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Para estudantes de radiologia.
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DOCÊNCIA EM
SAÚDE
RADIOLOGIA E ANÁLISE DE IMAGENS
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2013 – Portal Educação
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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação - Brasil Triagem Organização LTDA ME Bibliotecário responsável: Rodrigo Pereira CRB 1/2167
Portal Educação
P842r Radiologia e análise de imagens / Portal Educação. - Campo Grande: Portal
Educação, 2013.
124p. : il.
Inclui bibliografia
ISBN 978-85-8241-727-0
1. Radiologia. 2. Raio X. 3. Imagem radiográfica. I. Portal Educação. II.
Título.
CDD 621.3673
2
SUMÁRIO
1 RADIOLOGIA ............................................................................................................................. 4
1.1 INTRODUÇÃO E HISTÓRIA ...................................................................................................... 4
1.2 PROPRIEDADES DOS RAIOS X ............................................................................................... 8
1.3 TUBOS GERADORES DE RAIOS X ........................................................................................ 12
1.4 PRODUÇÃO DE RAIOS X ........................................................................................................ 18
1.5 INTERAÇÃO DE RAIOS X COM A MATÉRIA.......................................................................... 24
2 RADIODIAGNÓSTICO E EQUIPAMENTOS............................................................................. 32
2.1 RADIOGRAFIA CONVENCIONAL ........................................................................................... 32
2.2 RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA ................................................................................... 44
2.3 RADIOGRAFIA DIGITAL .......................................................................................................... 45
2.4 TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA .................................................................................... 46
2.5 CONTRAINDICAÇÕES PARA OS EXAMES RADIOGRÁFICOS ............................................ 52
3 IMAGENS RADIOGRÁFICAS ................................................................................................... 54
3.1 FORMAÇÃO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA .......................................................................... 54
4 CARACTERÍSTICAS E QUALIDADE DA IMAGEM ................................................................. 63
4.1 ARTEFATOS E TÉCNICAS PARA SUA REDUÇÃO ............................................................... 81
4.2 PÓS-PROCESSAMENTO E ANÁLISE DE IMAGENS ............................................................. 89
4.3 ARMAZENAMENTO DE IMAGENS .......................................................................................... 93
5 SEGURANÇA NO TRABALHO ............................................................................................... 97
5.1 EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO IONIZANTE ............................................................. 97
6 FUNDAMENTOS DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA ................................................................ 104
6.1 REGULAMENTAÇÃO DA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA NAS PRÁTICAS MÉDICAS ........... 106
3
6.2 DOSIMETRIA ........................................................................................................................... 110
7 CONTROLE DE QUALIDADE ................................................................................................ 113 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 121
4
1 RADIOLOGIA
1.1 INTRODUÇÃO E HISTÓRIA
Radiologia é uma especialidade médica que utiliza imagens do interior do corpo
humano para diagnosticar e, posteriormente, tratar doenças. Essas imagens são adquiridas por
diferentes técnicas, como por exemplo: radiografia convencional, tomografia computadorizada,
mamografia, ultrassonografia, tomografia por emissão de pósitrons e ressonância magnética
nuclear.
FIGURA 1.1
O desenvolvimento da radiologia foi possível
após a descoberta dos raios X, em 1895, pelo físico
alemão Wilhelm Conrad Röntgen (Figura 1.1). Essa
descoberta revolucionou o meio científico e,
principalmente a Medicina, levando ao início da
radiologia como especialidade médica por volta de
1900.
A descoberta dos raios X por Röntgen
ocorreu enquanto ele trabalhava com um tubo de raios
catódicos em seu laboratório. Esse tubo consistia de
uma ampola de vidro, evacuada, e com eletrodos
positivos e negativos em seu interior. Com a passagem
de uma corrente de alta tensão pelo tubo, uma
fluorescência era produzida em uma placa de
platinocianeto de bário colocada a alguns centímetros do tubo. Como essa fluorescência era
Físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen.
Adaptada de História da radiologia, disponível
em: <www.portalsaofrancisco.com.br>. Acesso
em: 12 jun. 2012.
5
fraca e a luminescência produzida dentro do tubo era intensa, Röntgen cobriu o tubo com papel
pesado e negro, e escureceu a sala. Ao passar novamente corrente de alta tensão pelo tubo, ele
observou uma fluorescência a quase um metro de distância do tubo.
Röntgen repetiu o experimento por diversas vezes, aumentando a distância entre a
placa e o tubo, e também colocando diferentes objetos entre eles. Ao segurar esses objetos, ele
viu os ossos de sua mão projetados na tela. Com isso, ele concluiu que o tubo com o qual estava
trabalhando emitia algum tipo ainda desconhecido de radiação capaz de atravessar o corpo
humano. Por não saber do que se tratava, ele chamou essa radiação de Raios X, sendo X a
incógnita da matemática.
Como sabia que havia descoberto algo interessante, mas não tinha certeza dos
resultados de seus experimentos, Röntgen trabalhou isolado e em segredo por algum tempo em
seu laboratório, onde comia e dormia. Além disso, substituiu a tela que usava por uma chapa
fotográfica e convenceu sua esposa a participar de seus experimentos. Após imobilizar a mão da
esposa sobre um filme fotográfico, ligar o tubo por quinze minutos e revelar o filme, Röntgen
observou a imagem dos ossos e do anel que ela usava, além de uma penumbra relativa aos
tecidos moles, que por serem mais permeáveis aos raios, produziam uma sombra mais fraca
(Figura 1.2).
6
FIGURA 1.2
Radiografia da mão da esposa de Röntgen, evidenciando os ossos, o tecido mole e o anel que
ela usava. Adaptada de História da radiologia.
FONTE: Disponível em: <www.portalsaofrancisco.com.br>. Acesso em: 12 jun. 2012.
No final do ano de 1895, Röntgen publicou um artigo descrevendo suas experiências e
relatando as seguintes propriedades dos raios X observadas por ele:
1. Invisibilidade;
2. Capacidade de provocar fluorescência em certos materiais;
3. Capacidade de atravessar corpos opacos à luz;
4. Não desviados por campos magnéticos;
5. Propagação em linha reta;
7
6. Origem no ponto de impacto dos raios catódicos com o vidro do tubo;
7. Redução da intensidade proporcional ao quadrado da distância entre a fonte e a
tela;
8. Radiopacidade dos materiais proporcional a sua densidade e espessura.
Por essa descoberta, Röntgen recebeu o prêmio Nobel de Física em 1901.
A primeira radiografia feita em público foi realizada no início de 1896, quando Röntgen
radiografou a mão do famoso anatomista Albert von Kölliker durante uma palestra. Pouco depois,
ele também radiografou um braço fraturado, provando o grande poder diagnóstico de sua
descoberta. No mesmo ano, os médicos começaram a utilizar os raios X para pesquisar as balas
em soldados feridos, contribuindo para o tratamento dos mesmos.
No Brasil, a radiologia iniciou-se em 1897, quando o médico José Carlos Ferreira Pires
instalou um aparelho de raios X na cidade de Formiga, Minas Gerais. Esse aparelho foi feito sob
supervisão do próprio Röntgen.
Em pouco tempo e em diferentes partes do mundo, inúmeras aplicações diagnósticas
dos raios X foram demonstradas por radiografias adquiridas em laboratórios de raios X. Para
haver a dedicação de médicos especializados e documentação dos exames, surgiu às
instalações permanentes dos raios X em hospitais, o que contribuiu para um enorme avanço na
prática médica.
No início da radiologia, o tempo necessário para produzir uma imagem radiográfica era
bastante longo. Uma radiografia de crânio, por exemplo, levava aproximadamente 45 minutos.
Além disso, havia um grande espalhamento da radiação. Em pouco tempo, efeitos nocivos dos
raios X foram sendo reportados, mas nem todos acreditavam que eles eram os responsáveis
pelas queimaduras, amputações e até mortes de pacientes e pesquisadores. Porém, com a
regularidade das publicações desses efeitos prejudiciais, as pessoas foram convencidas de que
os raios X poderiam ser fatais. Dessa maneira, desde aquela época até os dias atuais, há uma
grande preocupação em melhorar os aparelhos a fim de reduzir a radiação a que os pacientes
são expostos, já que por ser ionizante, ela é prejudicial à saúde.
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Com o passar dos anos, a Radiologia foi sofrendo grandes avanços, com o
desenvolvimento de aparelhos com maior potência e qualidade, e a informatização dos
equipamentos. Novos métodos diagnósticos foram surgindo, tais como ultrassonografia,
mamografia, densitometria óssea, tomografia computadorizada, ressonância magnética e
radiologia digital.
A tomografia computadorizada, por exemplo, foi desenvolvida na década de 1970,
quando Hounsfield acoplou o aparelho de raios X a um computador. E para reconstruir as
imagens, métodos matemáticos foram desenvolvidos principalmente pelo perquisador chamado
Cormack. As radiografias feitas até aquele momento eram capazes de distinguir ossos, líquidos,
partes moles e gordura. Devido à alta sensibilidade da tomografia computadorizada, passou a
ser possível separar as partes moles. Por exemplo, começou-se a diferenciar líquor, substâncias
cinzenta e branca do tecido cerebral. Ambos pesquisadores receberam o prêmio Nobel de
Medicina em 1979. No Módulo II, a tomografia computadorizada será apresentada com mais
detalhes.
Como o presente curso está focado nas técnicas que utilizam raios X, como radiografia
e tomografia computadorizada, as propriedades dos raios X e sua produção serão discutidas
com mais detalhes a seguir.
1.2 PROPRIEDADES DOS RAIOS X
Os raios X são pacotes de energia na forma de ondas eletromagnéticas (radiação
eletromagnética), como a luz visível, as ondas de rádio, os raios gama, as micro-ondas, entre
outras. A energia dos raios X pode ser medida em elétron-volt (eV). A diferença entre as várias
ondas eletromagnéticas está no seu comprimento de onda ( ) e na sua frequência ( ), cujo
produto é igual à velocidade da onda.
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FIGURA 1.3 - ONDAS SENOIDAIS COM DIFERENTES COMPRIMENTOS DE ONDA ( )
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
A velocidade (v) de toda onda eletromagnética é igual a velocidade da luz (c = 3 x 108
m/s). O comprimento de onda ( ) e a frequência ( ) são normalmente dados em metros (m) e
hertz (Hz), respectivamente. Assim, quando o comprimento de uma onda eletromagnética é
conhecido, pode-se calcular sua frequência, e vice-versa. Esse cálculo é feito pela equação
mostrada na figura.
10
Quanto maior for o comprimento de onda, menor será frequência da onda. A figura 1.4
mostra o espectro eletromagnético e os nomes dados às ondas de diferentes faixas de
comprimento de onda e frequência.
FIGURA 1.4 - ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
FONTE: Arquivo Pessoal do autor
Exemplo:
Qual é a frequência de uma onda eletromagnética de
comprimento de onda igual a 12 pm?
= 12 pm = 12 x 10-12 m
c = x
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O olho humano é sensível a ondas eletromagnéticas de comprimento de onda da
ordem de 400 a 700 nm, formando a faixa da luz visível, cujos menores e maiores comprimentos
de onda correspondem às cores violeta e vermelha, respectivamente. Já os raios ultravioleta, X e
gama apresentam comprimentos de ondas menores do que os da luz visível; enquanto os raios
infravermelhos, micro-ondas e ondas de rádio apresentam comprimentos de onda maiores do
que 700 nm. Os raios X possuem comprimentos de onda no intervalo de 10-11 a 10-8 metros.
