Aula 8 - Imaginologia Por Radiografias - Tórax. Profº Claudio Souza
Aula 05 – Radiografias II
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Radiografias: Aplicações
Prof. Emery Lins
Curso de Bioengenharia – CECS, Universidade Federal do ABC
E como ocorre uma radiografia?E como ocorre uma radiografia?
Fundamentos físicos para imagens
• O feixe é atenuado quando passa por uma camada de material(vidro, metal inserido no tubo ou ainda lâminas intencionalmentecolocadas)
• Fótons com energia <20 KeV têm muito baixa penetração (só45% em 1 cm de músculo). Portanto, não contribuem cominformações sobre o paciente e só aumentam a dose dopaciente.
Filtragem dos Raios-X
paciente.
Atenuação dos Raios-X
Quando um feixe de raios-X incide sobre um material o feixe sofreatenuação, diminuindo sua intensidade em função da profundidade domaterial.
Eventualmente, a atenuação ocorre devido à absorção dos Raios-X pelomaterial, porém uma parte dos raios-X também sofre espalhamento.
Atenuação dos Raios-X
A lei que governa a atenuação dos Raios-X é a Lei de Beer-Lambert
sendo:I = intensidade do feixe após passar pelo materialI0 = intensidade do feixe antes de passar pelo materialµ = coeficiente de atenuação do material absorX = espessura do material
• A espessura do material que absorve 50% do feixe inicial édenominada de camada semi-redutora X½ (ou HVL, do inglês Half-Value Layer).
Da expressão
Atenuação dos Raios-X
Espessura (em CSRs)
I = I0 . exp(-µX)quando I=I0/2 resulta queµ = ln(2) / X½ ~ 0.693 / X½
Alternativamente,X½ = ln(2) / µ ~ 0.693 / µ
Camada semi-redutora (CSR)
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(100
%)
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do
Ene
rgia
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Rad
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o In
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(100
%)
Camada Semi-Redutora
Per
cent
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rans
miti
do
Num experimento foi determinado que a CSR para uma determinada energia é igual a 4 cm. Qual é o valor do coeficiente de absorção µ ?
Neste exercício é dada a X½ = 4 cm e pede-se o µ, portanto:
µ = ln(2) / X½
~ 0.693 / X½
~ 0,693 / 4 = 0,173 cm-1
Atenuação dos Raios-X
Comparando a atenuação dos Raios-X (1 keV a 150 keV) vemos quepara penetrar 1 cm no tecido adiposo é necessário fótons com 15 keVenquanto no tecido ósseo é necessário fótons com energia de 35 keV.
Conclusão: os raios-x tem um poder de penetração nos tecidos molesmaior que nos tecidos duros
Exemplos de radiografias
Exemplos de radiografias - Tórax
Exemplos de radiografias - Tórax
Exemplos de radiografias - Demais
Exemplos de radiografias - Demais
O câncer de mamas é o segundo tipo de câncer mais freqüente no mundo e primeiro entre as mulheres.
Brasil, Estimativa de novos casos, 2008
Localização PrimáriaNeoplasia maligna
Estimativa dos Casos Novos
Estado
Taxa
Localização PrimáriaNeoplasia maligna
Estimativa dos Casos Novos
Estado
Taxa
MulheresHomens
Mamografias
CasosTaxa Bruta
Próstata 49.530 52,43
Traquéia, Brônquio e Pulmão 17.810 18,86
Estômago 14.080 14,92
Cólon e Reto 12.490 13,23
Cavidade Oral 10.380 11,00
Esôfago 7.900 8,35
Leucemias 5.220 5,52
Pele Melanoma 2.950 3,09
Outras Localizações 55.610 58,87
Subtotal 175.970 186,29
CasosTaxa Bruta
Mama Feminina 49.400 50,71
Colo do Útero 18.680 19,18
Cólon e Reto 14.500 14,88
Traquéia, Brônquio e Pulmão 9.460 9,72
Estômago 7.720 7,93
Leucemias 4.320 4,44
Cavidade Oral 3.780 3,88
Pele Melanoma 2.970 3,03
Esôfago 2.650 2,72
Outras Localizações 62.270 63,93
Subtotal 175.750 180,43
http://www.inca.gov.br/estimativa/2008/
Apesar de ser considerado um câncer de relativamente bom
prognóstico, se diagnosticado e tratado
oportunamente, as taxas de mortalidade por câncer de mama
Mamografias
câncer de mama continuam elevadas no
Brasil, muito provavelmente porque a
doença ainda seja diagnosticada em
estádios avançados.
