Física em Ultrassonografia

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Física em Ultrassonografia, tomografia computadorizada 
e ressonância magnética 
Aula EAD 
Esses métodos geram imagens em cortes seccionais 
 
Tomografia computadorizada 
• Limitações da radiografia convencional → sobreposição dos tecidos, mesmo fazendo em 
vários planos temos a sobreposição de várias costelas, coração, pulmão. Tecidos com 
densidade própria são muito dificilmente separados 
• A TC foi feita com o objetivo de superar essas dificuldades 
Formação da imagem 
 
• Coeficiente de atenuação (característica do tecido, espessura e composição anatômica) 
• A qualidade de imagem dos primeiros tomógrafos era bem ruim, mas 
já dava para diferenciar um pouco os tecidos. As TC mais recentes se 
tem uma boa diferenciação 
• A TC apresenta a capacidade de realizar uma construção 3D dos tecidos 
Planos de corte 
• Existem 3 tipos de corte 
o axial ou transversal (superior e inferior); 
o Coronal (região anterior e posterior); 
o Sagital (lado direito e esquerdo) 
• O lado direito é o lado esquerdo da imagem 
História 
• 1 geração → basicamente uma fonte emissora de raio-x e um detector 
do outro lado. Se tinha um feixe único que ia em direção ao monitor o 
Os RX colimados são 
direcionados para a 
região do plano de corte 
desejado
as estruturas atravessadas 
por esses raios absorvem 
uma certa quantidade de 
energia, proporcional ao seu 
coeficiente de atenuação 
a radiação que consegue 
atravessar o corpo é 
captada pelos detectores. 
A radiação que inicide 
nos detectores é 
captada e digitalizada 
recontrução por 
algoritmos matemáticos 
imagens em escala de 
cinza
gentre que rodava em 180°. Exame bastante incomodo, sendo que só dava pra fazer da 
região encefálica 
• 2 geração → mecanismo parecido, agora o feixe era em leque 
• 3 geração → feixe em leque, porém em vez de só em 80 graus 
(gentre gira em 360 graus) 
• 4 geração → TC helicoidal (a maca anda e o tubo vai girando 
junto), fez que pudéssemos usar até contraste. Fui uma grande 
revolução 
• 5 geração → Multislice, a cada giro do gentre nós conseguimos 
adquirir mais de uma fatia de imagem, cada fileira de detectores é conhecida como canal. 
o Cortes mais finos; aquisições mais rápidas; TC tornou-se volumétrica; 
reconstrução interativa; modulação de dose 
• Uma vez que o detector recebe a informação da 
radiação a reconstrução da imagem passa por 
processos diferentes, uma imagem 3d e cada 
voxel em seu valor próprio de atenuação → voxel 
(um pixel só que em 3D) . O grau de atenuação é 
dado em unidades Hounsfield (UH) 
• O conceito na radiografia de densidade é algo 
muito subjetivo, porém na TC é super objetivo, 
cada uma tem um valor específico 
Janela de densidade 
• O Olho humano não tem a capacidade de identificar a 
escala de Hounsfield, então temos que escolher as janelas 
que queremos identificar 
• Tem que fazer o janelamento, nessa primeira imagem, se 
consegue distinguir muito bem entre a gordura, o músculo, 
o tronco da artéria pulmonar e a aorta, porém o 
parênquima pulmonar não é visto muito bem 
• Na segunda imagem já conseguimos ver o parênquima 
pulmonar, lembrando que essas imagens são feitas em um 
só momento, a diferença delas é só o processamento que 
pode ser indo mudado 
Meios de contraste 
• Iodo (positivo → fica branco, ele é um metal) 
• PEG (negativo → região do lúmen intestinal mais 
hiperdensa) 
• Água (negativo → distenção do estômago) 
• Ar (pulmão → contraste natural) 
Ultrassonografia 
• Ondas acústicas com frequência acima de 20.000 hertz 
• História → físicos descobrira o efeito piezoelétrico (energia e som) 
o Segunda guerra mundial foi usado para a criação de sonares 
o 1963 → produção comercial de equipamentos de US 
• Nós temos diversos transdutores, sendo que cada um tem um objetivo. 
o Superfície → frequência mais alta (melhor resolução, porém não consegue 
ultrapassar muito bem as estruturas). Mama, músculo esquelético e tireoide. 
o Profundos (vários cm de tecido) → menor frequência, 
TC helicoidal 
• Geração e emissão da onda → interação com os tecidos (gradientes de impedância 
acústica) → captação da onda refletida → processamento da imagem 
o A onda bate e volta 
o Meio sem interface acústica → anecogênico, imagem preta 
o Meio com interface acústica → ecogênico, imagem branca 
▪ A quantidade de reflexão é determinada pelo gradiente de impedância 
acústica dos materiais que forma a interface 
• Ultrassonografia → só médico pode fazer (o resto é feito por 
técnico e laudado por médicos. 
• A imagem fica com um aspecto meio arredondado → de 