Como o comportamento das ondas varia de acordo com a interação entre o seu
comprimento de onda e a matéria (objetos, corpo humano, etc.), diferentes ondas
eletromagnéticas podem ser utilizadas para diversas finalidades. Por exemplo, devido ao seu
comprimento de onda da ordem de centímetros, as micro-ondas são absorvidas por moléculas
de água presentes nos alimentos. Assim, os alimentos podem ser aquecidos quando colocados
nos fornos de micro-ondas.
Por outro lado, os raios X possuem comprimentos de onda muito pequenos e energia
10 mil vezes maior do que a luz visível, o que facilita sua penetração em diversos materiais.
Portanto, eles são bastante interessantes na medicina para a análise de órgãos internos e
fraturas, e no tratamento de tumores e doenças ósseas. Os raios X comumente usados em
radiologia possuem energias típicas entre 10 e 150 keV. Entretanto, os raios X podem trazer
prejuízos à saude do ser humano, já que podem separar moléculas por ionização. Por essa
característica, eles são classificados como radiação ionizante.
Se os raios X penetram melhor, menos raios X incidindo no corpo do paciente serão
necessários para que uma quantidade suficiente chegue ao detector para formar a imagem.
Dessa forma, quanto mais pentrantes os raios X, mais baixa será a dose de radiação no
paciente. Ao longo do texto, a importância e a utilidade dessa e de outras propriedades dos raios
X serão discutidas.
No quadro 1.1 abaixo, estão listadas as principais propriedades dos raios X úteis para
o radiodiagnóstico.
12
Os raios X ...
São radiação eletromagnética - não têm carga, não podendo ser
defletidos por campos elétricos ou magnéticos.
No vácuo, propagam-se com a velocidade da luz.
Propagam-se em linha reta.
Propagam-se em todas as direções.
Provocam luminescência em determinados materiais metálicos.
Enegrecem o filme fotográfico.
São mais penetrantes quando têm energia mais alta, comprimento de
onda curto e frequência alta.
Tornam-se mais penetrantes ao passarem por materiais absorvedores
Quanto maior for a voltagem do tubo gerador do raios X, melhor eles
atravessam um corpo.
Produzem radiação espalhada ao atravessarem um corpo.
Obedecem a lei do inverso do quadrado da distância (= 1/d2), ou seja,
sua intensidade é reduzida dessa forma.
Podem provocar mudanças biológicas, benignas ou malignas, ao interagir com um corpo.
QUADRO 1.1: PROPRIEDADES DOS RAIOS X IMPORTANTES, PRINCIPALMENTE PARA A
MEDICINA
1.3 TUBOS GERADORES DE RAIOS X
Os raios X são produzidos em um equipamento chamado tubo de raios X (Figura 1.5),
que consiste de uma ampola de vidro ou metal, evacuada, com um filamento de tungstênio em
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uma extremidade, denominado cátodo, e um alvo de metal na outra extremidade, denominado
ânodo. Os tubos de raios X funcionam de tal maneira que um grande número de elétrons é
produzido pelo cátodo e acelerado para bombardear o ânodo com alta energia cinética. Assim,
ele pode ser considerado um conversor de energia, já que a energia elétrica recebida é
convertida em raios X e calor. Os tubos são projetados com o objetivo de ter alta eficiência na
produção de raios X, além de serem capazes de dissipar o calor o mais rápido possível.
FIGURA 1.5: TUBO DE RAIOS X
FONTE: Adaptada de Oliveira, disponível em: <www.lucianosantarita.pro.br>. Acesso em: 11 jun.
2012.
O cátodo é o eletrodo negativo do tubo, formado por um pequeno fio em espiral (ou
filamento) que possui ponto de fusão e eficiência de emissão termoiônica altos, já que é
constituído pela combinação de tungstênio e tório. Esse filamento fica dentro de uma cavidade,
denominada copo focalizador. Quando a corrente elétrica passa pelo filamento, esse é aquecido,
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emitindo de elétrons (denominada emissão termiônica). Quanto maior for a corrente elétrica,
maior será a emissão de elétrons que bombardeiam o alvo, aumentando a produção de raios X.
O copo focalizador, que abriga o filamento, é responsável por direcionar a corrente de
elétrons para uma área bem definida do alvo (ânodo) (Figura 1.6).
FIGURA1.6: FEIXE DE ELÉTRONS (A) ESPALHADO NA AUSÊNCIA DO COPO
FOCALIZADOR E (B) DIRECIONADO AO ALVO DEVIDO AO COPO FOCALIZADOR
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Essa área bem definida do alvo bombardeada pelos elétrons é denominada ponto focal
(Figura 1.7).
FIGURA 1.7: PONTO FOCAL
FONTE: Adaptado de Nickoloff, 2005.
15
A maioria dos tubos de raios X tem pelo menos dois filamentos de diferentes
comprimentos, que resultam em tamanhos diferentes de pontos focais. Como pontos focais
maiores são obtidos com mais corrente e, portanto, mais raios X são produzidos, filamentos
maiores são utilizados para radiografar tecidos espessos e densos, que necessitam de mais
radiação. Porém, nesses casos a imagem obtida é mais borrada. Já pontos focais pequenos
produzem imagens menos borradas, melhorando a habilidade de visualizar estruturas pequenas.
Portanto, quanto menor o ponto focal, maior será a resolução espacial da imagem; porém, maior
será o desgaste do ânodo.
O ânodo é o polo positivo do tubo, que deve ser constituído de um material de boa
condutividade térmica, alto ponto de fusão e alto número atômico. Os tubos de raios X podem ter
o ânodo estacionário ou giratório (Figura 1.8).
FIGURA 1.8: (A) ÂNODO ESTACIONÁRIO E (B) ÂNODO GIRATÓRIO
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
No caso do ânodo estacionário, ele é feito de tungstênio, que tem o ponto de fusão
alto, sendo resistente ao intenso calor produzido no alvo pelo bombardeamento de elétrons.
Além disso, ele possui um número atômico alto, sendo útil para o fornecimento de átomos para a
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colisão com os elétros provenientes do filamento, o que leva a uma alta eficiência na produção
de raios X.
Já no caso do ânodo giratório, o feixe de elétrons interage com uma área muito maior
do alvo de maneira que o aquecimento não ocorre em uma área pequena, como no caso do
ânodo estacionário. Assim, correntes mais altas e tempos de exposição mais curtos são
possíveis em ânodos giratórios.
Atualmente, os tubos de ânodo fixo são utilizados em máquinas de baixa corrente,
como em raios X portátil ou dentário. No caso de máquinas de alta corrente, como em
radiodiagnóstico, os tubos possuem ânodo giratório. Nesse caso, a área de impacto dos elétrons
é aumentada, aumentando a vida útil do ânodo.
Além de seus dois principais componentes (cátodo e ânodo), o tubo de raios X possui
componentes externos: ampola de vidro ou metal, cabeçote protetor e suporte.
A ampola que abriga o ânodo e o cátodo é posicionada no interior do cabeçote do
equipamento de raios X, sendo constituída por um vidro ou metal de alta resistência e evacuada.
O objetivo é proporcionar isolamento témico e elétrico entre as extremidades onde ficam o ânodo
e o cátodo, aumentando a eficiência na produção de raios X e o tempo de vida útil do tubo.
Essa ampola tem aproximadamente de 30 a 50 cm de comprimento, e 20 cm de
diâmetro. Ela possui também uma área (janela) de aproximadamente 5 cm2, em que o material
(vidro ou metal) é mais fino, de modo a permitir a emissão do feixe útil de raios X com o mínimo
de absorção.
Além desse feixe útil, raios X são emitidos em todas as direções com igual intensidade.
Por esse motivo, o tubo de raios X é posicionado dentro de um cabeçote protetor revestido de
chumbo, que minimiza a passagem de radiação de fuga e permite a passagem do feixe de
radiação apenas pela janela do tubo, de modo a direcionar o feixe. Apesar do cabeçote, a
radiação não é totalmente blindada, sobrando a radiação de fuga que não contribui para a
formação da imagem (Figura 1.9). Por isso, deve-se considerar sua blindagem ao planejar uma
sala de raios X.
17
FIGURA 1.9: RADIAÇÃO DE FUGA NO CABEÇOTE DO SISTEMA DE RAIOS X
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
O conjunto cabeçote, ampola e tubo de raios X é sustentado por um mecanismo que
permite seu posicionamento apropriado para cada exame. Há diferentes tipos de suporte, como
suporte de teto, de chão, e com braço em formato semicircular (Figura 1.10).
18
FIGURA 1.10: SUPORTE PARA O CONJUNTO CABEÇOTE, AMPOLA E TUBO DE RAIOS. (A)
SUPORTE DE CHÃO E (B) SUPORTE EM FORMATO SEMICIRCULAR
FONTE: Adaptada de Bushong, 2004.
1.4 PRODUÇÃO DE RAIOS X
Os raios X podem ser produzidos quando elétrons em alta velocidade chocam-se com
um alvo metálico (Figura 1.11). O processo inicia-se quando uma corrente elétrica passa pelo
filamento do cátodo, produzindo um brilho e emitindo elétrons. Com a aplicação de uma alta
diferença de voltagem (medida em kilovolts) entre o cátodo e o ânodo, os életrons passam a
mover-se em alta velocidade desde o filamento até o alvo metálico, produzindo uma corrente
(medida em mA). Essa corrente de elétrons atravessa o caminho somente em uma direção
(cátodo ânodo). Quanto maior for a corrente, maior será a produção de raios X, porém menor
será o tempo de vida útil do filamento.
19
FIGURA 1.11: PRODUÇÃO DE RAIOS X
(a) Com o aquecimento do filamento e a aplicação de alta voltagem no tubo, elétrons movem-se
do filamento em direção ao ânodo. (b) Ao chocarem-se com os átmos do alvo presente no
ânodo, há produção de raios X. Adaptada de Produção de raios-X.
FONTE: Disponível em: <http://novastecnologiassaude.blogspot.com.br>. Acesso em: 11 jun.
2012.
Quando os elétrons chocam-se com o alvo, raios X são produzidos por dois
mecanismos: bremsstrahlung (do alemão, significa freagem) e radiação característica. O primeiro
mecanismo produz de 85% a 100% dos raios X, sendo o restante produzido pelo segundo
mecanismo.
No caso do mecanismo de bremsstrahlung, um espectro contínuo de raios X é
produzido pela desaceleração dos elétrons provenientes do filamento quando esses passam
próximos a núcleos carregados positivamente dos átomos do alvo, sendo desviados de sua
trajetória (Figura 1.12). A desaceleração brusca desses elétrons provoca perda de energia, o que
gera a emissão de radiação eletromagnética de diferentes comprimentos de onda e energia.
Dessa radiação produzida, apenas cerca de 1% é radiação X, sendo 99% emitida como calor, o
que aquece o alvo.
20
FIGURA 1.12: PRODUÇÃO DE RAIOS X PELO MECANISMO DE BREMSSTRAHLUNG
Adaptada de Oliveira.
FONTE: Disponível em: <http://www.lucianosantarita.pro.br>. Acesso em: 11 jun. 2012.
Os elétrons podem passar a distâncias diferentes do núcleo, sendo mais ou menos
freados. Assim, a radiação de bremsstrahlung se caracteriza por uma distribuição de energia,
sendo que a maior parte dessa radiação possui baixa energia. Esse fato pode ser perigoso para
o paciente, já que a radiação de baixa energia interage com o tecido sem contribuir para a
formação da imagem radiográfica.