http://www.inca.gov.br/atlas/docs/distrib_prop_BR.pdf
O reconhecimento do câncer de mama depende de:
Distorções de forma das estruturas das mamas
Agrupamento de micro-calcificaçõesDetecção de massas
com bordas irregulares
Mamografias
c.f. Pictorial Essay : Mammographic Features of Breast Cancer, MB c.f. Pictorial Essay : Mammographic Features of Breast Cancer, MB PopliPopli, , IndInd J J RadiolRadiol ImagImag 2001 11:4:179 2001 11:4:179
Mamografias
Mamografias
• A mama é constituída por 50 % de tecido adiposo e 50 % de tecido glandular. Pouca diferença de atenuação entre o tecido sadio e o câncer. Então trabalhamos com raios X de baixa energia (15-25 keV).
• Necessidade de observar pequenas estruturas. Então precisamos de alta resolução (0,1 mm).
c.f. Bushberg, et al. The Essential Physics of Medical Imaging, 2nd ed., p. 193.
• Equipamento de mamografia dedicado
• Gerador de alta freqüência.
• Tubo de raios X especializado.
Mamografias
especializado.
• Dispositivo de compressão de mamas.
• Sistemas de detecção Tela/Filme otimizados
c.f. Bushberg, et al. The Essential Physics of Medical Imaging, 2nd ed., p. 194.
• Dois filamentos, tamanhos do ponto focal de 0,3-0,4 mm e 0,1-0,15 mm (imagem magnificada).
• Ponto focal pequeno:• Minimiza o borramento• Mantém a resolução espacial
Mamografias
• Mantém a resolução espacial
• Voltagem Baixa (Menor do que 35 kV)
• Correntes típicas: 100 ± 25 mA no ponto focal maior25 ± 10 mA no ponto focal menor
• Ânodo de Molibdênio (Mo, Z=42) e Ródio (Rh, Z=45).
• Distância fonte-imagem tipicamente
Mamografias
• Distância fonte-imagem tipicamente de 65 cm.
• O tubo é inclinado 25°para garantir um campo de 24 X 30 cm na distância foco-imagem típica.
• Filtros adicionais: Mo(alvo)/Mo (filtro, 0.03 mm), Mo/Rh (filtro, 0.025 mm), Rh/Rh (filtro, 0.025 mm).
Mamografias
Orientação do eixo cátodo-ânodo da parede torácica ao mamilo
Energias de
Alvo de molibdênio
Mamografias
Característica
Resultante
Energias de ligação
Mamografias - Exame Crânio-Caudal
Mamografias - Exame Médio lateral obliqua
• Reduzir as estruturas sobrepostas e diminuir a espessura
da mama.
• Menos espalhamento, mais contraste, menos penumbra
geométrica de estruturas anatômicas, menos movimento e
menor dose.
Mamografias
•Diminui o espalhamento
•Melhora a resolução espacial
Mamografias
•Diminui os artefatos de
movimento
•Diminui a dose
• Procedimento com alta resolução temporal (“tempo real”).
• Tecnologia de vídeo, 30 quadros/segundo.
• Possibilita a aquisição digital de uma seqüência de imagens
Fluoroscopia
• Possibilita a aquisição digital de uma seqüência de imagens que podem ser posteriormente vistas como um vídeo
• Necessita diminuir a dose final de Raios-X irradiados sobre o tecido humano
• Eventualmente, necessita o uso de contraste
Câmara de vídeo
Lentes
Intensificador de imagens
Grade anti-difusora
Diafragma
Fluoroscopia
Grade anti-difusora
Mesa
Filtro
Tubo de raios X
Colimador
Paciente
c.f. Bushberg, et al. The Essential Physics of Medical Imaging, 2nd ed., p. 232.
Fluoroscopia
Gastro Portáteis
Braço em C
Fluoroscopia
Fluoroscopia remota
Mesa giratória
Angiografia periférica e cateterismo
Sistema angiográfico bi-planar
InjetorGerador 2
Fluoroscopia
Gerador 1
Cabeça e pescoço - http://www.youtube.com/watch?v=fHQQQlSTbFw
Fluoroscopia vídeos
Cabeça e pescoço - http://www.youtube.com/watch?v=fHQQQlSTbFw
Angiografia - http://www.youtube.com/watch?v=Eoq9yrT-Ejk
Maluco engolindo uma espada - http://www.spike.com/video/x-ray-fluoroscopy-of/2919824