superficial para profundo. Sangue ou líquido é anecoico (fica 
preto). 
• Ecogenicidade → quando tem líquido fica sem 
interface acústica. Se no lugar que era pra ter 
líquido, mas está todo branquinho 
(hiperecogênica) com sombra acústica posterior 
(significa que o som chegou e foi refletido de volta ao transdutor → na 
vesícula significa cálculo). 
• Rim → ele tem uma região mais hipoecogênica periférica e outra 
região central mais hiperecogênica → gordura) 
• O som é direcionado para a pele e vai para uma região mais 
profunda. US de mama → região anecoica com reforço acústico 
posterior = cisto 
• Formação ovalada na bile com sombra (a 
maioria do som não consegue passar → 
sombra acústica posterior), nesse caso é um 
cálculo (conteúdo mais gorduroso é mais 
anecoico como a calcificação) 
• O princípio está relacionado a impedância acústica. A formação da 
imagem é baseada na reflexão do som. 
o A reflexão depende de uma interface refletora, presente nas junções de tecidos com 
propriedades físicas diferentes. Não é a densidade que importa e sim a impedância. 
o Em meios homogêneos o som não encontra interfaces refletoras 
• Efeito doppler → ocorre quando o refletor do pulso ultrassônico está em moimento em 
relação ao transdutor → o eco recebido terá uma frequência diferente daquela gerada 
pelo equipamento → presença, direção e velocidade do fluxo sanguíneo 
o Se o movimento vai em direção ao transdutor leva a um aumento da frequência 
o A alteração de frequência é diretamente proporcional à velocidade da interface ao 
transdutor → efeito Doppler 
o Doppler renal → avaliação das artérias e veias. Quem 
coloca a legenda é o ultrassonografista 
o Doppler de carótidas → verificação de alteração de 
fluxo... 
o Ecocardiografia → ultrassom com Doppler do coração 
• Vantagens: 
o Custo menor 
o Disponibilidade 
o Não invasivo e não utilização 
radiação ionizante 
o Bem tolerado 
o Dinâmico 
o Guias biópsias, punções e 
drenagens 
• Desvantagens: 
o Examinador-dependente → qualquer método é examinador dependente em algum 
modo 
o Pacientes com curativos, sondas, cateteres, cicatrizes e obesos (implicam 
dificuldade, mas não é impossível ou inviável) 
o Não se aplica a estudo de estruturas ósseas ou preenchidas por gás 
• Ultrassonografia obstétrica → acompanhamento de medidas, datação correta do parto, 
transluscência nucal (alteração cromossômica) 
o Ultrassonografia 3D-4D → ligação mãe e filho 
• Contraste → microbolhas (ainda ta no início da utilização, mas já tendo resultados) 
Ressonância magnética 
• Ressonância magnética é a propriedade física exibida por núcleos de determinados 
elementos (H+) que, quando submetidos a campo magnético forte e excitados por ondas 
de rádio em determinada frequência, emitem sinal, o qual pode ser captado por uma 
antena e transformado em imagem 
• Escolhemos o hidrogênio para a ressonância pois: 
o O hidrogênio é o mais abundante no corpo humano, carca de 10% do peso corporal 
deve-se ao hidrogênio 
o As características de RM se diferem bastante entre o hidrogênio presente no tecido 
normal e no tecido patológico 
o O próton de hidrogênio possui o maior momento magnético e, portanto, a maior 
sensibilidade a RM 
• Equipamento → parecido com a tomografia, porém o gentre émais profundo 
• RM vs RNM → as duas são ressonância magnética, hoje se tem a preferência pelo 
primeiro nome 
• O aparelho de ressonância magnética é um grande 
imã. Esse imã serve para alinhar os momentos 
magnéticos dos átomos de hidrogênio 
• Além do imã temos algumas peças que emitem 
radiofrequência, podendo gerar um gradiente 
• O paciente pode ter a bobinas → capta o sinal dos 
prótons e emite a radiofrequência 
• Em termos gerais o paciente entra no aparelho, os seus átomos de hidrogênio ficam 
alinhados com o eixo z, excitamos eles pela frequência de larmor e devido a isso eles vão 
acabar apontando opara o eixo y. Quando o pulso de radiofrequência for interrompido a 
tendência é voltar para o eixo z (campo magnético atrai) ao retornar ele devolve o sinal 
por meio de rádio frequência, isso é captado pela bobina e se torna imagem). 
o O tempo que o átomo de hidrogênio 
demora para voltar ao eixo z é 
chamado de T1. 
o Tecidos com gordura tem sinal alto 
em T1 
• Além de mudarem de eixo eles ficam mais 
organizados entre si (nado sincronizado). 
Quando o pulso é interrompido se tem a 
tendência a desorganização ela causa um 
outro sinal (t2), magnetização transversal 
(dessincroniza). 
o Tem diferença se ta em meio a gordura ou água 
• Com T1 e T2 se consegue diferenciar os tecidos do corpo 
 