O espectro contínuo de raios X é uma curva de intensidade (medida em contagens por
segundo) versus comprimento de onda do raio X (Figura 1.13). Essa curva depende do material
do alvo e da voltagem (V) aplicada entre o filamento e o alvo. Já que a desaceleração do elétron
é proporcional à densidade de prótons do núcleo do átomo do alvo, sendo então proporcional ao
seu número atômico (Z), a eficiência da produção de raios X é proporcional a ZV.
21
FIGURA 1.13: ESPECTRO CONTÍNUO DE RAIOS X PARA UM ALVO DE TUNGSTÊNIO PARA
DIFERENTES VOLTAGENS APLICADAS AO TUBO
FONTE: Adaptada de Bushong, 2004.
O espectro contínuo de raios X é acompanhado por uma série de linhas isoladas,
correspondente à radiação característica, produzida por transições eletrônicas específicas que
ocorrem em átomos do material do alvo. Ao chocar-se com esses átomos, os elétrons
provenientes do filamento expulsam elétrons das camadas mais internas dos átomos do alvo,
resultando na transição de outros elétrons de camadas mais externas para camadas mais
internas, substituindo os elétrons expulsos. Essa transição eletrônica resulta na geração dos
raios X característicos (Figura 1.14).
22
FIGURA 1.14: PRODUÇÃO DE RAIO X CARACTERÍSTICO
FONTE: Adaptada de Bushong, 2004.
Usando o modelo do átomo de Borh fica mais fácil entender a produção de raios X
característicos. Nesse modelo, o átomo é constituído por um núcleo contendo prótons e
nêutrons, cercado por camadas de elétrons. Na figura acima são mostradas as camadas K, L e
M. Se o elétron proveniente do filamento possuir energia suficiente para expulsar um elétron da
camada K (camada mais interna), a lacuna deixada deverá ser preenchida por um elétron da
camada L ou M para garantir novamente o equilíbrio. Dependendo da camada que vem o elétron
para preencher essa lacuna, a radiação emitida terá certo nível de energia.
Cada material emite um nível definido de radiação característica que depende do seu
número atômico. Em radiologia convencional, utilizam-se tubos de raios X com alvos de
tungstênio (símbolo = W, Z = 74), cuja radiação característica é da ordem de 70 keV. Já no caso
da mamografia, os tubos podem ter alvos de molibidênio (símbolo = Mo, Z = 42) ou ródio
(símbolo = Rh, Z = 45), cuja radiação característica é da ordem de 20 keV.
Portanto, o espectro de raios X é a superposição de um espectro contínuo e de uma
série de linhas espectrais características do alvo.
23
FIGURA 1.15
FONTE: Adaptada de Oliveira. Disponível em: <http://www.lucianosantarita.pro.br>. Acesso em:
11 jun. 2012.
O formato do espectro de raios X é sempre o mesmo; entretanto, alguns fatores
modificam sua amplitude e sua posição no eixo de energia. A amplitude está relacionada com a
intensidade do feixe, já a posição está relacionada com a sua qualidade. O quadro 1.2 resume
os principais fatores que modificam o espectro de raios X.
QUADRO 1.2: FATORES QUE MODIFICAM A AMPLITUDE E A POSIÇÃO DO ESPECTRO DE
RAIOS X, QUE ESTÃO RESPECTIVAMENTE RELACIONADAS COM A INTENSIDADE E A
QUALIDADE DO FEIXE
24
Fator Efeito
Tensão no tubo Amplitude e posição
Corrente no tubo Amplitude
Material do alvo Amplitude e posição do espectro contínuo
Distância fonte e detector Amplitude
Filtragem Amplitude, principalmente em energias baixas
A intensidade do feixe é também chamada de quantidade de raios X ou exposição à
radiação, e é medida em roentgens (R). A quantidade de raios X é o número de raios X no feixe
útil. Ela aumenta com o aumento da corrente e da tensão no tubo; por outro lado, diminui com o
aumento da distância fonte-detector e da filtragem.
Já a qualidade do feixe de raios X mede a penetração do feixe no corpo, em unidades
de camada semirredutora (do inglês, half-value layer – HVL). HVL é a espessura de um material
necessária para reduzir a quantidade de raios X penetrantes em 50%. Em radiologia, HVL
normalmente é medida em milímetros de alumínio. HVL aumenta com o aumento da tensão
aplicada no tubo e o aumento da filtragem do feixe. Portanto, para feixes de maior HVL, ou seja,
qualidade, os raios X são mais penetrantes e menos radiação é necessária para obter uma
imagem de boa qualidade, reduzindo a dose no paciente.
1.5 INTERAÇÃO DE RAIOS X COM A MATÉRIA
Quando os raios X atingem o tecido do paciente, a radiação pode ser completamente
espalhada, sem perda de energia; absorvida, com perda total de energia; espalhada, com
25
alguma absorção e perda de energia; ou transmitida, sem qualquer alteração. A trasmissão
desses raios X pelo corpo do paciente depende da densidade e da espessura do tecido, além do
coeficiente de atenuação de massa.
Para os raios X usados em radiodiagnóstico, que têm de 10 a 150 keV de energia,
essas interações são dos seguintes tipos: espalhamento coerente, efeito fotoelétrico e
espalhamento Compton.
Espalhamento coerente
O espalhamento coerente é uma interação de pura dispersão, sem deposição de
energia no material ou corpo do paciente. Nessa interação, o fóton de raio X interage com o
elétrons orbitais dos átomos da matéria. Esses elétrons oscilam por um período de tempo muito
curto e, depois, outro fóton de mesma energia é liberado e se propaga em uma direção diferente.
Esse tipo de interação é mais provável para fótons de energia baixa, não muito importante para a
radiologia diagnóstica.
FIGURA 1.16: ESPALHAMENTO COERENTE
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
26
Efeito fotoelétrico
Nessa interação, o fóton de raio X interage com um elétron de uma camada mais
interna de um átomo e, se tiver energia suficiente, esse fóton transfere toda a sua energia para o
elétron, ejetando-o da órbita. Assim, o fóton desaparece e o átomo é ionizado.
FIGURA 1.17: EFEITO FOTOELÉTRICO
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Após a interação fotoelétrica, a lacuna deixada pelo elétron ejetado é ocupada por
outro elétron, ocorrendo emissão de radiação característica.
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O número de interações fotoelétricas diminui rapidamente com raios X de altas
energias. Não há fóton espalhado e toda a energia é depositada localmente, contribuindo para a
dose de radiação no paciente.
A probabilidade relativa de um raio X sofrer interação fotoelétrica é inversamente
proporcional à terceira potência da sua energia (1/E3) e diretamente proporcional à terceira
potência do número atômico do material absorvedor (Z3). Essa distribuição de probabilidade está
mostrada na figura 1.18 para dois tipos de materiais absorvedores: tecido mole e osso.
FIGURA 1.18: PROBABILIDADE RELATIVA DE UM RAIO X SOFRER INTERAÇÃO
FOTOELÉTRICA EM DOIS DIFERENTES MATERIAIS ABSORVEDORES: TECIDO MOLE E
OSSO
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
28
Espalhamento Compton
Nessa interação, o fóton de raio X normalmente interage com um elétron de uma
camada mais externa de um átomo, transferindo parte da sua energia para o elétron, ejetando-o
da órbita. Assim, o fóton continua se propagando, mas com energia menor e direção de
propagação diferente.
FIGURA 1.19: ESPALHAMENTO COMPTON
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
29
Durante essa interação, a maior parte da energia do raio X é dividida entre o raio X
espalhado e o elétron ejetado (denominado elétron Compton). Ambos passam a ter energia
suficiente para realizar outras interações antes de perder toda a sua energia.
A probabilidade de o espalhamento Compton ocorrer é inversamente proporcional a
sua energia (1/E), porém é praticamente independente do número atômico do material
absorvedor.
FIGURA 1.20: PROBABILIDADE RELATIVA DE UM RAIO X SOFRER ESPALHAMENTO
COMPTON EM DOIS DIFERENTES MATERIAIS ABSORVEDORES: TECIDO MOLE E OSSO
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Os raios X espalhados, resultantes da interação Compton, não fornecem informação
útil para os exames radiográficos. Pelo contrário, eles reduzem o contraste da imagem obtida.
O quadro 1.3 abaixo resume as interações dos raios X com o corpo humano que são
mais prováveis de ocorrer durante um exame de radiodiagnóstico. É importante notar que devido
30
a algumas dessas interações, boa parte da radiação contribui apenas para a deposição de dose
no paciente e não para a formação da imagem.
QUADRO 1.3: RESUMO DAS INTERAÇÕES DOS RAIOS X COM O CORPO HUMANO MAIS
PROVÁVEL DE OCORRER DURANTE UM EXAME DE RADIODIAGNÓSTICO
Transmissão do raio X através do corpo do paciente sem interação
Absorção completa do raio X, com depósito de energia no corpo do paciente (Efeito
Fotoelétrico)
Espalhamento do raio X (Espalhamento Compton)
A figura 1.21a resume o conteúdo visto neste primeiro módulo, desde a produção de
raios X até sua interação com a matéria. Já a figura 1.21b, que está relacionada com os eventos
mostrados na figura 1.21a, mostra a distribuição de energia de raios X produzidos por um tubo
com ânodo fixo. Os raios X de baixas energias são absorvidos no metal do ânodo e, depois, na
ampola de vidro. Posteriormente, a filtragem também reduz a quantidade de raios X de baixas
energias que não iriam conseguir atravessar o corpo para formar a imagem e apenas
aumentariam a dose no paciente. Assim, somente os raios X com energias mais altas são
capazes de atravessar o corpo do paciente e contribuir para o enegrecimento do filme e,
consequentemente, a formação da imagem.
FIGURA 1.21
31
(a) Trajetória dos raios X desde o tubo até o filme radiográfico. (b) Espectro dos raios X em cada
etapa do processo mostrado em (a).
FONTE: Adaptado de Bushberg, 2002.
32
2 RADIODIAGNÓSTICO E EQUIPAMENTOS
2.1 RADIOGRAFIA CONVENCIONAL
A radiografia convencional é o processo de obtenção de imagens bidimensionais do
corpo humano utilizando feixes de raios X e filme fotográfico. Foi a primeira técnica de
radiodiagnóstico desenvolvida depois da descoberta dos raios X por Röentgen, e durante
décadas, foi o único método de imagem existente. Mesmo com o desenvolvimento de diferentes
técnicas, como a tomografia computadorizada ou a ressonância magnética, ainda há muitos
exames de radiografia convencional que não foram substituídos, por serem mais práticos, mais
baratos ou mais úteis em determinados casos.
O equipamento de radiografia é composto pelo tubo de raios X (Figura 1.5), filtros,
colimadores, mesa de altura ajustável, detector (receptor) da imagem, mesa de controle do
operador e processadora dos filmes (Figura 2.1). O receptor da imagem é o filme radiográfico
colocado dentro de um chassi (ou cassete) e posicionado sob a mesa de exames ou em um
suporte no caso da radiografia feita com o paciente em pé.
