Tomografia computadorizada 01

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PROGRAMA DE EDUCAÇÃO CONTINUADA A DISTÂNCIA

Portal Educação

CURSO DE

TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

Aluno: EaD - Educação a Distância Portal Educação

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CURSO DE

TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

MÓDULO I

Atenção: O material deste módulo está disponível apenas como parâmetro de estudos para este Programa de Educação Continuada. É proibida qualquer forma de comercialização ou distribuição do mesmo sem a autorização expressa do Portal Educação. Os créditos do conteúdo aqui contido são dados aos seus respectivos autores descritos nas Referências Bibliográficas.

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SUMÁRIO

MÓDULO I

1 A HISTÓRIA DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA – TC

1.1 A TOMOGRAFIA E A SUA EVOLUÇÃO

1.2 OS APARELHOS DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

1.2.1 Aparelhos de primeira geração

1.2.2 Aparelhos de segunda geração

1.2.3 Aparelhos de terceira geração

1.2.4 Aparelhos de quarta geração

1.2.5 Aparelhos helicoidais

1.2.6 Aparelhos multislice

MÓDULO II

2 COMPONENTES DOS APARELHOS DE TC

2.1 O GANTRY

2.2 A MESA

2.3 O GERADOR DE RAIOS X

2.4 OS DETECTORES

2.5 O SISTEMA COMPUTACIONAL

2.6 O PAINEL DE COMANDO

2.7 A IMAGEM FÍSICA

MÓDULO III

3 PARÂMETROS DE CONTROLE

3.1 A COLIMAÇÃO DO FEIXE

3.2 EIXOS DE CORTE; O FATOR MAS

3.3 A ALTA-TENSÃO (KV)

3.4 O TEMPO DE ROTAÇÃO DO TUBO

3.5 ALGORITMOS DE RECONSTRUÇÃO

3.6 A MATRIZ DE IMAGEM

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MÓDULO IV

4 ANATOMIA HUMANA EM TOMOGRAFIA

4.1 CABEÇA, PESCOÇO

4.2 TRONCO, MEMBROS SUPERIORES E MEMBROS INFERIORES

MÓDULO V

5 PROTOCOLO DE EXAMES E FOTOGRAFIA

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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MÓDULO I

1 A HISTÓRIA DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA – TC

1.1 A TOMOGRAFIA E SUA EVOLUÇÃO

Em 1895, o físico Wilhelm Conrad Roengten (1845 – 1923) (Figura 1)

descobre o raio-x.

A descoberta dos raios X, em 1895, pelo físico Wilhelm Conrad Roengten

(1845 – 1923) (Figura 1), foi um marco na história da ciência médica. Não há relatos

oficiais de como tenha ocorrido tal descoberta, apenas especulações feitas por

jornalistas da época.

FIGURA 1. WILHELM CONRAD ROENTGEN (1845 – 1923)

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FONTE: MARTINS (1997).

De acordo com uma entrevista dada na época por Roentgen, a descoberta

teria sido acidental e ele mesmo não sabia do que se tratava, denominando sua

descoberta de “RAIOS X”, por não conhecer realmente a sua essência. Desde

então, passou a investigar a fundo o que aqueles raios recém-descobertos faziam.

Todo o estudo teve início com o interesse de Roentgen pela natureza dos

raios catódicos. Dessa forma, resolveu repetir alguns experimentos da época. Em

uma dessas tentativas experimentais, Roengten descobriu algo novo, algo capaz de

produzir sombra em objetos (Figura 2).

FIGURA 2. EXPERIMENTO DE ROENTGEN

FONTE: Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com.br>. Acesso em: 12 nov. 2012.

Após esse episódio, começou a investigar as características daquele

fenômeno fazendo comparações com tudo que já tinha sido descoberto até a época.

Com seus estudos, descobriu propriedades dos novos raios, diferente de tudo já

estudado. As propriedades dos novos raios foram descobertas e Roentgen foi

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eliminando qualquer semelhança com qualquer fato já descoberto anteriormente.

Realmente era algo novo!

