IMAGENOLOGIA - PRINCIPIOS BASICOS E INTRODUÇÃO AOS METODOS DE IMAGEM

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DA FÍSICA A FORMAÇÃO DA IMAGEMObservações
1.
ÁTOMO
Núcleo = 
Prótons + Neutrons
Eletroesfera = 
Elétrons
Nº Atômico = 
Qnt. Prótons
Massa Atômica = 
Qnt. Prótons + Neutrons
RADIAÇÃO
Alfa →Não atravessa uma folha de papel
Beta → Não atravessa uma folha de plástico
RX → Ultrapassa o corpo humano e é bloqueado por uma parede de chumbo
RY → Ultrapassa uma parede de chumbo
2. Como a tensão do gerador (kv) e a corrente do tubo (ma) podem modificar o espectro de fótons de raio x?
A energia dos fótons de raios X depende diretamente da energia dos elétrons que interagem no alvo. 
Quanto maior a diferença de potencial (kV) utilizada para acelerar os elétrons em direção ao alvo, maior será a energia de fótons de raios X emitidos e a chance de se produzir maior número de fótons.
A radiologia geral tem como princípio básico os raios X, uma radiação eletromagnética capaz de ionizar a matéria em virtude de seu alto conteúdo de energia.
Radiação: Propagação da energia de um ponto ao outro, seja no vácuo ou em qualquer meio material, podendo ser classificada como energia em trânsito, e que pode ocorrer através de uma onda eletromagnética ou partícula.
Isótopos: Elementos químicos com mesmo número atômico, mas com massas atómicas diferentes1.
Alguns são estáveis e outros instáveis, porém ambos passam por transformações nucleares - nos isótopos instáveis são chamadas de decaimento processo que busca a estabilidade e libera energia sobre a forma de partículas ou fótons. Os isótopos instáveis são, portanto, elementos Radioativos ou Radioisótopos.
Tipos de radiação:
Radiação não-ionizante: Não possui energia suficiente para arrancar elétrons dos átomos.
Radiação Ionizante: Possui energia suficiente para ionizar átomos e moléculas. Pode danificar células e materiais genéticos (DNA) causando doenças graves.
· Particula alfa: 2 Protons e 2 Neutrons (Helio) → Baixa velocidade o Ex.: Césio
· Particula Beta: Média Velocidade
· Raios-X: Não é uma partícula, mas sim uma onda eletromagnética, com poder de penetração maior que partículas. (Velocidade da Luz)
· Raios-Y: Mesmas características do raio-x, entretanto ainda mais penetrante, pois possuem uma menor frequência.
Radiação Eletromagnética: O campo elétrico e o campo magnético são perpendiculares entre si, e se deslocam a mesma velocidade sempre (Velocidade da luz).
RAIO X
Formação dos Raios X
Pode-se produzir Raios X característicos e Raio X de freamento (Bremsstrahlung)
· Raios X característicos: Um elétron livre incide sobre um átomo na camada L (ex.), arrancando-o da órbita. Essa interação cria uma “vaga” na camada L para outros elétrons de camadas mais externas (como a M, N...) ocuparem. Ao saltarem para camadas mais internas, esses elétrons emitem uma diferença de energia entre essas camadas na forma de radiação eletromagnética.
· Raio X de freamento (Bremsstrahlung): Se o elétron livre passar próximo do núcleo do átomo, ele poderá mudar sua trajetória. Nesse caso, o elétron perde energia, e aparece um fóton. O fóton emitido terá energia maior quanto mais próximo o elétron passar do núcleo.A corrente do tubo (mA) influenciará no número de elétrons disponíveis no processo de interação com o alvo, isto é, quanto maior o número de elétrons maior será o número de fótons de raios X gerados, porém não influenciará na energia dos fótons de raios X.
3. Grade
A grade é um dispositivo colocado diretamente na frente do sistema receptor de imagem que contem uma série de faixas de chumbo espaçadas, orientadas de tal modo que os raios X dispersos no paciente sejam preferencialmente absorvidos, e os fótons primários, preferencialmente transmitidos.
Ela diminui o ruído e melhora o contraste radiográfico.
No entanto, é necessário o aumento da intensidade do feixe em geral obtida pelo aumento do número total de fótons (mAs).
