiologia Digital - DR
 Direct Digital radiography (DR) é um método de radiografia digital que utiliza um sensor digital para obtenção da imagem. O sensor pode ser fixo em uma mesa ou estativa, ou ligado ao computador do DR por meio de fios (atualmente não existe solução “wireless”).
 Os sensores podem ser de Amorfo de Selenium (Amorphous Selenium) ou Amorfo de Silicone (Amorphous Silicon). 
 Durante a exposição, a interação dos raios X com o material do sensor libera elétrons que são lidos por um conjunto de transistores presentes em uma camada abaixo do sensor, gerando um sinal elétrico que é digitalizado e armazenado na memória do computador.
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Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
12
Radiologia Digital - DR
PROCEDIMENTO PARA OBTENÇÃO DA IMAGEM:
 O sensor de obtenção de imagem é exposto aos raios X
 A imagem aparece na tela do computador
The Essential Physics Of Medical Imaging. Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt Jr. EM, Boone JM. Lippincott Williams  Wilkins, Philadelphia, USA, 2002.
13
Radiologia Digital - DR
VANTAGENS:
 Aquisição imediata da imagem
 Não utiliza placas de imagens e nem cassetes
 Excelente qualidade de imagem
DESVANTAGENS:
 Mais caro que o CR
 Não é prático para radiografia móvel
 O sensor de imagem é muito mais caro do que a placa de imagem e o cassete
 Em geral, a adaptação para uso com equipamentos já existentes no serviço é difícil e pode não ser possível
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
14
TENDÊNCIAS 
 Em alguns anos, é provável que todas as modalidades de imagem sejam digitais.
 Inicialmente o CR deverá se tornar a modalidade dominante para a radiologia geral, devido ao seu custo menor e adaptação aos equipamentos já existentes nos serviços. 
O CR deverá ter seu custo bastante reduzido ($60.000), tornando-se uma opção inclusive para serviços com pequeno volume de exames.
 Em serviços com grande volume de exames de radiografia geral, o CR deverá ser gradualmente substituído por unidades de radiografia digital direta (DR), conforme forem ocorrendo substituições de equipamentos.
 Com uso de tecnologia “wireless” o DR pode se tornar também uma boa opção para procedimentos fora de sala.
 O DR deverá também ser uma alternativa para as salas de fluoroscopia. 
 Soluções mistas utilizando DR e CR deverão existir por muito tempo.
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível15
Quais são os benefícios reais da radiografia digital?
 
Benefícios relacionados ao paciente:
 diminuição da dose recebida pelo paciente (até 50% de redução c/ DR)
 
