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Características e Qualidade da Imagem Perry Sprawls, Ph.D. 1. INTRODUÇÃO E VISÃO GERAL Para o observador humano, as estruturas internas e de funções do corpo humano não são geralmente visíveis. No entanto, por várias tecnologias, as imagens podem ser criadas através do qual o profissional médico pode olhar para o corpo para diagnosticar condições anormais e orientar procedimentos terapêuticos. A imagem médica é uma janela para o corpo. Nenhuma janela de imagem revela tudo. Diferentes métodos de imagem médicas revelam características diferentes do corpo humano. Com cada método, a gama de qualidade de imagem e estrutura de visibilidade pode ser considerável, dependendo das características do equipamento de imagem, habilidade do operador, e compromissos com fatores como exposição à radiação do paciente e tempo de imagem. Os cinco componentes principais são o paciente, o sistema de imagem, o operador do sistema, a própria imagem, e o observador, o objetivo é fazer com que um objeto ou condição dentro do corpo do paciente visível para o observador. A visibilidade das características anatômicas específicas depende das características do sistema de imagem e o modo pelo qual ele é operado. A maioria dos sistemas de imaginologia médica tem um considerável número de variáveis que devem ser selecionadas pelo operador. Eles podem ser componentes variáveis do sistema, como a intensificação telas em radiografia, ultra- sonografia em transdutores, ou bobinas de ressonância magnética (MRI). No entanto, a maioria das variáveis são grandezas físicas ajustáveis associados com o processo de imaginologia, tais como kilovoltagem (Kv) em uma radiografia, ganho em ecografia, e tempo de eco (TE) em MRI. Os valores selecionados vão determinar a qualidade da imagem e a visibilidade das características específicas do corpo Componentes associados ao processo de Imagens Médicas A habilidade de um observador para detectar sinais de um processo patológico depende de uma combinação de três fatores principais: (1) qualidade de imagem, (2) condições de visualização, e (3) características de desempenho observador. 2.Qualidade da Imagem A qualidade de uma imagem médica é determinada pelo método de imagem, as características do equipamento, e as variáveis de imagem selecionados pelo operador. A qualidade da imagem não é um único fator, mas é um composto de pelo menos cinco fatores: contraste, borramento, ruído, artefatos e distorção. O corpo humano contém muitas estruturas e objetos que são simultaneamente fotografadas pela maioria dos métodos de imagem. Nós, muitas vezes, consideramos um único objeto em relação ao seu fundo imediato. Na verdade, com a maioria dos procedimentos de imagem a visibilidade de um objeto é determinada por esta relação, em vez de pelas características globais da imagem total. A Imagem médica é o processo de conversão de características do tecido em uma imagem visual Fatores de Exposição (Técnica) Há três variáveis ou fatores de exposição que são ajustados, no painel de controle do aparelho de raios X, pelo operador, toda vez que é feita uma radiografia (Fig. 1.103). Estas três variáveis de exposição ou fatores, algumas vezes denominados fatores técnicos, são: 1. Tensão de pico (kVp) (kilovoltagem) 2. Corrente (mA) 3. Tempo de exposição (s) Corrente (mA) e Tempo (s) (tempo de exposição em segundos) geralmente são combinados em miliampere segundos (mAs), que determinam a quantidade de raios X emitidas do tubo de raios X cada vez que é “feita” uma exposição. Estes fatores de exposição podem ter um efeito de controle sobre a qualidade da imagem radiográfica. Produzir aquela qualidade de imagem ótima para cada exame radiográfico deve ser o objetivo de todo operador. Portanto, além de ser capaz de posicionar o paciente corretamente deve também compreender determinados fatores de qualidade da imagem e sua relação com estes fatores ou variáveis de exposição. Fatores de Qualidade da Imagem Determinados fatores pelos quais se avalia a qualidade de uma imagem radiográfica são denominados fatores de qualidade da imagem. Os quatro fatores primários de qualidade da imagem são: 1. Densidade 2. Contraste 3. Detalhe 4. Distorção Definições importantes: 1) DENSIDADE mAs A densidade global (DO) é escurecimento ou escurecimento da imagem radiográfica é determinada pela quantidade de luz transmitida através de uma película. Para aumentar ou diminuir a densidade deve-se , por exemplo, aumentar ou diminuir o tempo de exposição e miliampere segundo (mAs). 2 CONTRASTE DA IMAGEM Contraste significa diferença. Em uma imagem, o contraste pode ser na forma de diferentes tons de cinza, intensidades de luz, ou cores. O contraste é a característica mais fundamental de uma imagem. Um objeto dentro do corpo será visível em uma imagem apenas se tem contraste físico suficiente em relação ao tecido circundante. No entanto, o contraste de imagem muito além do exigido para a boa visibilidade objeto geralmente não serve a nenhum propósito útil e em muitos casos é indesejável. As diferenças visuais entre tons que vão do preto para branco em áreas adjacentes do filme radiográfico. Uma radiografia que mostra alguns tons tem uma pequena escala ou alto contraste. Uma radiografia que mostra muitas variações em sombra tem uma escala de longa, ou de baixo contraste.A alta quilovoltagem produz uma radiografia com contraste de longa escala. Baixa quilovoltagem produz uma radiografia com escala curta de contraste. O contraste físico de um objeto deve representar uma diferença de uma ou mais características do tecido. Por exemplo, em radiografia, os objetos podem ser trabalhadas em relação ao seu tecido circundante, se existe uma diferença adequada em qualquer densidade atômica ou número e se o objeto é suficientemente espesso. Quando um valor é atribuído ao contraste, refere-se à diferença entre dois pontos ou áreas específicas de uma imagem. Na maioria dos casos estamos interessados no contraste entre uma estrutura específica ou objeto na imagem e na área em torno dela ou seu fundo. 