As principais propriedades dos novos raios descritas por Roentgen foram:

Apresentavam propagação em linha reta;

Geravam sombras regulares;

Apresentavam capacidade de penetração, até mesmo em grandes

espessuras;

Eram capazes de emitir fluorescência;

Eram capazes de sensibilizar chapas fotográficas;

Não tinham capacidade de reflexão e nem de refração;

Não eram desviados por ímãs.

Diante de todas essas propriedades, Roentgen caracterizou os novos raios

X como possíveis ondas eletromagnéticas longitudinais. Após a divulgação de seu

trabalho para a sociedade científica da época, Roentgen foi impedido de dar

continuidade aos seus experimentos pela forte agitação que tomou conta do local

onde residia, fazendo com que outros pesquisadores passassem a sua frente nas

pesquisas.

A divulgação do seu trabalho foi feita de maneira inusitada. Não apenas pela

divulgação do artigo na revista científica da época, mas pelo envio de cópias

pessoais a todos os pesquisadores, juntamente com radiografias tiradas por ele.

Isso fez com que a repercussão fosse de forma rápida e eficaz.

Na figura 3 está uma ilustração do primeiro aparelho de radiografia, feito por

Roentgen e na figura 4 encontra-se a primeira radiografia tirada por ele, da mão de

sua esposa.

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FIGURA 3. APARELHO DE RADIOGRAFIA DE ROENTGEN

FONTE: Disponível em: <http://www.cerebromente.org.br>. Acesso em: 12 nov. 2012.

FIGURA 4. RADIOGRAFIA DA MÃO DA ESPOSA DE ROENTGEN

FONTE: FONTE: Disponível em: <http://www.cerebromente.org.br>. Acesso em: 12 nov. 2012.

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Após um tempo relativamente curto da divulgação, tão logo foram feitas as

primeiras aplicações na Medicina, para a identificação de fraturas ósseas. Com o

passar do tempo, a técnica revolucionária foi sendo aperfeiçoada, ganhando até

mesmo uma área específica dentro da Medicina, a Radiologia.

Abaixo daremos um rápido histórico da evolução dos raios X de Roentgen:

1896

Invenção do Fluoroscópio portátil por Thomas Alva Edison (1847 – 1931)

(Figura 5). Sua utilização estava voltada à observação interna do corpo em

movimento.

FIGURA 5. THOMAS ALVA EDISON (1847 – 1931) COM O SEU FLUOROSCÓPIO

PORTÁTIL


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FIGURA 6. APLICAÇÃO DO FLUOROSCÓPIO


1900

Criação do equipamento portátil de radiografia, baseados no fluoroscópio de

Thomas Edison (Figura 7).

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FIGURA 7. APARELHO DE RADIOGRAFIA PORTÁTIL


1904

Criação do aparelho de radiografia móvel, transportado por ambulâncias

(Figura 8).

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FIGURA 8. RADIOGRAFIA EM AMBULÂNCIA


1918

Origem da Ventriculografia por Walter Dandy (1866 -1946) (Figura 9). Como

as radiografias tradicionais não permitiam bons resultados aos estudos neurológicos,

Dendy percebeu que as fotografias ficavam melhores se os ventrículos cerebrais

recebessem por meio de injeção, ar em suas estruturas.

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FIGURA 9. WALTER DANDY (1886 – 1946)


1927

Origem da Arteriografia por Antônio Egas Moniz (1847 – 1955) (Figura 10).

Moniz percebeu que a injeção de iodetode sódio nas artérias caróticas permitia uma

maior evidência das artérias na fotografia, facilitando diagnósticos como:

aneurismas, derrames, etc.

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FIGURA 10. ANTÔNIO EGAS MONIZ (1847 – 1955).


1930

Como instrumento para facilitar os estudos neurológicos, surge a Tomografia

Linear, em 1930, por Ziedses des Plantes (1902 – 1993) (Figura 11). Anteriormente

chamada de Planigrafia, é baseada em movimentos lineares entre o filme o tubo de

raios X, permitindo a produção de várias imagens em diferentes planos.

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FIGURA 11. ZIEDSES DES PLANTES (1902 – 1993)


1931

Surge a Tomografia Axial, por Alessandro Vallebona (1899 -1987) (Figura

12). Sua técnica consistia em um equipamento capaz de girar em torno do paciente.