Formação dos Raios X em um equipamento de Radiologia: 
Deve-se ocorrer a interação de um feixe de elétrons com um grupo de átomos, para que haja a produção de raios X característicos e de freamento. Esse feixe de elétrons será produzido a partir do aquecimento de um filamento metálico (que seria o polo catódico) com o uso de corrente elétrica. Esse filamento, chamado canhão, emitirá elétrons por um processo conhecido como efeito termoiônico. Os elétrons são acelerados por uma grande diferença de potencial elétrico (kV)2 até uma placa de metal (que funcionaria como o polo anôdico), ou região alvo. A colisão com os átomos do alvo faz aparecer um feixe de raios X.
 
Os raios catódicos ao alcançarem o anodo, podem interagir através de Bremsstrahlung (Radiação produzida quando cargas elétricas sofrem desaceleração, produzindo uma maior emissão de fótons e mais favorável ao exame de imagem) ou radiação característica (Emissão também de elétrons, sendo menos provável e menos favorável ao exame de imagem).
Propriedades dos RX
1. Ondas EM de altra frequência capaz de atravessar a matéria orgânica ou de interagirem com ela ionizando-a;
2. Propagam-se em linha reta;
3. Tem pequeno comprimento de onda;
4. Propagam-se com a velocidade da luz;
5. Capazes de sensibilizar superfícies cobertas por substâncias fotossensíveis, formando imagens;
6. Produzem efeitos fosforescentes em alguns cristais;
7. Produzem efeitos biológicos em tecidos orgânicos.
Parte Clara: Pois os fótons produzidos não foram suficientes para passar pelo corpo e queimar o filme (Deixar escurecido). Por essa razão, os pulmões ficam mais escurecidos na imagem do raio-x, haja vista terem menor densidade pois tem mais ar. 
Qual a melhor distância entre a fonte e o objeto? Quanto mais se aproxima o corpo da fonte, maior ocorre o efeito de magnificação (Perda de qualidade). Assim, se afirma que a distância mínima é de 1,80 m.
Fenômenos de Interação com o Corpo (Tipos de Ionização):
1. Efeito Fotoelétrico (Absorção):
A energia do fóton que incide no átomo é totalmente absorvida por um elétron fortemente ligado ao núcleo. O fóton deixa de existir e o elétron é ejetado do átomo.
 ➔ Se o Fóton não segue em frente a película fica clara.
2. Efeito Compton ou espalhamento
O fóton de raio-x perde parte da sua energia para um elétron fracamente ligado ao núcleo. O fóton então muda sua trajetória e o elétron é ejetado do átomo.
➔ Se o fóton segue em frente a película fica escura mas no lugar errado
Raios-X Primários: Fótons que atravessaram diretamente o corpo e queimaram o filme do outro lado, entretanto representam apenas 1% dos Fótons emitidos. 
Raios-X Secundários: Fótons que desviam devido ao Efeito Compton. 
Nota: Para reduzir o Efeito dos Raios-X secundários é colocada uma grade focalizada3.
Imagem com filme comum: Película com Ecrã (Telas intensificadoras, capazes de gerar luz quando excitadas pelos raios-x e queimar a película) preparada em sala escura e colocada dentro do Cassete. De forma que apenas os Raios-X atravessem a estrutura, e a película não tenham contato com luz. 95% da imagem é formada pela luz do Ecrã.
Digitalização da imagem: Raios-x sensibilizam uma placa de fósforo e armazena a energia dos fótons, depois é colocada em um leitor laser que estimula a liberação dos elétrons sensibilizados na forma de luz azul. O brilho da luz azul é dependente da quantidade de energia armazenada fornecida pelos fótons raio-x. A luminescência gera um sinal elétrico que vem reconstruído na forma de imagem em escala de cinza em um monitor. Após disso os elétrons perdem a excitação e o cassete fica novo para uma nova imagem. 
➔ A Vantagem da digitalização é que não necessita de câmara escura, a luminosidade da imagem é controlada pelo computador para ressaltar patologias específicas, a qualidade é superior e além disso, podem ser reutilizados os cassetes por até 5000 vezes.
Densidades Radiográficas (Slide 01):Nomenclaturas
Hipodensa ou Hipoatenuante ou Hiperluscente = Pulmões
Hiperdensa ou Hiperatenuante ou Hipoluscente = Metal
Ar – Preta → Radiolúcido
Gordura – Quase Preta
Líquido e tecidos moles – Cinza
Cálcio – Branco (Mas não tão branco)
Metal – Branco absoluto (Absorção de todos os Raios-x primários)→ Radiopaco
Nota: A radiografia não diferencia líquido dos tecidos moles
Fenômenos de interação com a matéria: 
➔ A interação da radiação com a matéria resulta em ionização dos elementos químicos que a constituem.
➔ Os elementos ionizados tornam-se ávidos por reagir com outros elementos, modificando as moléculas as quais fazem parte.