FIGURA 2.1: (A) EQUIPAMENTO DE RAIOS X (SUPORTE, TUBO, MESA E DETECTOR). (B)
CASSETE. (C) PROCESSADORA. (D) FILME RADIOGRÁFICO
33
FONTE: Arquivo Pessoal do Autor
Filtros
Nos tubos de raios X, há uma filtragem inerente, que é a absorção de radiação em
materiais que não podem ser removidos do equipamento, como o próprio alvo ou a parede de
vidro do tubo. Porém, em alguns casos, há a necessidade de uma filtração adicional,
principalmente de raios de baixa energia para o endurecimento do feixe, ou seja, para o aumento
da sua energia efetiva e, consequentemente, aumento do seu poder de penetração. Em tubos de
raios X radiográficos, esses filtros são normalmente de alumínio ou cobre.
Essa filtragem afeta tanto a quantidade (número de raios X e energias), quanto à
qualidade (poder de penetração) do feixe de raios X. O objetivo principal é filtrar a radiação de
mais baixa energia, reduzindo a dose de radiação no paciente (Figura 2.2).
34
FIGURA 2.2
(a) Baixa filtragem: feixe menos penetrante, mais radiação é necessária para formação da imagem no filme. (b) Filtragem adequada: feixe mais penetrante, menos radiação é
necessária para formação da imagem no filme e, consequentemente, menor a dose no paciente.
FONTE : Arquivo Pessoal do Autor
Cuidado com a filtragem!
Pouca filtragem resulta em uma dose de radiação maior ao paciente devido à
maior quantidade de raios X de baixas energias que não conseguem atravessar o corpo do
paciente.
Muita filtragem resulta em uma imagem de pior qualidade já que raios X de altas
energias produzem menos contraste.
35
Além da filtragem adicional utilizada para melhorar a qualidade do feixe, pode-se
utilizar também filtros de compensação (Figura 2.3). Em casos em que a espessura e a
composição do tecido da parte do corpo a ser examinada variam bastante, esses filtros são
utilizados para se obter uma imagem com luminosidade global uniforme.
FIGURA 2.3: FILTROS DE COMPENSAÇÃO
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Colimadores e grades
Os colimadores são dispositivos que limitam o tamanho do campo de incidência dos
raios X pela absorção de parte da radiação, direcionando e suavizando o feixe. Na maioria dos
tubos de raios X, utilizam-se colimadores de abertura variável, constituídos de dois conjuntos de
lâminas de chumbo que podem ser ajustadas para a obtenção de campos de incidência
36
retangulares de tamanhos variáveis (Figura 2.4). O tamanho do campo de incidência coincide
com o tamanho do detector.
FIGURA 2.4: COLIMADOR DE ABERTURA VARIÁVEL
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Portanto, as principais funções dos colimadores são: restringir a incidência dos raios X
na área de interesse clínico, prevenindo a irradiação desnecessária de outras regiões; e reduzir
a radiação espalhada, melhorando o contraste da imagem.
FIGURA 2.5: COLIMAÇÃO ADEQUADA RESULTA EM MENOS RADIAÇÃO ESPALHADA E,
CONSEQUENTEMENTE, MENOR DOSE NO PACIENTE E MELHOR CONTRASTE NA
IMAGEM
37
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Já as grades consistem de uma folha de tiras finas de chumbo espaçadas por outro
material, como alumínio ou fibra de carbono. O objetivo é remover a radiação que é espalhada
dentro do corpo do paciente, melhorando o contraste da imagem. Assim, as grades são
projetadas para transmitir apenas os raios X cujas direções são uma linha reta entre a fonte e o
detector, passando diretamente pelo material de alumínio ou fibra de carbono. Os outros raios X
são absorvidos pelas tiras de chumbo e não atingem o detector.
FIGURA 2.6: A GRADE ABSORVE A RADIAÇÃO ESPALHADA NO PACIENTE, MELHORANDO
O CONTRASTE DA IMAGEM
38
FONTE: Adaptado de Nickoloff, 2005.
Sistema tela-filme
A radiografia convencional utiliza um sistema de detecção da radiação denominada
sistema tela-filme. Nesse sistema, o filme fica dentro de um chassi radiográfico, também
chamado de cassete, juntamente com uma ou duas telas intensificadoras.
FIGURA 2.7: ESQUEMA DO DETECTOR NO SISTEMA TELA-FILME
39
O filme radiográfico é posicionado dentro do cassete, normalmente entre duas telas
intensificadoras. Adaptado de Formação e Registro da Imagem.
FONTE: Disponível em: <www.ebah.com.br>. Acesso em: 15 jun. 2012.
O chassi é constituído de uma caixa de alumínio (ou resina plástica), que protege o
material fotossensível da luz até o momento da exposição. Uma das superfícies do chassi, por
onde incidem os raios X (Figura 2.7 – parte superior do cassete), deve ser de material de baixo
número atômico e com espessura reduzida para evitar atenuação da radiação.
Como o filme radiográfico é pouco sensível aos raios X, é necessária a utilização de
uma ou duas telas intensificadores para convertem os raios X em luz. Assim, o filme é produzido
para ser sensível à luz e não a raios X. Por esse motivo, ele deve ser protegido da luz antes e
após o exame.
A tela intensificadora é utilizada antes do detector de radiação com o objetivo de
capturar raios X que passam pelo corpo do paciente e pela grade, e convertê-los em grande
quantidade de luz, que será direcionada ao detector. A vantagem da utilização da tela é reduzir a
exposição do paciente à radiação. Entretanto, a desvantagem é a diminuição da qualidade da
imagem, com aumento de ruído devido à dose reduzida, e redução da resolução espacial devido
40
à dispersão da luz. Porém, com a utilização de telas mais modernas, a redução da qualidade da
imagem não é tão crítica.
A tela intensificadora é constituída por, pelo menos, quatro camadas: revestimento
protetor, camada de fósforo, camada reflexiva e base.
FIGURA 2.8: ESQUEMA DO CORTE TRANSVERSAL DE UMA TELA INTENSIFICADORA,
MOSTRANDO SUAS QUATRO CAMADAS: BASE, CAMADA REFLEXIVA, CAMADA DE
FÓSFORO E REVESTIMENTO PROTETOR
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
O revestimento protetor é a camada que fica mais próxima ao filme radiográfico e
fornece à tela uma superfície resistente ao manuseio, transparente à luz e que protege a camada
de fósforo.
41
Já a camada de fósforo é a parte ativa da tela, que converte os raios X em luz. Ela é
constituída de um material cintilador, normalmente o fósforo de terras raras, composto por
oxisulfeto de gadolíneio, oxibrometo de latânio e tantalato de ítrio. Esse composto tem uma
maior eficiência de conversão do que as telas mais antigas de tungstato de cálcio.
Quando os raios X interagem com a camada de fósforo, luz é emitida com igual
intensidade em todas as direções, sendo que menos da metade dessa luz é emitida na direção
do filme radiográfico. Assim, para aumentar a quantidade de luz que atinge o filme, a tela possui
uma camada reflexiva, onde a luz que a atinge é redirecionada para o filme.
FIGURA 2.9: ESQUEMA DO CORTE TRANSVERSAL DE DOIS SISTEMAS TELA-FILME
(a) Com a utilização de tela intensificadora sem a camada reflexiva, apenas parte da radiação
sensibiliza o filme. (b) A camada reflexiva redireciona os raios X para sensibilizarem o filme.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
42
A camada mais distante do filme é chamada de base que, normalmente composta por
poliéster, dá suporte mecânico à camada de fósforo. Essa camada deve ser resistente à
umidade e à radiação, inerte quimicamente para não interagir com a camada de fósforo, flexível
e livre de impurezas que possam ser imageadas pelos raios X.
Após atravessar o corpo do paciente e a tela intensificadora, o feixe de raios X pode
sensibilizar os filmes radiográficos. Há outros detectores de radiação em radiodiagnóstico, mas
a impressão de filmes radiográficos ainda é uma das principais técnicas usadas clinicamente. O
uso de sensores em sistemas digitais também é outra maneira de detectar os feixes de raios X e
será discutido nas próximas seções.
O filme radiográfico não exposto consiste de uma ou duas camadas de emulsão sobre
uma folha flexível de plástico (geralmente poliéster). A emulsão consiste de grãos de haleto de
prata (brometo de prata – AgBr, e iodeto de prata - AgI) em uma base gelatinosa. Uma camada
adesiva é utilizada para segurar a emulsão sobre a base de plástico, e um revestimento é
utilizado para proteger a emulsão. Os filmes podem ser de emulsão simples ou dupla.
FIGURA 2.10: FILMES RADIOGRÁFICOS DE EMULSÃO (A) SIMPLES E (B) DUPLA
Adaptado de Formação e Registro da Imagem.
FONTE: Disponível em: <www.ebah.com.br>. Acesso em: 15 jun. 2012.
43
Após ser exposto, o filme contém a imagem latente da região de interesse do paciente e, para se
obtiver a imagem que será utilizada no diagnóstico, esse filme deve ser revelado. O filme
radiográfico é geralmente revelado por uma processadora automática.
FIGURA 2.10: PROCESSADORAS DE FILMES RADIOGRÁFICOS
FONTE: Arquivo Pessoal do Autor
Por muito tempo, os filmes radiográficos eram o principal meio de armazenamento de
imagens médicas. A utilização de diferentes detectores e de computadores passou a oferecer
novas maneiras de armazenar, processar, transferir e mostrar as imagens. Atualmente é
possível adquirir os dados, realizar operações matemáticas para realçar detalhes e diferenciar
imagens, e armazenar esses dados em servidores facilitando a visualização, sem a utilização de
filmes. A essas novas modalidades, dá-se o nome de Radiologia Digital, que inclui as
radiografias computadorizada e digital, que serão abordadas a seguir.
Entretanto, os conceitos de física das radiações abordados no módulo I e o
posicionamento do paciente e dos equipamentos são os mesmos, apenas as técnicas estão
44
sendo aperfeiçoados, não reduzindo a responsabilidade dos operadores de seguir corretamente
o protocolo para adquirir imagens de boa qualidade com menor exposição possível do paciente.
2.2 RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA
A radiografia computadorizada utiliza um cassete similar aos chassis do sistema tela-
filme, juntamente com um equipamento de raios X tradicional, como descrito anteriormente. A
diferença é uma placa receptora, constituída de fósforo fotoestimulável, usada no lugar do filme
radiográfico.
Durante o exame, quando há exposição à radiação, os raios X causam ionização na
placa, resultando no aprisionamento de elétrons em estados de energia excitados. Para a
obtenção da imagem, essa placa é “lida” por um scanner a laser apropriado, também chamado
de leitor.
O laser do scanner adiciona energia aos elétrons excitados que, eventualmente, voltam
para um nível mais baixo de energia, emitindo luz. Essa luz é medida por um detector e a
imagem é digitalizada. Após o processo de leitura, as informações na placa são “apagadas” com
a utilização de luz intensa, e a placa é recolocada no interior do chassi para ser utilizada
novamente.
As vantagens da radiografia computadorizada incluem:
Não são necessários filmes radiográficos;
A aquisição da imagem é mais rápida, diminuindo a exposição do paciente à
radiação;
45
O custo com armazenamento de imagens digitais é menor;
A visualização e distribuição das imagens são mais fáceis;
A qualidade das imagens pode ser melhorada utilizando programas
computacionais;
Como utiliza o equipamento tradicional de radiografia, o custo para implantação
dessa técnica é menor do que o custo da implantação da radiografia digital.
Entretanto, há algumas desvantagens. São elas:
Menor resolução espacial do que em sistemas tela-filme;
Eletrônica mais complexa e cara;
Desaparecimento da imagem latente em aproximadamente 15 minutos;
Necessidade de profissionais qualificados para operar e fazer a manutenção dos
equipamentos.