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FIGURA 12. ALESSANDRO VALLEBONA (1899 – 1987)


Com a necessidade de um sistema computacional para o processamento de

todas as imagens obtidas, surge a Tomografia Axial Computadorizada, em 1972.

Há uma grande diferença entre a Radiografia Tradicional e a Tomografia

Computadorizada quanto às imagens formadas. Na Radiografia Tradicional as

imagens são geradas pela sobreposição de estruturas da área do corpo avaliada

(Figura 13).

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FIGURA 13. IMAGEM DE UMA RADIOGRAFIA TRADICIONAL

FONTE: Disponível em: <http://www.acbo.org.br>. Acesso em: 11 nov. 2012.

Já na Tomografia a formação das imagens ocorre pelo corte seccional

consecutivo e paralelo da área do corpo a ser avaliada em diversos planos (Figura

14). Porém ambos utilizam os raios X na formação de suas imagens. Mas, na

Tomografia, o tubo se encontra em movimento no momento da geração do feixe.

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FIGURA 14. IMAGEM DE UMA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

FONTE: Disponível em: <http://www.acbo.org.br>. Acesso em: 11 nov. 2012.

Houve uma evolução com relação aos aparelhos utilizados na Tomografia

Computadorizada. Esses aparelhos foram separados por gerações de acordo com

as características específicas de cada um. A seguir, estudaremos cada geração de

tomógrafos a fundo, com todas as suas características peculiares.

Na atualidade, há dois tipos de tomografia computadorizada: a Tomografia

Computadorizada Médica (por feixes em leque) e a Tomografia Computadorizada

Odontológica (por feixes cônicos).

1.2 OS APARELHOS DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

1.2.1 Aparelhos de primeira geração

O primeiro aparelho de Tomografia Computadorizada foi criado em 1972, por

Godfrey Newbold Hounsfield (Figura 15). Foi denominado de EMI (Figura 16), em

homenagem a empresa Eletric and Musical Industries LTDA, em que trabalhava.

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FIGURA 15. GODFREY NEWBOLD HOUNSFIELD


FIGURA 16. PROTÓTIPO DO TOMÓGRAFO EMI

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Utilizados apenas para exames craniais, os tomógrafos da Primeira Geração

(Figura 17) apresentavam as seguintes características:

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FIGURA 17. FUNCIONAMENTO DE UM TOMÓGRAFO DA PRIMEIRA GERAÇÃO

Detectores

t

Fonte

t

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FONTE: CARVALHO (2009).

Presença de apenas um tubo de raios X;

Anódio fixo;

Presença de 1 a 3 detectores opostos ao tubo de raios X, constituídos

de cristais de iodeto de sódio (NaI);

Feixe em formato linear, em formato de pincel (pencil beam);

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Capacidade de varredura: 180º em torno do paciente;

Tempo de varredura: aproximadamente 5,5 minutos para a obtenção

de cada corte individual.

1.2.2 Aparelhos de segunda geração

O primeiro tomógrafo da Segunda Geração foi criado em 1974, por Robert S.

Ledley (Figura 18).

FIGURA 18. ROBERT S. LEDLEY


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Os tomógrafos da Segunda Geração (Figura 19) apresentavam as seguintes

características:

FIGURA 19. FUNCIONAMENTO DE UM TOMÓGRAFO DA SEGUNDA GERAÇÃO

Fonte

Detectores

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Anódio Giratório;

Presença de 30 detectores opostos ao tubo de raios X;

Feixes em forma de leque com abertura de 10º (norrowfan beam);

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Tempo de varredura: cerca de 20 segundos a 3,5 minutos para cada

corte.

1.2.3 Aparelhos de terceira geração

O primeiro tomógrafo da terceira geração surgiu em 1975 e o seu

funcionamento pode ser visualizado na figura 20.

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FIGURA 20. FUNCIONAMENTO DE UM TOMÓGRAFO DA TERCEIRA GERAÇÃO

Fonte

Detectores

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Um tomógrafo da Terceira Geração apresenta as seguintes características:


Anódio giratório;

Presença de até 960 detectores opostos ao tubo de raios X;

Feixe em forma de leque rotativo;


Tempo de varredura: 2 a 10 segundos cada corte.