➔ Quando a ionização causa dano celular que envolve o DNA, pode causar morte celular imediata ou alteração do material genético.
➔ Se o dano for ao DNA dos gametas, os efeitos serão transferido aos descendentes.
Efeitos da radiação ionizante:
1. Determinísticos: Evolução rápida, com dose mínima de radiação. A severidade dos efeitos tem relação com a intensidade da radiação. (Ex.: Radiodermite e Catarata).
2. Estocásticos ou Probabilísticos: Efeitos cuja probabilidade de ocorrência aumenta de acordo com a dose recebida, sem limiar segura. Cânceres e leucemias.
Dose de radiação: 
Dose é energia dividida pela massa
A unidade internacional de dose da radiação → Sivert (Sv)
1 Sv = 1 J/Kg
A CNEN estabelece que:
• Indivíduos da população em geral não devem receber mais do que 1 mSv por ano.
• Indivíduos profissionais da radiologia não devem receber mais do que 20 mSv por ano.
Minimizando o excesso de exposição à radiação:
Proteção de chumbo 
Sulfato de Bário (BaSO4) Para construção das paredes e proteção da área externa
Qual a magnitude de cada evento radioativo:
• Uma tomografia computadorizada possui 300 vezes mais radiação que um raio-x de tórax. Por isso, deve-se dar sempre preferência ao raio-x.
Ultrassonografia
A ultrassonografia utiliza como princípio básico o som, é o método de diagnóstico que consiste na decodificação de ondas sonoras em imagens.
Um método cada vez mais utilizado, capaz de avaliar diversas áreas do corpo humano, só não avaliando parênquima cerebral, ouvidos e estruturas ósseas;
Ao contrário do Raio-X é um método operador dependente, sendo sua interpretação feita “ao vivo”; 
Este exame necessita de uma anatomia ecográfica específica, sendo semelhante a anatomia topográfica, contudo a maneira que se espera encontrar as estruturas é diferente;Observações
Para formar o ECO precisamos de diferentes impedâncias, assim como para enxergar o Raio X são necessárias estruturas com diferentes densidades;
Os transdutores do aparelho de ultrassom apresentam, em sua extremidade, cristais que possuem a capacidade de converter a energia elétrica em energia mecânica (sonora) e vice-versa. Esse fenómeno é chamado de efeito piezoelétrico.
Os aparelhos de ultrassom, em geral, utilizam uma frequência variada, dependendo do tipo de transdutor, que pode variar de 3,5 a 14 Mhz. Quanto maior a frequência do transdutor, maior a sua definição e menor a sua profundidade de penetração.
É o método que mais exige conhecimentos médicos (Amplo conhecimento), dessa maneira o operador necessita entender de várias áreas;
O aparelho de ultrassom é a Estação de USG, com sua tela e os seus transdutores. Permitindo que se faça as alterações necessárias durante o exame;
Som: Onda mecânica que precisa de um meio material para se propagar. Para ser audível as ondas necessitam se propagar a uma frequência entre 20Hz e 20.000 Hz.
· A mínima frequência utilizada é de 2 milhões de Hz, sendo que o máximo da capacidade de animais de ouvir o ultrassom é o golfinho capaz de ouvir 160 mil Hz.
Eco: Repetição de um som pela reflexão de uma sonda.
Conceitos para entender USG: 
1. O som se reflete quando se depara com a barreira física 
2. A velocidade do som varia de acordo com o meio: a velocidade é maior em meio gasoso do que em meio líquido, que por sua vez é maior do que em meio sólido. A Impedância Acústica é a resistência que esse meio oferece à passagem do som. Cada material tem um valor específico. Dentre os tecidos que compõe o corpo humano o ar tem a menor impedância acústica, enquanto o osso tem a maior impedância acústica; 
3. A passagem do som por materiais de impedâncias muito distintas (baixa para alta) acaba gerando maior reflexão das ondas sonora.