2.3 RADIOGRAFIA DIGITAL
No caso da radiografia digital, o receptor da imagem é um equipamento especializado,
formado por detectores digitais sensíveis aos raios X, que podem capturar a imagem
diretamente, sem o uso de chassis.
As vantagens da radiografia digital incluem:
46
Não necessidade do processamento químico para revelar a imagem, como no
caso dos filmes radiográficos;
Habilidade de transferir e melhorar digitalmente as imagens;
Menos radiação é necessária para obter imagens com qualidade similar àquelas
obtidas com a radiografia convencional.
Entretanto, esse tipo de detector é frágil. Quando o sistema necessita de modificações
ou é danificado, é necessária a substituição de toda a unidade de raios X.
Há dois modelos de sistema em radiografia digital: direto e indireto. O sistema direto é
normalmente constituído por um conjunto de detectores de selênio amorfo, que converte os
fótons de raios X diretamente em carga depositada. Já o sistema indireto é constituído por um
cintilador, como o iodeto de césio, que converte os raios X em luz. Abaixo do cintilador, há um
conjunto de dispositivos sensíveis à luz que a converte em sinal digital. Em ambos os sistemas,
a área útil do detector, as perdas de raios X que atravessam o detector e a capacidade de
conversão do detector influenciam a sua eficiência.
Ambos os sistemas de radiologia digital (radiografia computadorizada e radiografia
digital) estão associados com pior resolução espacial das imagens quando comparados com o
sistema tela-filme da radiografia convencional. Entretanto, as diversas vantagens desses
sistemas, citadas anteriormente, compensam a perda na resolução espacial.
2.4 TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
No início da década de 1970, o físico e engenheiro Godfrey Hounsfield desenvolveu e
demonstrou a técnica de tomografia computadorizada (TC). Até então, as imagens radiográficas
eram obtidas pela sensibilização de filmes por raios X que atravessavam o corpo do paciente.
Com a TC, um feixe de raios X bem colimado atravessa o corpo do paciente e é medido por
detectores que enviam o sinal para um computador. Esse computador é o responsável por
47
analisar o sinal, reconstruir a imagem e mostrar as fatias (Figura 2.11). O algoritmo matemático
utilizado para a reconstrução da imagem foi desenvolvido pelo físico médico Alan Cormack, que
dividiu o prêmio Nobel de física com Hounsfield em 1982.
FIGURA 2.11: PRINCÍPIO DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
FONTE: Adaptada de Breve introdução à tomografia computadorizada.
Ao examinar uma determinada região do corpo humano utilizando radiografia
convencional, obtém-se uma imagem bidimensional com superposição de estruturas e com ruído
devido à radiação espalhada. Já com TC, obtém-se uma imagem perpendicular ao eixo longo do
corpo e, depois de adquiridas várias fatias, pode-se reconstruir uma imagem tridimensional.
48
A metodologia por trás dessa técnica é bastante complexa, mas os princípios básicos
podem ser demonstrados considerando o equipamento de TC mais simples, que consiste de
uma fonte de raios X e um detector, conectados para se moverem simultaneamente.
FIGURA 2.12: METODOLOGIA BÁSICA DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
CARACTERÍSTICA DA PRIMEIRA GERAÇÃO DE TOMÓGRAFOS – FEIXE RETILÍNEO DE
RAIOS X E DETECTOR ÚNICO
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
49
Quando o conjunto fonte-detector completa uma translação, uma projeção é obtida
com o sinal formado pelos raios X que atravessaram o corpo. Então, o conjunto volta para a
posição inicial, rotaciona e começa a segunda translação para obter a segunda projeção. Após a
repetição desse processo por várias vezes, várias projeções são obtidas e utilizadas pelo
software do computador para a reconstrução da fatia da imagem. Esse processo é característico
dos sistemas de TC da primeira geração, que consistia de 180 translações separadas por
rotações de 1°.
Ao longo do tempo, os equipamentos de TC foram sendo melhorados e divididos em
categorias. As primeiras categorias estão listadas no quadro 2.1.
QUADRO 2.1: PRIMEIRAS GERAÇÕES DE TOMÓGRAFOS
Geração Feixe de raios X Detector
Tempo p/
aquisição de
uma imagem
Matriz da
imagem
1ª Retilíneo Único 5 minutos 80 x 80
2ª Em leque Conjunto retilíneo 30 segundos Até 512 x 512
3ª Em leque Conjunto curvilíneo 1 segundo 512 x 512
4ª Em leque Conjunto circular fixo 1 segundo 512 x 512
Pode-se observar que, com o passar do tempo, o objetivo sempre foi melhorar os
equipamentos com o desenvolvimento de diferentes formatos de feixes e conjunto de detectores,
para melhorar a reconstrução das imagens e diminuir o tempo de aquisição. A figura abaixo
mostra as representações esquemáticas das quatro gerações de tomógrafos listadas no quadro
anterior.
50
FIGURA 2.13: DIFERENTES GERAÇÕES DE TOMÓGRAFOS
(a) Primeira geração: feixe retilíneo e detector único. (b) Segunda geração: feixe em leque e
conjunto retilíneo de detectores. (c) Terceira geração: feixe em leque e conjunto curvilíneo de
detectores. (d) Quarte geração: feixe em leque e conjunto circular fixo de detectores.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
A quinta geração de tomógrafos foi desenvolvida especificamente para imagens
cardíacas. Não há um tubo de raios X convencional; os elétrons são produzidos pelo gantry e
acelerados para se colidirem com um arco de tungstênio (alvo), que envolve o paciente e fica na
direção oposta ao anel de detectores. Esses tomógrafos são capazes de produzir uma imagem a
cada 50 milissegundos, que são utilizadas para montar um filme mostrando o batimento
cardíaco.
A sexta geração de tomógrafos, chamada de espiral ou helicoidal, consiste de um
scanner em que há rotação contínua (360°) do conjunto fonte-detectores e movimento de
translação da mesa onde fica o paciente, para obtenção de dados de um volume de tecido, não
de fatias. Nesse caso, obtêm-se dados a cada 100 milissegundos e, as reconstruções são
rápidas. A vantagem é o aumento da cobertura anatômica em menos tempo de aquisição.
51
FIGURA 2.14: SEXTA GERAÇÃO DE TOMÓGRAFOS
A rotação do tubo de raios X juntamente com a translação da mesa resulta em uma trajetória
helicoidal do tubo em torno do paciente.
FONTE: Adaptado de Bushberg et al., 2002.
Já a sétima geração de tomógrafos, chamada de multifatias, também consiste de um
scanner em que há rotação contínua do conjunto fonte-detectores e movimento de translação da
mesa. Porém, nesse caso, a dupla fileira de detectores e a velocidade de aquisição permitem
adquirir várias fatias finas, de 2 a 3 mm de espessuras, em um tempo curto, diminuindo a dose
no paciente.
O sistema de TC é dividido em três principais componentes: suporte circular
(denominado gantry), computador e console de operação (Figura 2.15). O gantry é parte do
equipamento que inclui o tubo de raios X, o gerador de alta voltagem, o conjunto de detectores,
os colimadores e a mesa onde o paciente é posicionado.
O computador inclui a memória primária e um conjunto de processadores responsáveis
pela reconstrução da imagem. O console de operação inclui diferentes estações em que os
trabalhadores qualificados podem operar o sistema de aquisição e reconstrução dos dados,
52
realizar o pós-processamento das imagens, e visualizar as mesmas para a realização do
diagnóstico.
FIGURA 2.15
(a) Equipamento de tomografia computadorizada (grantry, mesa). (b) Console de operação e computador para reconstrução e visualização da imagem.
FONTE: Arquivo Pessoal do Autor
2.5 CONTRAINDICAÇÕES PARA OS EXAMES RADIOGRÁFICOS
53
Não existem contraindicações para exames radiográficos que não necessitem de
contraste. Porém, mulheres grávidas ou com suspeita de gravidez devem evitá-los para proteger
a criança.
Já no caso de exames em que há a necessidade de administração de contraste para
melhor visualização de alguma estrutura anatômica que tenha densidade semelhante a
estruturas vizinhas, como rins, estômago e intestinos, as principais contraindicações são
hipertireoidismo e insuficiência renal.
Entretanto, apesar de haver poucas contraindicações, o uso de raios X limita a
quantidade de exames radiográficos a que um paciente pode ser submetido, devido aos efeitos
biológicos danosos da radiação ionizante.
54
3 IMAGENS RADIOGRÁFICAS
3.1 FORMAÇÃO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA
A última etapa de um exame radiológico é a obtenção de uma imagem radiográfica
registrada sobre um detector de radiação a partir da interação da radiação com o corpo do
paciente. Como já discutido anteriormente, os raios X são uma forma de radiação ionizante,
possuindo energia suficiente para penetrar no tecido humano, interagindo com seus átomos.
É importante relembrar e resumir as informações dos módulos anteriores em relação à
cadeia de eventos para a formação de uma imagem radiográfica (quadro 3.1).
QUADRO 3.1: CADEIA DE EVENTOS QUE RESULTA NA FORMAÇÃO DE UMA IMAGEM
RADIOGRÁFICA
Os raios X são produzidos e, ao saírem do tubo, são chamados de feixe
primário.
O feixe primário é filtrado, principalmente os raios X de baixas energias.
O feixe primário filtrado é direcionado para a região de interesse pelos
colimadores.
O feixe de raios X passa através do corpo do paciente e parte da radiação é
absorvida (processo de atenuação).
Os raios X que não foram absorvidos são os responsáveis pela exposição do
detector e, portanto, pela formação da imagem.
55
As regiões do corpo que são mais densas atenuam mais o feixe de raios X do que as
regiões menos densas. Por exemplo, o osso absorve mais raios X do que o tecido mole. Dessa
maneira, áreas no detector referentes a regiões menos densas, como no caso dos pulmões que
contêm principalmente ar, são mais expostas à radiação. Por outro lado, áreas referentes a mais
densas, como no caso dos ossos, são menos expostas à radiação.
FIGURA 3.0: IMAGENS RADIOGRÁFICAS
À esquerda, imagem radiográfica de tórax. À direita, imagem radiográfica da mão do paciente.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Como visto no módulo anterior, os detectores de radiação utilizados em radiologia
incluem o filme radiográfico e detectores digitais. A seguir, serão apresentados mais detalhes
sobre a formação da imagem para esses diferentes detectores.
56
Sistemas tela-filme
Em sistemas tela-filme, obtém-se uma imagem radiográfica de projeção, ou seja, uma
imagem bidimensional da anatomia tridimensional do paciente. Essa imagem é formada no filme
radiográfico, sendo definitiva e não podendo ser modificada.
A resolução espacial da imagem radiográfica é quase perfeita, quando na ausência da
tela intensificadora e se todos os parâmetros relacionados forem otimizados. Porém, a tela
intensificadora é utilizada para reduzir a dose no paciente, ou seja, é possível obter uma imagem
de boa qualidade mesmo com a redução dos requisitos para alto rendimento do sistema de raios
X e redução da exposição do paciente à radiação. Além disso, reduz-se o aquecimento do tubo,
os custos e a exposição dos operadores à radiação espalhada. Portanto, a perda de resolução
espacial é justificada principalmente pela redução da exposição do paciente e dos operadores à
radiação.