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1.2.4 Aparelhos de quarta geração

O primeiro tomógrafo da Quarta Geração foi desenvolvido em 1980 e seu

funcionamento pode ser visualizado na figura 21.

FIGURA 21. FUNCIONAMENTO DE UM TOMÓGRAFO DA QUARTA GERAÇÃO

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Um tomógrafo da Quarta Geração apresenta as seguintes características:


Anódio rotatório;

Presença de 4.800 detectores fixos no gantry;

Feixes em forma de leque;


Tempo de varredura: máximo de 5 segundos.

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1.2.5 Aparelhos helicoidais

Os aparelhos helicoidais/espirais são também chamados de aparelhos de

Quinta Geração ou Tomógrafos por Volume. Foram desenvolvidos em 1990 e foram

um marco na História da Tomografia Computadorizada. Seu funcionamento pode ser

visualizado na figura 22.

FIGURA 22. FUNCIONAMENTO DE UM TOMÓGRAFO DA QUINTA GERAÇÃO

Movimento

de

Rotação do tubo

Volume

imaginado

Movimento

contínuo da

mesa

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FONTE: Disponível em: <http://www.radioinmama.com.br>. Acesso em: 12 nov. 2012.

Nessa geração, nos tomógrafos ocorrem dois tipos de movimentos, que

ocorrem de maneira simultânea, o que os diferencia dos outros tomógrafos de outras

gerações. O primeiro movimento é o movimento do paciente de forma contínua e

longitudinal pela abertura do gantry. Já o segundo movimento é o movimento de

360º do tubo de raios X juntamente com os detectores, localizados no anel do

gantry.

Ambos os movimentos ocorrem continuamente até o término do exame.

Essa movimentação contínua só foi possível pela tecnologia de anéis de

deslizamento como substituição aos cabos de raios X de alta tensão. Como pode ser

visto na figura 22, a imagem nessa geração de tomógrafos é adquirida em forma de

espiral.

Os tomógrafos da Quinta Geração apresentam algumas vantagens em

relação aos outros tomógrafos como:

Redução do tempo de exposição do paciente à radiação;

Aumento na capacidade de detectar pequenas lesões;

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Diminuição de artefatos nas imagens;

Aumento na velocidade de escaneamento;

Rapidez na obtenção das imagens.

Na figura 23 podemos visualizar tomógrafos representantes da Quinta

Geração.

FIGURA 23. EXEMPLOS DE TOMÓGRAFOS DA QUINTA GERAÇÃO

FONTE: Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com.br>. Acesso em: 12 nov. 2012.

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1.2.6 Aparelhos multislice

Os aparelhos multislice são também denominados de aparelhos de Sexta

Geração. Foram desenvolvidos no final de 1998, permitindo cortes múltiplos em

apenas uma rotação do conjunto tubo/detectores. O número de cortes está

relacionado ao número de canais dos tomógrafos, ou seja, o número de fileiras de

detectores. Quanto maior o número desses canais, maior a resolução das imagens.

Na figura 24, podemos observar o que acontece com o aumento do número

de fileiras de detectores. Fica evidente que com o seu aumento, há o aumento da

aquisição de informações. Porém, o custo do aparelho também aumenta com o

aumento do número de canais.

FIGURA 24. DEMONSTRAÇÃO DO AUMENTO DA AQUISIÇÃO DE INFORMAÇÃO

COM O AUMENTO DO NÚMERO DE CANAIS DOS TOMÓGRAFOS

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FONTE: Disponível em: <http://www.abco.org.br>. Acesso em: 13 nov. 2012.

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Atualmente, o tomógrafo multislice mais moderno apresenta 64 canais.

Porém, no Japão está sendo desenvolvido um tomógrafo multislice contendo 256

canais.

Na figura 25 temos um exemplo de um tomógrafo multislice.

FIGURA 25. TOMÓGRAFO MULTISLICE

FONTE: Disponível em: <http://www.abco.org.br>. Acesso em: 13 nov. 2012.

FIM DO MÓDULO I

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