• Quando o estímulo dos gradientes e dos pulsos de radiofrequência cessa, os prótons em 
rotação começam a voltar ao seu estado original e 
perdem energia → indução de sinal em uma bobina 
receptora, que é transformado em imagem 
• Cada sequência de ressonância magnética forma a 
imagem em uma ponderação diferente 
• Gordura fica mais clara, substância branca fica branca 
em T1 
• Além das sequencias T1 e T2 temos as imagens pré e pós 
contraste. Os vasos ficam mais evidentes, mas a 
intensidade de sinal fica parecida 
• A TC e a ressonância magnética pode fazer 
as angiografias → avaliação dos vasos 
• O contraste tecidual em ressonância 
magnética depende da concentração de H+ e 
das características de relaxamento do H+ nos 
vários tecidos 
oImagem hiperintesa (branca 
o Imagem hipointensa (preto) 
o Ausência de sinal 
o Sinal intermediário 
• Vantagens 
o Não usa a radiação ionizante 
o Melhor definição e distinção das 
estruturas com densidades de 
partes moles (músculo e parede de 
alça, músculo e tensão) 
o Imagens em vários planos → 
sagital, coronal, axial 
o Excelente resolução espacial e de 
contraste 
o Gadolínio (contraste da RM) baixa 
frequência de reações alérgicas 
• Desvantagens 
o Custo elevado 
o Maior tempo de exame 
o Definição limitada de estruturas 
com baixo teor de água (pulmão e 
osso) 
o Contraindicações → 
Marcapasso, corpo estranho 
metálico intraocular, implantes 
metálicos (auditivo) válvulas 
cardíacas metálicas, clipes de 
aneurismas ferromagnéticos e 
fragmentos metálicos e em contato 
com os vasos, alguns projéteis. 
 
• Produz o campo magnético → uma vez o campo presente você o não desliga → pode 
causar contraindicações 
• Contraindicações relativas → 
o implantes cocleares, fios metálicos, marcapasso, bomba de insulina, próteses 
valvares cardíacas (em alto campo, se houver suspeita de deiscência), Clipes 
hemostáticos (no corpo), implantes estapediais não ferromagnéticos 
o Materiais de osteossíntese estão usualmente bem ancorados. Podem, todavia, 
aquecer-se pela indução magnética e além disso, ocasionar artefatos à imagem 
o Gravidez atual → só se estritamente necessário, porém não se acharam evidências 
que a RM influencia no crescimento do feto 
o Existem sites que ajudam na definição dessas contraindicações 
• Contraindicações do gadolínio 
o História de fibrose nefrogênica sistêmica 
o Reação anafilática grave prévia ao gadolíneo 
o Taxa de filtração glomerular ,30ml/min 
o Gravidez → risco benefício (poucos dados. Alguns estudos demonstram associação 
com doenças reumatológicas e inflamátorias em neonatos) 
o Amamentação → mínima excreção (em níveis bem inferiores aos permitidos para 
RM de neonatos) → até agora não existem contraindicações