FIGURA 3.1: REPRESENTAÇÕES DE IMAGENS RADIOGRÁFICAS DA MÃO
(a) sem o uso de tela intensificadora e (b) com o uso de tela intensificadora. Observa-se
borramento na imagem em (b) devido à presença da tela.
FONTE: Arquivo Pessoal do autor.
57
Dos raios X que contribuem para a imagem no filme, de 95% a 99% interagem com a
tela intensificadora para produzir luz, afetando os grãos de haleto de prata e rearranjando sua
estrutura. O restante interage diretamente com os grãos de haleto de prata da emulsão do filme.
Assim, em um filme já exposto à radiação, mas ainda não processado, a emulsão contém a
imagem latente. Se houver um tempo muito grande entre a exposicão do filme e seu
processamento, a estrutura dos grãos da emulsão podem mudar novamente, afetando a
qualidade da imagem.
Para obter a imagem no filme, ele é processado para que haja redução química do
haleto de prata em grãos de prata metálica enegrecidos. Assim, a imagem latente invisível é
convertida em uma imagem radiográfica visível. Quatro processos são necessários para a
obtenção da imagem no filme: revelação, fixação, lavagem e secagem.
QUADRO 3.2: SEQUÊNCIA DE PROCESSOS PARA OBTENÇÃO DE UMA IMAGEM VISÍVEL
NO FILME RADIOGRÁFICO
Revelação: ocorre uma reação de oxirredução dos grãos de prata expostos à
radiação, convertento a imagem latente em imagem visível. Essa reação é
menos provável de ocorrer em grãos não expostos à radiação. O processo de
revelação é altamente rápido e crítico para a qualidade da imagem.
Fixação: o uso do fixador tem os objetivos de neutralizar, clarear, preservar e
endurecer o filme. Além disso, ele remove os grãos de prata não expostos e
interrompe o processo de revelação.
Lavagem: retira todos os químicos do filme, que podem causar amarelamento
da radiografia processada, reduzindo sua vida útil e degradando a imagem.
58
Secagem: é a última etapa do processo, em que é removida toda a água do
filme antes dele ser manuseado, visualizado e arquivado.
Inicialmente, essas etapas eram realizadas manualmente e levava-se
aproximadamente uma hora para se obter uma imagem radiográfica pronta para ser analisada
pelo médico. Atualmente, essas etapas são realizadas por processadoras automáticas que
podem possuir ciclos estendidos, médios e ultrarrápidos, com durações de 30 a 150 segundos
para que se obtenha uma imagem.
FIGURA 3.2: ESQUEMA DO PROCESSAMENTO DO FILME RADIOGRÁFICO EM
PROCESSADORA AUTOMÁTICA
FONTE: Adaptado de Filme radiográfico. Disponível em: <www.ebah.com.br>. Acesso em: 16
mai. 2012.
Além da eficiência do serviço de radiologia ser maior com o processamento
automático, ele resulta em imagens de melhor qualidade já que todas as radiografias são
59
processadas da mesma maneira, e as variações e erros introduzidos pelo trabalho humano são
quase inexistentes.
Após o processamento, regiões mais escuras do filme são aquelas em que a emulsão
sofreu mais interações com a radiação (luz proveniente da tela intensificadora e raios X). Por
outro lado, regiões com menos exposição à radiação e, portanto, menos interações, aparecem
mais claras no filme processado. A medida do grau de enegrecimento de uma determinada
região do filme é denominada densidade óptica (D).
Com um densitômetro pode-se medir a quantidade de luz incidente no filme ( ) e a
quantidade de luz que atravessa uma determinada região do filme ( ). A densidade óptica é
então dada por:
( )
Uma imagem radiográfica contém áreas de diferentes densidades ópticas visualizadas
em tons de cinza. Na medida em que aumenta a exposição de uma área do filme à radiação, a
densidade óptica naquela região também aumenta.
FIGURA 3.3
60
(a) Densitômetro. (b) Densidades ópticas diferentes são visualizadas em diferentes tons de
cinza.
Sistemas digitais
Em sistemas digitais, como em radiografia computadorizada ou digital, há conversão
da radiação em sinais digitais, conforme visto no módulo II. A imagem digital obtida é uma
função bidimensional da intensidade de luz detectada para cada ponto do espaço.
Matematicamente, poderíamos escrever essa função como f(x,y), em que f é proporcional ao
nível de cinza no ponto localizado pelas coordenadas espaciais x e y.
Assim, a imagem digital pode ser considerada como sendo uma matriz cujas linhas e
colunas referem-se à posição espacial, e o valor da matriz identifica o nível de cor em uma
61
determinada posição. Cada elemento dessa matriz é chamado de “pixel”, que é a abreviatura
para picture element. Ele é utilizado para descrever a dimensão geométrica da imagem.
FIGURA 3.4
Imagem representada pela matriz da função f(x,y), em que cada posição espacial (x,y) tem um
nível de cinza determinado pelo valor de f.
FONTE: Radiologia digital. Disponível em: <www.tecnologiaradiologica.com>. Acesso em: 15
mai. 2012.
Diferentemente das imagens obtidas pelas técnicas de radiografia, as imagens obtidas
por tomogradia computadorizada representam as estruturas anatômicas em “fatias”, sendo que a
espessura de cada fatia está relacionada com a profundidade da imagem. Assim, a imagem é
representada por voxels, que é a combinação dos pixels com a espessura da fatia.
62
FIGURA 3.5: FATIA DE UMA IMAGEM TOMOGRÁFICA
O voxel é definido pelo pixel e a espessura da fatia.
FONTE: Adaptado de Bushberg et al., 2002.
63
4 CARACTERÍSTICAS E QUALIDADE DA IMAGEM
A qualidade das imagens radiográficas refere-se como fielmente a estrutura anatômica
examinada é mostrada na radiografia. Para fazer um diagnóstico acurado, o radiologista
necessita de uma imagem de alta qualidade. Apesar de não haver uma maneira precisa de
avaliar essa qualidade, existem algumas características básicas importantes para sua descrição
(quadro 3.3).
QUADRO 3.3: CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES RELACIONADAS À QUALIDADE DAS
IMAGENS RADIOGRÁFICAS
Densidade, que se refere à luminosidade da imagem, ou seja, ao seu
enegrecimento global;
Contraste, que é a diferença de densidade entre duas regiões adjacentes;
Latitude, que é a habilidade de mostrar vários tons de cinza;
Resolução espacial, que é a habilidade de mostrar detalhes finos;
Nitidez, que se refere a quão borrada são mostradas as bordas das estruturas;
Distorção, é a deformação do tamanho ou do formato do objeto;
Ruído, que se refere à variação randômica da densidade de fundo.
64
A densidade refere-se ao grau de enegrecimento global da imagem radiográfica após
ela ser processada. Dependendo desse grau, pode ser mais difícil analisar a imagem tanto na
tela do computador, quanto na frente de um negatoscópio.
FIGURA 3.6
Representações de imagens radiográficas de tórax com densidade (a) maior ou (b) menor. É
possível observar a diferença de luminosidade global de cada imagem.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Alguns fatores relacionados à sensibilidade e à exposição do detector (digital ou filme)
podem afetar a densidade da imagem. Dos fatores relacionados à exposição do detector, pode-
se citar as diferentes espessuras e densidades das estruturas do paciente a serem imageadas, a
quantidade de radiação emitida durante a exposição, o tamanho do campo e a distância focal.
No caso da quantidade de radiação emitida pelo tubo de raios X, ela está relacionada à corrente
65
aplicada no filamento. Assim, se a corrente for duplicada, tanto a quantidade de raios X quanto a
densidade serão duplicadas.
A distância entre o foco e o detector também afeta a densidade da imagem, já que a
intensidade do feixe de raios X diminui com o quadrado da distância. Com isso, quanto mais
distante estiver o detector do tubo de raios X, menor será a densidade da imagem.
Além disso, as características dos receptores também influenciam na densidade. No
caso de filmes, o tipo, a sensibilidade e o processamento podem afetar o grau de enegrecimento
da imagem. Já no caso de detectores digitais, o material e a espessura afetam a densidade de
alguma maneira.
Outras duas características importantes da imagem são contraste e latitude. Essas
características são opostas. Se o contraste aumenta, a latitude diminui, e vice-versa. O contraste
é definido como a diferença na densidade radiográfica entre duas regiões adjacentes da
imagem. Contraste alto significa que há pouca quantidade de tons de cinzas na imagem entre as
cores branca e preta. Por outro lado, baixo contraste significa que há muitos tons de cinza entre
o branco e o preto.
Portanto, uma imagem com alta latitude tem uma aparência acinzentada, com pouca
diferença de tom entre estruturas adjacentes. Já uma imagem com alto contraste é quase preta e
branca, tornando mais visíveis detalhes anatômicos.
FIGURA 3.7: REPRESENTAÇÕES DE IMAGENS RADIOGRÁFICAS DE TÓRAX COM
DIFERENTES CONTRASTES
66
(a) Baixo contraste. (b) Contraste adequado. FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
O contraste também depende da exposição e das características do receptor. As
diferentes espessuras e densidades das estruturas anatômicas do paciente, a energia dos raios
X controlada pela voltagem aplicada no tubo durante a produção da radiação, a filtragem do feixe
de raios X e o efeito das grades ao remover a radiação espalhada afetam a exposição do
detector de radiação e, consequentemente, o contraste da imagem. Esse contraste também é
afetado pelo contraste característico do filme radiográfico e seu processamento. No caso de
imagens digitais, o contraste pode ser afetado pelas técnicas de pós-processamento e qualidade
do monitor usado para visualização.
A resolução espacial da imagem refere-se à habilidade de distinguir estruturas
pequenas com alto contraste, como a interface entre osso e tecido mole, microcalcificações ou
nódulos. Ela está relacionada com a nitidez da imagem. Quando a nitidez diminui, as bordas das
estruturas tornam-se borradas, piorando a resolução espacial. Assim, falta de nitidez refere-se
ao borramento das imagens. Por outro lado, imagem com boa nitidez refere-se ao detalhamento
da imagem.
Todas as imagens radiográficas também possuem algum tipo de ruído. A presença
desse ruído, que nada mais é do que uma variação randômica da densidade de fundo, pode dar
67
à imagem uma aparência granulada ou com textura (Figura 3.8). Enquanto a resolução de
imagens de raios X é limitada pelas dimensões da fonte de raios X; o ruído é limitado pela
intensidade do feixe.
FIGURA 3.8: REPRESENTAÇÕES DE IMAGENS RADIOGRÁFICAS DA MÃO
(a) sem e (b) com ruído. Pode-se observar a aparência granulada da imagem com ruído.
FONTE: Arquivo Pessoal do Autor.
Muitas vezes o nível de ruído pode ser ajustado, porém quando for reduzi-lo, é
necessário considerar que o principal compromisso em imagens de raios X é a exposição do
paciente. Dessa maneira, o ruído não deve ser reduzido ao nível mínimo possível se a dose no
paciente for aumentada. Além disso, deve-se considerar também o contraste e o borramento da
imagem ao tentar reduzir o ruído. Portanto, todo procedimento de radiodiganóstico possui um
ruído aceitável, para compensar com exposição mínima, tempo de exame curto e imagem de
boa qualidade.
68
Como visto até agora nessa seção, a qualidade da imagem é afetada por fatores
relacionados aos detectores, à geometria e ao paciente (Figura 3.9). Esses diversos fatores
devem ser considerados ao realizar o exame e também ao analisá-lo.