4. Efeito Pizoelétrico: Capacidade que alguns matérias (Cristais) tem de gerar energia elétrica quando estimulados mecanicamente; 
5. Dentro do transdutor ecográfico, há quartzo, que devido ao efeito contrário do Pizoelétrico gera vibração devido a um estímulo de corrente elétrica; 
Gel Ecográfico: Permite menor aderência entre o transdutor, além de eliminar o ar entre o transdutor e a pele (Eliminando as diferenças de impedância entre a sonda e o corpo);
Terminologias (Slide 2):
• Bastante Ecorrefringente: Mais claro na tela – Hiperecoico (Comparativo)
• Pouco Ecorrefrigente: Mais escuro na tela – Hipoecoica (Comparativo)
• Igualmente ecorrefrigente – Isoecoico (Comparativo) 
· Por isso, exames que podem estar normais ao USG, podem esconder nódulos Isoecoicos, sendo apenas detectados em outros exames;
• Sem nenhuma ecorrefrigência – Preto absoluto – Anecoico (Sem Eco algum)
· Ex.: Interior da vesícula biliar
Conceitos de Sombra Acústica e Reforço Acústico: 
Quando o som alcança estruturas muito Ecorrefringentes, é formada uma sombra acústica após a estrutura devido a reflexão do ultrassom; o contrário também é válido, ou seja, em estruturas anecóicas (Sem Eco algum), há uma melhor propagação por detrás da estrutura gerando um Reforço acústico; 
Dessa maneira, estruturas líquidas são perceptíveis quando se há um reforço acústico.
Tipos de transdutores: 
1. Transdutor Convexo (Usado para abdome) 2-5 Mhz. 
2. Transdutor Endocavitário (Usado para transvaginal, endorretal) 6-8 Mhz.
3. Transdutor Linear (Usado para avaliar musculatura) 10-18 Mhz.
Nota: É sempre melhor tentar aproveitar as cavidades naturais para se aproximar das estruturas com um frequência maior; 
Efeito Doppler: 
· Fenômeno para o qual um observador percebe frequências diferentes de onda sonora emitidas por uma fonte e que acontece devido ao movimento relativo entre o observador e a fonte sonora; 
· As amostras que se movem se aproximando do detector ou transdutor parecem ter frequência mais alta, e as que se afastam, frequências mais baixa.
Modo Doppler Ecofráfico: 
· Estudo de estruturas com fluxo, como vasos sanguíneos e jatos urinários; 
· Os Ecos são refletidos das partículas em movimento são transformados em cores pelo computador a depender do sentido do movimento. A escala de cores é selecionável; 
· Convencionou-se aderir aos tons vermelhos para os ecos que se aproximam da sonda e azuis para os que se afastam; 
· Se o fluxo for muito lento o Modo Doppler Ecográfico não interpreta na forma de cor e somente a imagem em modo B (Escala cinza normal) é mostrada. Por isso, caso não se saiba se uma determinada estrutura é vaso sanguíneo ou vasos biliares, o doppler pode ser útil, haja vista não apresentar as vias biliares; 
· O Doppler é capaz de formar uma curva de fluxo também chamada de espectro. Através da análise da curva com o auxílio de software somos capazes de estudar as velocidades de fluxo, dentre outros parâmetros.
 
Tomografia Computadorizada
A tomografia computadorizada também apresenta como princípio básico o raio X, deste modo, as estruturas avaliadas vão demonstrar as mesmas características de imagem da radiologia geral.
Surgiu da desvantagem da radiografia em formar imagem com superposição, sendo que duas incidências ortogonais entre sí muitas vezes não eram suficientes para minimizar esses efeitos.
Dinâmica do exame:
· Paciente é posicionado na mesa (Geralmente decúbito dorsal).
· O técnico seleciona a área a ser estudada através de uma imagem prévia de radiografia digital (usado somente para marcação).
· O exame é realizado das fases pré e pós contraste, a depender da necessidade.
· O contraste utilizado é a base de iodo (Ecorrefringente).
· As imagens obtidas são processadas pelo aparelho e disponibilizadas para análise e reconstruções.
· Demora de 3-15 minutos.
Vantagens da TC: 
· A TC permite avaliarmos numericamente a densidade de uma estrutura o Variando de -1000 a 1000, sendo o primeiro representando o ar (Preto absoluto) e o segundoo metal ou osso; 
· Enquanto a radiografia não mostra a diferença de líquidos e tecidos moles, na TC líquidos partes moles possuem valores diferentes; 
Orientação da Imagem Axial: Sempre avaliar o paciente como se a cabeça estivesse “entrando na parede” 
ROI: Artificio da tomografia que permite avaliar as grandezas densitométricas em determinada área;
Níveis de Janela: São alterações no valor zero da escala, para favorecer a visualização de estruturas em determinados segmentos do corpo. 
Ex.: Janela de parênquima Pulmonar, Janela Óssea 
Métodos de TC: 
· Tomografia Sequencial → Evita as perdas de imagens (GAPS) ao evita que pequenos nódulos sejam perdidos; 
· Tomografia de alta resolução → Apenas feita no tórax para janela de pulmão (Especificamente para o parênquima pulmonar). 