Benefícios relacionados ao diagnóstico:
 correção de sobre e sub-exposição (exames no leito) 
 melhoria na visualização de tecido mole (processamento de imagem)
 visualização simultânea e remota de imagens (teleradiologia)
 diagnóstico auxiliado por computador (CAD)
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
16
Benefícios relacionados ao serviço (“pay back”):
 diminuição de custos (diminuição de repetições, redução do uso de filmes, cassetes, químicos, etc...) 
 aumento de eficiência (CR:7,60 min, TF:7,49 min, DR:2,92min)
 Benefícios (financeiros) significativos  ambiente sem filme
Taxa de transição para ambiente sem filme nos EUA
Fonte: Dorenfest & Assoc. and eDictation estimates, 2003
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
17
Rede de alta 
velocidade
HIS/MIS
Arquivamento
Modalidade 
de Imagem
Web-based RIS/PACS/EMR
RIS
Estação de 
visualização
HL-7
DICOM
PACS
Firewall
PACS
DB
DICOM
RAID
Reconhecimento de voz
Ambiente sem Filme
18
1 dia
Arquivo de raios-X
Técnico
Paciente
Radiologista
Recepicionista
Clínico
Solicita
Secretária
Envio resultado
Agenda
Dita laudo
Assina
Fax, correio, entrega
Recebe laudo
Exame
Revela, imprime
Filmes anteriores
Transcreve
Diagnóstico por Imagem – Processo Convencional Ideal 
Arquivo de raios-X
Técnico
Paciente
Radiologista
Recepcionista
Cínico
1-3 dias
Solicita
Secretária
Envio resultado
Agenda
Dita laudo
Assina
Fax, correio, entrega
Recebe laudo
Exame
Revela, imprime
Filmes anteriores
Transcreve
dano/perda
perda
Cobra o Radiologista
atraso
atraso
Sobre, subexposição
Diagnóstico por Imagem – Processo Convencional Real
Arquivo de raios-X
Técnico
Paciente
Radiologista
Recepcionista
Clínico
1-3 horas
Solicita
Secretária
Envio resultado
Agenda
Dita laudo
Assina
Fax, email, entrega
Recebe laudo
Exame
Revela, imprime
Filmes anteriores
Transcreve
dano/perda
perda
Cobra o Radiologista
atraso
atraso
Sobre, subexposição
Computador distribui/gerencia a informação, eliminação de filmes
Diagnóstico por Imagem – 
Processo Totalmente Digital (HIS-RIS-PACS)
Filmless Radiology Impact at HUP
Goldszal et al. Acad Radiol 2004; 11:96-102
Goldszal et al. Acad Radiol 2004; 11:96-102
Re-allocation of film budget = PACS
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
199819992000200120022003200420052006
PACSReporting
Film/Film Library Costs & Total Exams Over Last 10 Years
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
$0
$500,000
$1,000,000
$1,500,000
$2,000,000
$2,500,000
$3,000,000
$3,500,000
$4,000,000
Year
Costs (Red/Solid)
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
Exams (Blue/Dashed)
Department-wide
adoption of PACS 
Chart2
	1977579	1992	177267.451959894
	2291298	1993	186130.824557889
	2410785	1994	195437.365785783
	2625191	1995	205209.234075073
	2416133	1996	215469.695778826
	2936584	1997	226243.180567768
	3771075.08	1998	237555.339596156
	3316481	1999	249433.106575964
	2637691	2000	261904.761904762
	2300000	2001	275000
Department-wide
adoption of PACS
Costs
Year
Exams
Year
Costs (Red/Solid)
Exams (Blue/Dashed)
Film/Film Library Costs & Total Exams Over Last 10 Years
Chart1
	1992
	1993
	1994
	1995
	1996
	1997
	1998
	1999
	2000
	2001
Year
Costs
Film/Film Library Costs at HUP
1977579
2291298
2410785
2625191
2416133
2936584
3771075.08
3316481
2637691
2300000
Sheet1
	Department of Radiology - HUP
	Film expenses
	Section	Cost Center	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002		2001
												YTD Jan '01	projection		budget
	Physics	7300	34,603.00	48,250.00	50,524.00	51,662.00	16,726.00	36,780.00	42,345.00	46,117.00	28,616.00	18,376.00	25,932.00		$ 38,000.00
	Silver/Mamm	7340	169,181.00	165,902.00	177,646.00	211,936.00	226,909.00	269,390.00	209,264.00	140,118.00	117,796.00	55,575.00	110,196.00		$ 30,000.00
	GI/GU	7350	112,831.00	117,738.00	90,243.00	87,467.00	89,226.00	79,529.00	56,107.00	28,318.00	19,201.00	11,194.00	21,424.00		$ 5,250.00
	Neuro	7360	61,668.00	26,568.00	4,693.00	13,329.00	11,770.00	10,577.00	12,498.00	24,669.00	12,308.00	5,414.00	8,992.00		$ 3,249.00
	Angio	7380	61,637.00	50,755.00	69,918.00	67,669.00	62,341.00	60,042.00	69,556.00	44,147.00	31,447.00	15,557.00	19,488.00		$ 7,749.00
	NucMed	7400	19,745.00	21,229.00	15,929.00	22,327.00	28,518.00	20,427.00	22,401.00	25,349.00	13,499.00	8,021.00	23,620.00		$ 3,501.00
	Bone/chest	7420	174,447.00	253,472.00	226,051.00	271,208.00	236,490.00	371,825.00	450,863.00	236,202.00	43,281.00	12,595.00	40,092.00		$ 12,501.00