FIGURA 3.9: FATORES QUE AFETAM A QUALIDADE DA IMAGEM RADIOGRÁFICA
FONTE: Arquivo Pessoal do Autor.
69
Fatores relacionados aos detectores
Sistema tela-filme
Cada sistema tela-filme se comporta de uma determinada maneira quando submetido
à radiação, sendo necessário caracterizá-lo. Para isso, os diferentes graus de enegrecimento
produzidos sobre o filme para níveis de exposição conhecidos são colocados em um gráfico,
obtendo uma curva de resposta, também chamada de curva característica do filme (Figura
3.10).
FIGURA 3.10: CURVA CARACTERÍSTICA DE UM FILME RADIOGRÁFICO, DEMONSTRADA
EM AZUL
A barra à direita mostra os níveis de cinza para diferentes regiões da curva.
FONTE: Arquivo Pessoal do autor.
70
O início da curva não é muito útil, pois mudanças nos níveis de exposição não causam
muita diferença na densidade do filme. Porém, o nível de densidade nessa região, chamado de
base + véu, é o valor para exposição a raios cósmicos, radiação de fundo e calor, que podem
causar mudanças nos grãos do filme sem a exposição à radiação X.
Já a região linear de toda curva característica é útil na caracterização do filme. Nessa
região, cada aumento da radiação causa um aumento linear na densidade óptica. A inclinação
dessa região define o gradiente de contraste do filme, que não é afetado pela tela
intensificadora, mas pode ser afetado pelas condições de processamento do filme.
FIGURA 3.11: CURVA CARACTERÍSTICA DE UM FILME RADIOGRÁFICO, MOSTRADA EM
AZUL
Para o radiodiagnóstico, é importante a região linear da curva, cuja inclinação (reta verde)
fornece o valor do gradiente de contraste do filme.
FONTE: Arquivo Pessoal do autor.
71
Outra característica importante do filme que pode influenciar a qualidade da imagem é
sua sensibilidade. Ela refere-se à quantidade de exposição que o filme deve receber para
produzir uma imagem, e é determinada pelo nível de exposição necessário para aumentar a
densidade óptica em um valor unitário acima do valor de base + véu.
Assim, filmes mais sensíveis, também chamados de mais velozes, necessitam de
menor tempo de exposição, o que reduz os artefatos de movimento e a dose no paciente.
Porém, esse tipo de filme tem grãos grandes, levando a menor nitidez na imagem. Por outro
lado, filmes menos sensíveis possuem grãos menores e, por isso, proporcionam maior nitidez.
Portanto, o uso de flmes mais velozes é bastante interessante em situações em que limitar a
dose no paciente e/ou limitar o aquecimento do tubo são mais importantes do que a ótima nitidez
da imagem.
O processamento apropriado do filme também é necessário para que se obtenha uma
imagem radiográfica de boa qualidade. A etapa mais crítica é a revelação. Os fatores
importantes que afetam o grau de revelação e, consequentemente, a imagem final são:
concentração de químicos, agitação química, duração do processo e temperatura.
Sistema digital
No caso da imagem digital, a resolução espacial está relacionada com o tamanho da
matriz da imagem, que é determinada por características do detector e pela capacidade do
computador. Os sistemas digitais fornecem matrizes com tamanhos de 64 x 64 a 4096 x 4096
pixels.
Para um mesmo tamanho de campo de visão (FOV, do inglês field of view), quanto
maior for a quantidade de linhas e colunas na matriz da imagem, menor será o tamanho do pixel
e, consequentemente, melhor será a resolução espacial da imagem. Assim, a resolução espacial
de uma imagem digital pode ser dada por:
72
A figura abaixo mostra uma mesma imagem com diferentes resoluções espaciais.
FIGURA 3.12: IMAGENS RADIOGRÁFICAS DE TÓRAX COM TRÊS DIFERENTES
RESOLUÇÕES ESPACIAIS
É possível observar a perda de nitidez na imagem com o aumento da resolução espacial, ou
seja, para pior resolução espacial (b e c).
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Exemplo:
Qual é a resolução espacial de uma imagem adquirida com
FOV = 32 cm x 32 cm e matriz = 128 x 128 pixels?
73
Entretanto, em pixels muitos pequenos pode haver grande quantidade de ruído. Nesse
caso, boa resolução espacial não garante boa qualidade da imagem. Portanto, a qualidade da
imagem digital está tanto relacionada com a resolução espacial, quanto com a quantidade de
ruído.
Outro fator dependente do detector digital, nesse caso mais precisamente do
computador a ele conectado, é a variação dinâmica ou variação da escala de cinza, que
descreve o número de tons de cinza que pode ser representado por uma imagem digital. Quanto
maior for a variação dinâmica, mais tons de cinza serão utilizados para representar a série de
valores desde a máxima intensidade de raios X até a mínima intensidade de raios X que chega
ao detector. Assim, melhor será a resolução do contraste. Além disso, o contraste de uma região
de interesse da imagem pode ser aumentado se o sistema tiver uma variação dinâmica
suficiente.
Fatores geométricos
A qualidade da imagem pode ser afetada por diferentes fatores geométricos. Entre
eles, estão: magnificação, distorção e ponto focal.
Magnificação
Em radiografia, as imagens são maiores do que os objetos (estruturas atômicas) que
elas representam, o que é chamado de magnificação. Quantitativamente, ela é expressa pelo
fator de magnificação (FM):
74
Em que I é o tamanho da imagem, O é o tamanho do objeto, DFI é a distância entre a
fonte de raios X e a imagem, e DFO é a distância entre a fonte de raios X e o objeto, como
indicado abaixo.
FIGURA 3.13: MAGNIFICAÇÃO
A fórmula para o fator de magnificação (FM) é obtida por geometria.
FONTE: Adaptado de Nickoloff, 2005.
Para a maioria dos exames radiográficos, DFI é igual a 100 cm, o que resulta em um
FM de aproximadamente 1,1. Porém, em alguns serviços de radiodiagnóstico, tem-se utilizado
DFI de 120 cm com o objetivo de reduzir a magnificação, melhorar a resolução espacial e reduzir
a dose no paciente.
Distorção
75
Outro fator de qualidade da imagem é a distorção, ou seja, a representação errada do
tamanho ou do formato das estruturas na imagem. Isso ocorre devido à divergência do feixe de
raios X, ou seja, apenas o raio central do feixe atinge o filme perpendicularmente e o ângulo de
divergência dos outros raios causa a distorção. Portanto, nenhuma radiografia é uma imagem
exata de estruturas do corpo humano, o que pode interferir no diagnóstico.
A distorção, seja no formato ou no tamanho, sempre vai ocorrer, podendo apenas ser
minimizada. Ela depende da espessura, posição e formato do objeto. Para estruturas mais
espessas ou com formatos que possuem diferentes espessuras, a distorção é maior.
FIGURA 3.14: DISTORÇÃO
Formato irregular do objeto, ou estrutura do corpo, pode causar distorção se não posicionada no
centro do feixe de raios X.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Se o plano do objeto (estrutura anatômica) e o plano da imagem não estiverem
paralelamente posicionados, também ocorre distorção (Figura 3.15). Por isso, é muito importante
76
que o posicionamente apropriado do paciente seja mantido durante a aquisição da imagem
radiográfica.
FIGURA 3.15: DISTORÇÃO
Se o objeto, ou estrutura do corpo, estiver inclinado em relação ao plano perpendicular ao feixe
de raios X, a imagem obtida será distorcida.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Ponto focal
Como o ponto focal não é exatamente um ponto, tendo dimensões mensuráveis, há um
borramento indesejado nas bordas das estruturas, formando uma região de penumbra.
77
FIGURA 3.16: PONTO FOCAL
Como o ponto focal tem dimensões (F), há a formação de uma região de penumbra (P),
causando borramento na imagem.
FONTE: Adaptado de Nickoloff, 2005.
Quanto mais fino for o ponto focal, melhor será a nitidez geométrica da imagem e
menor será o efeito de penumbra. Além disso, esse efeito de penumbra pode ser minimizado,
posicionando o paciente mais próximo possível do detector e, se for possível, aumentando a
distância entre a fonte de raios X e a imagem.
Efeito anódico
Devido à geometria do ânodo no tubo de raios X, há uma redução da intensidade do
feixe de raios X do cátodo para o ânodo. Além disso, o efeito anódico também afeta o
borramento das bordas das estruturas causado pelo tamanho do ponto focal. Esse efeito de
78
penumbra, como visto no tópico anterior (Ponto focal), é menor no lado do ânodo do que no
lado do cátodo.
FIGURA 3.17: EFEITO ANÓDICO
Adaptado de Oliveira.
FONTE: Disponível em: <http://www.lucianosantarita.pro.br>. Acesso em: 02 jul. 2012.
Fatores relacionados ao paciente
Como visto anteriormente, o posicionamento do paciente é muito importante para a
aquisição de uma imagem radiográfica de boa qualidade, porém ele afeta principalmente os
79
fatores geométricos. Nesse tópico, serão dicutidos outros fatores que estão mais diretamente
relacionados com o corpo do paciente, como o seu contraste e movimento.
Contraste do paciente
O contraste do paciente está relacionado com diferentes fatores:
o Espessura do paciente: uma região mais espessa do corpo do paciente atenua
mais o feixe de raios X do que uma região mais fina, mesmo se ela possuir a mesma
composição.
o Densidade de massa do tecido: regiões do corpo do paciente podem ter a
mesma espessura, mas diferentes densidades, o que afeta o contraste.
o Número atômico (Z) efetivo do tecido: como o efeito fotoelétrico depende de Z
do tecido e é uma importante forma de interação para raios X com energias na faixa usada em
diagnóstico, o contraste do paciente é bastante influenciado pelo Z do tecido que está sendo
examinado.
o Formato da estrutura anatômica: se a estrutura anatômica tiver um formato que
coincida com o feixe de raios X, o contraste será máximo. Caso contrário, haverá borramento,
redução da resolução espacial e do contraste da imagem.
Movimento
Tanto o movimento do paciente quanto do tubo de raios X pode causar borramento da
imagem radiográfica. Entretanto, o movimento do paciente é mais crítico, já que o tubo
dificilmente se movimenta.
Há dois tipos de movimento do paciente:
80
o Voluntário: por exemplo, de membros ou músculos. Ele depende da cooperação
do paciente. Em alguns casos, pode ser necessário que o paciente seja imobilizado ou prenda a
respiração por alguns segundos.
o Involuntário: por exemplo, do pulmão, do coração, peristaltismo ou tremores.
Seus efeitos podem ser reduzidos com um tempo de exposição curto. Em alguns casos, pode
ser necessário sedação do paciente para realização do exame.
Observação:
Em tomografia computadorizada, a qualidade da imagem também é avaliada por meio
de características como resolução espacial, contraste, ruído, linearidade e uniformidade. Uma de
suas principais vantagens é a capacidade de visualização de estruturas de baixo contraste.
Porém, as imagens de TC são mostradas no monitor como níveis de brilho, chamados
de número CT. Esses números vão de -1000 a +1000, que correspondem ao ar e ao osso
denso, respectivamente. O número de cada voxel da imagem está relacionado ao coeficiente de
atenuação de raios X do tecido contido no voxel. Assim, é possível determinar qual número CT
aparecerá em branco, preto ou em tons de cinza, de maneira que o número não muda; apenas
a mescla de cinza é mudada dependendo da estrutura que se quer visualizar. Esse
procedimento é chamado de janelamento.
