Tomografia Computadorizada-Evolução e Principios Basicos

Tomografia computadorizada Professor Jorge loureiro PROF JORGE LOUREIRO EVOLUÇÃO DA TOMOGRAFIA O TERMO TOMOGRAFIA DERIVA DAS PALAVRAS GREGAS TOMOS QUE SIGNIFICA FATIA E GRAPHEIN QUE SIGNIFICA ESCREVER A TC UTILIZA UM COMPUTADOR SOFISTICADO E UM SISTEMA MECÂNICO QUE PROVÊ IMAGENS ANATOMICAS SECCIONAIS NO PLANO SAGITAL AXIAL E CORONAL PRINCÍPIOS BÁSICOS DA TOMOGRAFIA Enquanto as técnicas radiológicas convencionais produzem imagens somadas de um objeto varredores tomográficos giram para dividir um objeto e organizálo em seções de imagens paralelas e espacialmente consecutivas cortes axiais PRINCÍPIOS BÁSICOS DA TOMOGRAFIA Simplificadamente o tomograma é gerado a partir de um feixe de raios X estreito e um detetor montado no lado diametralmente oposto Como o cabeçote e o detector estão conectados mecanicamente eles se movem de forma síncrona Quando o conjunto cabeçote e detector faz uma translação ou rotação em torno do paciente as estruturas internas do corpo atenuam o feixe de raios X de acordo com a densidade e número atômico de cada tecido A intensidade da radiação detectada pelos sensores de raios X varia de acordo com esse padrão e forma uma lista de intensidades para cada projeção No final da translação ou rotação o conjunto cabeçote e detetor retorna para a posição inicial a mesa com o paciente se movimenta em alguns milímetros e o tomógrafo começa uma nova varredura Este processo é repetido inúmeras vezes gerando uma grande quantidade de dados PRINCÍPIOS BÁSICOS DA TOMOGRAFIA A tomografia computadorizada TC gera secções ou imagens do corpo permitindo a visualização de estruturas sem sobreposição Esta característica fundamental da imagem tomográfica é evidente nas imagens contíguas de 5 mm de espessura do tórax deste cão EVOLUÇÃO DA TOMOGRÁFICOS PRIMEIRA GERAÇÃO Sistema de RotaçãoTranslação de Detetor Simples Uma radiação X de feixe muito estreito varre o corpo em meia volta 180o A intensidade do faixe é medida por um único elemento detetor EVOLUÇÃO DA TOMOGRÁFICOS SEGUNDA GERAÇÃO Sistema de RotaçãoTranslação de Múltiplos Detetores Uma linha de detectores com 5 a 50 elementos está localizada opostamente a fonte de raios X Um feixe ou leque de raio reduz o número de incrementos angulares necessários para a varredura As varreduras são feitas em passos de 10o que correspondem ao ângulo de abertura do leque O tempo mínimo para a varredura está entre 6 e 20 segundos para cada corte EVOLUÇÃO DA TOMOGRÁFICOS TERCEIRA GERAÇÃO Sistema de rotação com detetores móveis O onde o feixe de raios X emitido possui uma abertura muito ampla Opostamente a fonte emissora uma linha de 200 a 1000 detectores dispostos em ângulo recebe a radiação após esta penetrar todo o corpo do paciente Os tempos de processamento destes aparelhos estão na faixa entre 1 e 4 segundos por corte EVOLUÇÃO DA TOMOGRÁFICOS QUARTA GERAÇÃO Sistema de rotação com detetores fixos Os tomógrafos de 4a geração são aqueles construídos com detectores distribuídos ao longo dos 360o A fonte de radiação gira em torno do arranjo de detectores que pode ter entre 800 e 4000 sensores O tempo de varredura está entre 1 e 3 segundos EVOLUÇÃO DA TOMOGRÁFICOS QUINTA GERAÇÃO Sistema de rotação helicoidal O sistema utilizado é o de rotação total da ampola sendo que os detetores podem ser móveis ou fixos 3a e 4a geração A diferença está no movimento da mesa com o paciente Nas gerações anteriores a mesa do paciente moviase após a ampola terminar a aquisição do corte após 360o de rotação posicionandose então para o novo corte Assim o movimento da mesa era intermitente entre os cortes Com a capacidade