	CT	7430	168,685.00	260,024.00	299,044.00	308,097.00	344,901.00	468,043.00	615,129.00	489,186.00	450,410.00	200,681.00	393,716.00		$ 99,501.00
	Ultrasound	7440	51,400.00	61,424.00	57,890.00	74,102.00	64,362.00	52,275.00	10,636.00	9,461.00	5,240.00	3,127.00	8,340.00		$ 2,499.00
	MRI	7450	270,548.00	291,756.00	358,599.00	341,261.00	185,117.00	171,183.00	346,835.00	366,319.00	284,801.00	126,349.00	210,996.00		$ 52,749.00
	MRI Wayne	7455				17,486.00	89,857.00	174,595.00	101,239.00	66,321.00	80,366.00	31,769.00	80,004.00		$ 20,001.00
	TOTAL:		$1,124,745.00	$1,297,118.00	$1,350,537.00	$1,466,544.00	$1,356,217.00	$ 1,714,666.00	$ 1,936,873.00	$ 1,476,207.00	$ 1,086,965.00	$ 488,658.00	$ 942,800.00		$ 275,000.00
	Chemistry expenses
	Silver/mammo	7340	Different budget	19,370.00	18,201.00	19,373.00	17,762.00	16,042.00	6,214.63	10,077.00	7,807.00	5,510.00	5,864.00		$2,751.00
	GI/GU	7350		12,134.00	11,064.00	11,965.00	10,969.00	4,618.00	5,285.32	3,165.00	2,420.00	886.00	1,356.00		$750.00
	Neuro	7360		3,682.00	891.00	1,839.00	1,984.00	1,731.00	1,592.99	3,500.00	3,124.00	1,552.00	2,716.00		$1,050.00
	Angio	7380		6,546.00	7,493.00	8,194.00	8,297.00	7,052.00	7,236.14	6,955.00	7,521.00	3,294.00	6,144.00		$2,001.00
	Nuc Med	7400		2,683.00	2,916.00	1,678.00	539.00	0.00	0.00
	Bone/chest	7420		29,485.00	28,793.00	33,359.00	24,305.00	20,653.00	26,946.46	29,266.00	8,312.00	4,850.00	5,260.00		$2,001.00
	CT	7430		6,842.00	23,864.00	19,791.00	17,274.00	20,335.00	19,485.61	24,672.00	25,033.00	15,067.00	18,408.00		$6,000.00
	US			8,126.00	3,777.00	5,117.00	4,011.00	2,874.00	565.48
	MRI	7450		19,484.00	19,705.00	20,346.00	16,610.00	18,998.00	23,184.34	25,562.00	19,537.00	9,011.00	12,940.00		$6,750.00
	MRI Wayne	7455				479.00	2,587.00	6,156.00	6,876.00	6,207.00	4,912.00	1,105.00	7,000.00		$1,824.00
	TOTAL:			$108,352.00	$116,704.00	$122,141.00	$100,553.00	$98,459.00	$97,386.97	$109,404.00	$78,666.00	$41,275.00	$59,688.00		$23,127.00
	Film library expenses
	7320		$852,834.00	$885,828.00	$943,544.00	$1,036,506.00	$959,363.00	$1,123,459.00	$1,736,815.11	$1,730,870.00	$1,472,060.00	$762,208.00	$1,309,020.00		$374,823.00
			$1,977,579.00	$2,291,298.00	$2,410,785.00	$2,625,191.00	$2,416,133.00	$2,936,584.00	$3,771,075.08	$3,316,481.00	$2,637,691.00	$1,292,141.00	$2,311,508.00	$0.00	$672,950.00
Sheet2
	Year	Costs	Exams
	1992	$1,977,579.00	177267.451959894
	1993	$2,291,298.00	186130.824557889
	1994	$2,410,785.00	195437.365785783
	1995	$2,625,191.00	205209.234075073
	1996	$2,416,133.00	215469.695778826
	1997	$2,936,584.00	226243.180567768
	1998	$3,771,075.08	237555.339596156
	1999	$3,316,481.00	249433.106575964
	2000	$2,637,691.00	261904.761904762
	2001	$2,300,000.00	275000
&A
Page &P
Sheet2
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Year
Costs
Film/Film Library Costs at HUP
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Sheet3
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&A
Page &P
Year
Costs
Exams
Year
Costs
Exams
Film Costs & Exams Per Yr
Sheet4
	2001	275,000	1992	177267.451959894
	2000	261,905	1993	186130.824557889
	1999	249,433	1994	195437.365785783
	1998	237,5551995	205209.234075073
	1997	226,243	1996	215469.695778826
	1996	215,470	1997	226243.180567768
	1995	205,209	1998	237555.339596156
	1994	195,437	1999	249433.106575964
	1993	186,131	2000	261904.761904762
	1992	177,267	2001	275000
&A
Page &P
Sheet5
	
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Sheet6
	
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Sheet7
	
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Sheet8
	
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$10.0
x$1M
Years
Cumulative Costs
PACS plus Residual Film
Film Operation
A = $53.2M
A' = $36.7M
Chart1
	9.4	5
	8.5	5.4
	7.3	5.832
	2.7	6.29856
	2.2	6.8024448
	2.2	7.346640384
	2.2	7.9343716147
	2.2	8.5691213439
A = $53.2M
A' = $36.7M
PACS plus Residual Film
Film Operation
Years
x$1M
Cumulative Costs
Sheet1
	1	$7.4	$5.0	$2.0	$9.4		$53.2
	2	$7.0	$5.4	$1.50	$8.5		$36.7
	3	$6.3	$5.8	$1.00	$7.3		$16.5
	4	$1.7	$6.3	$1.00	$2.7
	5	$1.2	$6.8	$1.00	$2.2
	6	$1.2	$7.3	$1.00	$2.2
	7	$1.2	$7.9	$1.00	$2.2
	8	$1.2	$8.6	$1.00	$2.2
Sheet1
	
A = $53.2M
A' = $36.7M
PACS plus Residual Film
Film Operation
Years
x$1M
Cumulative Costs
Sheet2
	
Sheet3

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