· Tomografia Helicoidal 
· Tomofrafia Multislice (Multicanal) 
Ressonância Magnética
Conceitos físicos necessários: 
Todo corpo carregado eletricamente pode gerar um campo magnético; 
· Os prótons dentro de núcleos atômicos são partículas carregadas eletricamente 
· Os prótons giram em torno de seu eixo (SPIN) 
· O hidrogênio é o elemento mais abundante no nosso corpo, portanto é o elemento de escolha para fornecer informações de RM; 
· Conclui-se que os prótons de hidrogênio tem campo magnético.
Nota: Na ressonância magnética uma corrente elétrica muito forte gera um campo magnético muito forte (30 mil vezes o campo da terra), fazendo com que os prótons de todo organismo se alinhem a esse campo magnético; dessa maneira os prótons se mantém na mesma direção, apesar de alguns terem sentidos opostos ao campo B°.
Formação da Imagem: Observações
Nota: O contraste paramagnético (Gadolínio) alonga o conteúdo do T1; provocando um hipersinal em vasos que ficam cheios de contraste. Dessa forma caso haja uma quebra na barreira hematoencefálica o contraste vai sair dos vasos e se difundir no parênquima;
· Causar distúrbio no campo magnético induzido pelo aparelho, fabricando o sinal de radiofrequência e posteriormente captando o sinal emitido pelos prótons que retornam ao estado inicial; 
Nota: A radiofrequência é a responsável por mudar o grau de precepção dos prótons. Contudo, no momento em que o movimento retorna ao grau normal, mantido pelo campo magnético, é emitida uma energia que é captada por receptores;
Tempos de sequenciada RM:
TR (tempo de repetição): Intervalo de tempo entre os pulsos de excitação sucessivos de radiofrequência no tecido.
TE (tempo de eco): Intervalo de tempo decorrido entre o pulso de excitação, em que o pico de eco dos spins é recebido pelo aparelho.
Com base nos tempos de repetição e de eco, definimos as características dos efeitos de imagem ou ponderações. Quando temos um TR e TE baixos (p. ex., 450 e 25) temos uma imagem ponderada em Tl. Quando o TR e o TE apresentam valores elevados (p. ex., 3.200e 150) temos uma imagem ponderada em T2. Também podemos obter imagens adquiridas com um TR alto e um TE baixo, que são as ponderadas em densidade de prótons (DP).
Flair: Parecido com o T2, entretanto o líquor está apagado. Dessa forma é útil para enxergar patologias diversas que no T2 não seriam vistas devido ao brilho do líquor; 
· Detecta a imensa maioria das lesões encefálicas 
T1 Com Contraste: Se observa bem a perfusão de estruturas meníngeas 
· Ajuda a detectar rompimentos na BHE
O que gera contraste entre as estruturas? 
· Quantidade de átomos de hidrogênio num determinado tecido; 
· Tipo de molécula na qual os átomos de hidrogênio estão ligados 
· Intensidade do pulso de radiofrequência 
· Quantidade de pulsos a serem aplicados em um determinado tempo 
· Tempo de leitura após o pulso 
Terminologias: 
1. Hipointenso ou de Hiposinal (Baixo sinal) Mais Preto 
2. Hiperintenso ou de hipersinal (Alto sinal) Mais branco 
Sobre o exame: 
· Execução lenta (20-40 minutos) pois as imagens não podem ser manipuladas para alteração do tempo, são necessárias novas imagens, para se adquirem novos tempos; 
· Método de formação de imagem inócuo ao paciente ou a quem estiver na sala de exame; 
· Utiliza o meio de contraste a base de gadolínio 
· Ambiente envolvido por uma “gaiola” de cobre que fornece uma blindagem de RF 
· Cuidados com objetos de metal 
Nota: Quanto maior a potencia magnética, mais prótons serão recrutados a estarem na mesma direção, gerando mais sinal e uma imagem com mais informação; 
Contra-Indicações: Marca-Passo, Implantes Cocleares;
REVISÃO TERMINOLOGIA
	Radiografia
	Tomografia Computadorizada
	USG
	Ressonância Magnética
	Hiperdensa
Hipodensa
Isotensa
	Hiperecoica
	Hiperintenso ou Hipersinal
	
	Hipoecoica
	Hipointenso ou Hiposinal
	
	Isoecoica
	Isointenso
A imagem pode ser distinguida entre AP e PA. Pois a imagem em PA é feita com o paciente em pé com os braços voltados para trás, portanto é comum aparecer a bolha gástrica e a escápula fica fora do campo.