computacional dos novos tomógrafos a aquisição de dados é contínua de forma que a ampola permanece girando enquanto a mesa permanece movimentadose Neste processo não há mais a aquisição de dados por corte mas sim de forma ininterrupta ROTAÇÃO HELICOIDAL DORSAL LATERAL LATERAL RIGHT MEDIAL LEFT VENTRAL Right Tarsus DORSAL LATERAL PLANTAR MEDIAL ROSTRAL LATERAL MEDIAL LATERAL RIGHT LEFT CAUDAL EQUIPAMENTO DE TOMOGRAFIA Gantry Área de aquisição onde se encontra o tubo de Raios X e os detectores e placas controladoras Mesa de exame Local para acomodar o usuário ou objeto de exames Mesa de Comando Área de comando do equipamento composta por monitores teclados Computador Promove o processamento de todos os comandos e processamento de informações EQUIPAMENTO DE TOMOGRAFIA COMPONENTES DO CORPO DO GANTRY MOTOR PARA ROTAÇÃO DO TUBO Responsável pelo movimento de rotação de todo o conjunto envolvendo o tubo os tanques o OBC controlador do filamento e o DAS MOTOR PARA ANGULAÇÃO DO GANTRY A angulação do gantry pode ser ajustada de um ângulo de 30º inferior a 30º superior em relação ao paciente PARTE INTERNA DO GANTRY Colimador prépaciente Conjunto de detectores Cúpula com tubo de raios X DETECTORES Tem por função captar a radiação resultante da interação da radiação primária tubo com o objeto de estudo meio transformandoos em sinais elétricos e os conduzindo através de circuitos amplificadores até a unidade de comando decodificadorunidade de comando São basicamente de dois tipos Detectores a gás Detectores de cristais luminescentes Os detectores nos equipamentos de tc são tão importantes quanto o tubo de raios X As principais características dos detectores estão relacionadas com 1 custo 2 eficiência 3 estabilidade 4 velocidade O TUBO DE RAIOS X DO TC O tubo de raios X do tomógrafo computadorizado é bastante semelhante ao utilizado nos equipamentos de raios X geral Possuem um sistema de refrigeração muito eficiente devido as exposições muito longas e altas doses de exposição Normalmente refrigerado a óleo Possuem em sua maioria dois pontos focais associados a filamentos de diferentes dimensões Nos equipamentos de terceira geração os tubos apresentam em geral uma vida média de cerca de 100000 cortes Nos equipamentos helicoidais e multslice os tubos são projetados para apresentar vida média de aproximadamente 500000 cortes O TUBO DE RAIOS X DO TC GANTRY E COMANDOS PAINEL FRONTAL DO GANTRY DISPOSITIVO LASER DE FUNCIONAMENTO O feixe luminoso é utilizado para fixar um ponto de referência no paciente fator este conhecido como zero no posicionamento pode ser do tipo laser e serve para alinhar o paciente segundo os planos anatômicos sagital coronal e transversal PAINEL FRONTAL DO GANTRY Display indicativo de posição e altura da mesa e inclinação do gantry Controle de deslocamento vertical e horizontal da mesa MESA DE EXAMES Local onde se posiciona o paciente Constituída de material radiotransparente e resistente Possui acessórios para posicionamento tais como Suporte de crânio Extensor da mesa Dispositivos para conter o paciente Suporte para medicação Em geral as mesas suportam pacientes com até 180 kg Tampo deslizante Suporte para posicionamento do paciente GANTRY E COMANDOS MESA DE COMANDO Enviamos as informações ao sistema Estão armazenados os protocolos para a aquisição de imagens Utilizamos para o tratamento e documentação das imagens obtidas ESTAÇÃO DE TRABALHO WORKSTATION É o local onde se processam as imagens digitais com diversas finalidades destacandose Reformatações multiplanares Reconstruções 3D tridimensionais Medidas lineares de ângulos e volumes Análise de densidades Adição ou subtração de imagens Análises