3.1 SENSIBILIDADE DE CONTRASTE O grau de contraste objeto físico necessário para um objeto a ser visível em uma imagem depende do método de imagem e das características do sistema de imagem. A característica principal do sistema de imaginologia que um estabelece a relação entre o contraste de imagem e contraste objeto é a sua sensibilidade ao contraste. Considere a situação mostrada abaixo. Os objetos circulares são do mesmo tamanho, mas são preenchidos com diferentes concentrações de contraste iodado. Ou seja, eles têm diferentes níveis de contraste objeto. Quando o sistema de imagem tem uma sensibilidade relativamente baixa em contraste, só os objetos, com uma alta concentração de iodo (ou seja, de alto contraste objeto) será visível na imagem. Se o sistema de imagem tem uma sensibilidade alto contraste, os objetos de menor contraste também serão visíveis. Aumentar Sensibilidade ao Contraste aumenta o contraste da imagem e da visibilidade de objetos no corpo Salientamos que a sensibilidade de contraste é uma característica do método de imagem e as variáveis do sistema de imagem particular. É a característica de que relaciona-se com a capacidade do sistema para traduzir objeto físico contraste em contraste da imagem. A característica de transferência de contraste de um sistema de imaginologia pode ser considerada a partir de duas perspectivas. Do ponto de vista da adequada contraste de imagem para a visibilidade objeto, um aumento na sensibilidade ao contraste do sistema faz com que os objetos de menor contraste para se tornar visível. No entanto, se considerarmos um objeto com um grau fixo de contraste físico (isto é, uma concentração fixa do meio de contraste), em seguida, aumentando a sensibilidade de contraste iráaumentar o contraste da imagem. É difícil comparar a sensibilidade de contraste de vários métodos de imagem, porque muitas são baseados em diferentes características do tecido. No entanto, certos métodos têm sensibilidade ao contraste maior do que outros. Por exemplo, a tomografia computadorizada (CT) tem geralmente uma sensibilidade de contraste mais elevada do que a radiografia convencional. Isso é demonstrado pela capacidade doa CT fornecer boas imagens de objetos de tecido macio (massas) que não pode ser trabalhada com a radiografia. Considere a imagem abaixo. Aqui está uma série de objetos com diferentes graus de contraste físico. Eles podem ser vasos preenchidos com diferentes concentrações de meio de contraste. A concentração mais elevada (e o contraste) está na parte inferior. Agora imagine uma cortina descendo do topo e cobrindo alguns dos objetos para que eles não sejam mais visíveis. A sensibilidade ao contraste é a característica do sistema de imaginologia que levantam e baixam uma cortina. Aumentando a sensibilidade levanta-se a cortina e nos permite ver mais objetos no corpo. Um sistema com baixa sensibilidade ao contraste permite visualizar apenas os objetos com contraste físico inerente relativamente alto. DETALHE O detalhe pode ser definido como a nitidez de estruturas na radiografia. Essa nitidez dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de linhas estruturais finas e pelas bordas de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A ausência de detalhes é conhecida como borramento ou ausência de nitidez. DISTORÇÃO Distorção é o quarto fator de qualidade da imagem pelo qual se avalia e descreve a qualidade radiográfica é a distorção, que pode ser definida com a representação errada do tamanho ou do formato do objeto, tal como projetada num registro radiográfico. A ampliação, algumas vezes, é relacionada como um fator separado, mas, como é uma distorção do tamanho, pode ser incluída juntamente com a distorção do formato. Portanto, a distorção, seja do formato ou do tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e como tal é indesejável. Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que está sento radiografada. Isso é impossível porque há sempre algum aumento e/ou distorção devido à DOF e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e controlada. Causa primária: A Divergência do Feixe de Raios X: Este é um conceito básico, porém importante, a ser compreendido em um estudo de posicionamento radiográfico. A divergência do feixe ocorre porque os raios X originem-se de uma fonte estreita no tubo e divergem ou espalhem-se para cobrir todo o filme ou receptor da imagem. O tamanho do feixe de raios X (tamanho do campo da colimação) é limitado por colimadores ajustáveis que absorvem os raios periféricos em quatro lados, assim controlando o tamanho do campo de colimação. Quanto maior o campo de colimação e menor a DFoFi, maior ângulo de divergências nas margens externas. Isso aumenta o potencial de distorção nestas margens. Em geral, apenas o ponto central exato do feixe de raios X, o raio centra (RC), não apresenta divergência quando penetra na parte do corpo e incide no filme a exatamente 90º ou perpendicular ao plano do filme. Isso resulta na menor distorção possível neste ponto. Todo restante do feixe de raios X incide no filme, formando algum outro ângulo que não 90º, com o ângulo de divergência aumentando até as porções mais externas do feixe. A divergência do feixe de raios X combinada ao tamanho do ponto focal cria borramento geométrico.