funcionais CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM DE TC Fatores que se destacam para caracterizar uma imagem de TC são eles PIXEL MATRIZ VOXEL FOV FIELD OF VIEW CAMPO DE VISÃO ESCALA DE DENSIDADE JANELA PIXELMATRIZ e VOXEL Pixel o menor ponto de uma imagem a união deles em um arranjo de linhas e colunas forma uma matriz que é uma das responsáveis pela resolução de uma imagem digital quanto maior a matriz maior a resolução espacial da imagem precisando de um maior poder de processamento por parte do equipamento podendo alterar no tempo de exame Cada quadrado um pixel Voxel é o cubo que forma a altura do corte Pixel forma abreviada da expressão em inglês picture element Uma matriz de alta resolução apresenta pixels de pequenas dimensões A espessura do corte de uma imagem formada pela TC está relacionada a profundidade do corte O volume formado pelas dimensões do pixel e profundidade do corte é conhecido por voxel Nos equipamentos atuais de TC são geradas imagens com matrizes de dimensões 512 x 512 eou 1024 x 1024 No primeiro tomógrafo apresentado utilizava matriz 80 x 80 Espessura de corte Elemento de volume Voxel Pixel Elemento de área 512 PIXELS FOV FIELD OF VIEW CAMPO DE VISÃO O FOV representa o tamanho máximo que o objeto pode ocupar dentro de uma matriz não deve compensar o uso de um FOV grande com o uso do ZOOM que é um ajuste computacional que distorce a imagem baixando a sua resolução A alteração do diâmetro do FOV irá alterar a área do pixel pois seu valor é obtido pela razão entre o FOV e a matriz Campo de Visão FOV é o diâmetro de visão mínimo de uma imagem cm ou mm ou seja é a parte da matriz que será representada na totalidade da tela do monitor de vídeo A ESCALA DE HOUSFIELD Escala de densidade conhecida cujas unidades assumem valores préestabelecidos a partir da atribuição do valor 0 zero correspondente à densidade da água Tecidos com densidade maior que a da água assumem valores positivos e os de densidade menor que a água valores negativos A escala hounsfield assume valores entre 1000 ar até 1000 chumbo A ESCALA DE HOUSFIELD VALOR MÉDIO HU TIPO DE TECIDO 45 5 Baço 40 10 Pâncreas 30 10 Rim 30 Substância branca 27 2 Plasma 20 Substância cinza 18 10 Exsudato inflamatório 0 Água 20 a 80 Gordura 500 a 800 Pulmão 1000 Ar OSSO Fígado Estomago Ar O grau de enegrecimento de cada ponto de interação gerado será diretamente proporcional a quantidade de fótons resultantes JANELA As janelas que são compostas pelos valores de WW Windows Wide Largura da janela brilho WL Windows Level Nível da Janela contraste Obedecendo à escala de cinza onde cada órgão com suas características representa tons de cinza dentro da escala Largura width é a faixa de números de TC que é convertida em tons de cinza Sendo assim teremos Janela mais larga maior quantidade de tons de cinza menor contraste radiográfico Janela mais estreita menor quantidade de tons de cinza maior contraste radiográfico no text extracted from the image Impacto da espessura do corte sobre a qualidade das imagens reformatadas Os cortes transversais de TC com 1 mm de espessura reformatados no plano dorsal A ou visualizados como renderização tridimensional de superfície B têm os contornos dos ossos mais suaves e as estruturas menores como os fragmentos ósseos representados com mais clareza As imagens reformatadas obtidas com cortes mais espessos 5 mm estão associadas a contornos grosseiros artefato em degrau O fragmento ósseo distal ao maléolo medial da tíbia setas é facilmente confundido com um osteófito nas imagens adquiridas com cortes espessos RECONSTRUÇÃO 3 D Ao Ao Ao d Ao d ANGIOTOMOGRAFIA Grandes vasos com contraste iodato FIM