FIGURA 3.18: JANELAMENTO EM IMAGENS POR TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
81
(a) Janelamento: escolha do número CT para ser o valor de centro e escolha da largura da
janela. (b) Janelamento para realçar osso (esquerda), mediastino (centro) e pulmão (direita).
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
4.1 ARTEFATOS E TÉCNICAS PARA SUA REDUÇÃO
Em imagens radiográficas, um artefato é uma área com densidade óptica diferente da
esperada, que não foi causada pela interação do feixe de raios X com a estrutura examinada,
mas sim por algum problema durante o processo de aquisição, processamento, manuseio ou
armazenamento da imagem. Os artefatos afetam as características e, consequentemente, a
qualidade das imagens.
Como os artefatos podem interferir com a visualização da imagem e posterior
diagnóstico, suas causas devem ser identificadas para que eles possam ser prevenidos. As
82
causas mais comuns de artefatos em radiografias podem ser divididas em três grupos:
exposição, processamento, manuseio e armazenamento.
Os artefatos de exposição estão associados com a maneira com que o exame é
realizado e, normalmente, são fáceis de serem detectados e podem ser corrigidos. No quadro
3.4, os artefatos de exposição mais comuns estão listados.
QUADRO 3.4: ARTEFATOS DE EXPOSIÇÃO
Posicionamento incorreto da tela intensificadora e do filme no chassi
Mau contato entre a tela intesificadora e o filme
Cassete defeituoso
Posicionamento incorreto da grade
Exposição insuficiente
Superexposição
Exposição dupla do mesmo filme
Posicionamento incorreto do paciente
Movimento do paciente
Imagem de objeto estranho
A tela intensificadora e o filme radiográfico devem ser posicionados corretamente em
um cassete sem defeitos para que haja perfeito contato entre eles. Caso contrário, a luz
83
produzida na tela irá divergir, resultando em perda de definição na região da imagem referente
ao local onde o contato tela-filme é ruim.
O posicionamento da grade também é importante. Ela deve ser posicionada
perpendicularmente ao feixe central de raios X, e esse feixe deve passar pelo seu centro. Caso
algum erro seja cometido durante esse posicionamento, regiões com densidades ópticas
inesperadas aparecerão na imagem. Quando a grade é colocada de maneira invertida, por
exemplo, faixas verticais escuras aparecem na imagem.
Outros dois problemas estão relacionados com exposição insuficiente ou
superexposição à radiação. No caso de superexposição, há perda de informação de estruturas
anatômicas menos densas. Já em casos de exposição insuficiente, há perda de contraste e
aparência granulosa da imagem.
FIGURA 3.19: ARTEFATOS DE EXPOSIÇÃO
(a) Aquisição da imagem com a grade invertida. (b) Superexposição à radiação. (c) Exposição insuficiente à radiação.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
A redução ou prevenção de artefatos de exposição também depende da preparação e
posicionamento do paciente. Esse deve ser posicionado de maneira que a estrutura a ser
examinada fique paralela ao plano do detector e mais próxima possível dele. Já o feixe central
de raios X deve passar no centro da estrutura. Esses cuidados reduzem artefatos de
magnificação e distorção da imagem.
84
Além disso, o paciente deve ser instruído a ficar imóvel ou, em alguns casos, a respirar
com determinada frequência, para diminuir o borramento da imagem devido ao movimento.
Deve-se também verificar se o paciente carrega algum objeto próximo à estrutura a ser
examinada para não haver artefatos.
FIGURA 3.20: ARTEFATO DE EXPOSIÇÃO
O paciente guardava os óculos no bolso da camisa.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Pode-se observar que esses artefatos podem ser corrigidos se o operador tiver maior
atenção ao realizar o exame, quanto ao posicionamento dos equipamentos e do paciente,
quanto às instruções que devem ser dadas aos pacientes sobre movimento e respiração, e
quanto aos parâmetros utilizados para aquisição da imagem (corrente no filamento, voltagem no
tubo, tempo de exposição, etc). A maioria desses artefatos pode ocorrer tanto radiografia
convencional quanto digital.
85
Os artefatos de processamento ocorrem em sistemas tela-filme e estão geralmente
associados com controle de qualidade inadequado e limpeza infrequente da processadora de
filmes radiográficos.
QUADRO 3.5: ARTEFATOS DE PROCESSAMENTO
Marcas das roldanas da processadora
Marcas lineares
Marcas circulares
Aumento ou redução acentuada da densidade óptica
Manchas
Gotas amareladas no filme
Aparência leitosa, oleosa ou frágil da imagem
Quando o filme é colocado na processadora, essa deve estar limpa e em perfeitas
condições para que não haja aparecimento de artefatos na imagem. Se uma das roldanas da
processadora, responsável por transportar o filme dentro dela, estiver mal posicionada, ela pode
pressionar o filme e sensibilizá-lo, resultando no aparecimento de marcas na imagem. Essas
marcas, de densidades ópticas aumentadas ou reduzidas, também podem aparecer caso haja
sujeira na processadora.
86
O processamento incorreto do filme, como revelador oxidado, quantidade insuficiente
de fixador, lavagem inadequada ou temperatura imprópria, pode causar aparecimento de
manchas ou gotas amareladas na imagem, além de aparência leitosa, oleosa ou frágil.
Os artefatos de manuseio e armazenamento ocorrem quando não há cuidado com o
manuseio dos filmes radiográficos e as condições de armazenamento não são apropriadas
(quadro 3.6). Assim, para reduzi-los ou evitá-los, é necessário treinar as pessoas que têm
contato direto com os filmes, além de projetar instalações adequadas para o seu
armazenamento.
QUADRO 3.6: ARTEFATOS DE MANUSEIO E ARMAZENAMENTO
Aparência embaçada da imagem
Marcas de pressão ou dobra
Faixas de densidade óptica aumentada
Artefatos estáticos
Quando o filme é exposto à luz ou outro tipo de radiação que não seja a do feixe de
raios X utilizado para adquirir a imagem, pode haver o aparecimento de faixas ou manchas com
densidade óptica aumentada, ou imagem com aparência embaçada. Esses artefatos também
podem ocorrer se a temperatura ou umidade da sala de processamento ou armazenamento
estiver muito alta. Caso contrário, se a temperatura ou umidade da sala de processamento ou
armazenamento estiver muito baixa, podem ocorrer artefatos estáticos, ou seja, acúmulo de
elétrons na emulsão. Além disso, se o filme sofrer algum tipo de pressão ou for dobrado antes ou
após seu processamento, marcas indesejadas aparecerão na imagem.
87
FIGURA 3.21: ARTEFATOS DE MANUSEIO E ARMAZENAMENTO
(a) Artefato estático e (b) marca indesejada de unha no filme. FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Sistemas digitais são geralmente mais tolerantes a artefatos do que sistemas tela-
filme, entretanto eles não estão livres dos erros mais comuns, como mau posicionamento e
movimento do paciente, exposição insuficiente, superexposição, exposição dupla do detector e
má escolha ou posicionamento de colimadores e grades. Além disso, outros artefatos
específicos a técnicas digitais podem aparecer, como falta de informação, causada por
problemas de memória, digitalização ou comunicação, resultando em linhas escuras na imagem
ou “riscos claros” na imagem, causados por pequenas rachaduras no detector.
FIGURA 3.22: ARTEFATOS EM SISTEMAS DIGITAIS
88
(a) Exposição dupla do detector. (b) Posicionamento errado da grade. (c) Linhas escuras na
imagem devido à falha na digitalização. (d) Rachaduras no detector.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Outros artefatos que podem também ocorrer em imagens adquiridas por sistemas
digitais são resultantes do efeito de “aliasing”. Esse efeito é causado pela amostragem
insuficiente de sinais digitais de alta frequência, que aparecem como sinais de baixa frequência,
resultando em bordas afiadas ou marcas periódicas, como linhas.
FIGURA 3.23: EXEMPLOS DE ARTEFATOS CAUSADOS POR ALIASING
89
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Independente da técnica a ser utilizada ou da estrutura, imagens de boa qualidade,
com redução de ruído e artefatos são adquiridas apenas quando requisitos fundamentais são
satisfeitos. Portanto, para se obter imagens de boa qualidade em sistemas tela-filme ou digitais,
os equipamentos devem ser instalados, calibrados, preservados e operados de maneira
apropriada. Os operadores devem ser instruídos e treinados para entender as características,
funções e aplicações de cada sistema; além disso, eles devem ser capazes de identificar,
prevenir e corrigir artefatos.
4.2 PÓS-PROCESSAMENTO E ANÁLISE DE IMAGENS
Como dito anteriormente, a principal vantagem das imagens digitais é a possibilidade
de processá-las por técnicas computacionais para realçar contornos, aumentar a resolução
90
espacial, suavizar a imagem, inverter o contraste, realçar regiões de interesse, corrigir
distorções, entre outras finalidades.
Abaixo estão listados alguns exemplos de métodos utilizados no pós-processamento e
análise de imagens digitais.
Interpolação
Para aumentar a resolução espacial da imagem, pode-se utilizar a técnica de
interpolação. Uma imagem inicialmente adquirida com uma matriz de 64 x 64 (64 linhas, 64
colunas, 4096 pixels) pode ser visualizada como uma matriz de 128 x 128 (128 linhas, 128
colunas, 16384 pixels). O valor de intensidade (nível de cinza) de cada novo pixel é calculado
pelo computador baseado na informação dos pixels vizinhos.
Filtragem
Filtros digitais podem ser utilizados tanto para suavizar quanto para realçar a imagem.
O filtro passa-baixa, que elimina sinais de alta frequência, é utilizado para a suavização da
imagem, reduzindo seu ruído. Já o filtro passa-alta, que elimina sinais de baixa frequência, é
utilizado no realce de detalhes da imagem, porém, também realça o ruído.
Média da vizinhança
Pode-se também suavizar uma imagem pela média da vizinhança, que consiste em
gerar uma nova imagem baseada na original, em que o nível de cinza de cada pixel é
determinado pelo cálculo da média dos níveis de cinza dos pixels vizinhos. Esse tipo de
91
processamento é bastante comum para diminuir o ruído da imagem, porém resulta em
borramento das bordas das estruturas.
FIGURA 3.24: APLICAÇÃO DA MÉDIA DA VIZINHANÇA NA IMAGEM
(a) reduz ruído, mas causa borramento, como mostrado em (b).
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
Manipulação de histograma
O histograma de uma imagem é um gráfico da quantidade de pixels da imagem para
cada nível de cinza. Quando se manipula o histograma, é possível realçar características da
imagem. Pode-se, por exemplo, adicionar ou subtrair um valor constante em todos os pixels da
imagem para torná-la mais clara ou escura, respectivamente.
Outro procedimento é dividir os pixels em dois grupos, baseando-se nos níveis de
cinza. Posteriormente, os níveis de cinza de pixels escuros são reduzidos, e os de pixels claros
92
são aumentados. Dessa maneira, aumenta-se o contraste da imagem. Entretanto, se o objetivo é
obter uma imagem mais uniforme, deve-se equalizar o histograma.
Janelamento
Em imagens radiográficas, há estruturas com densidades radiológicas altas e baixas,
como ar e osso, por exemplo. Assim, o contraste é ótimo entre essas estruturas. Entretanto, há
estruturas com densidades muito próximas, que dificilmente podem ser visualizadas em imagens
em que a escala de níveis de cinza vai desde o ar até o osso. Nesses casos, pode-se utilizar o
janelamento, ou seja, apenas parte da escala de níveis de cinza. Esse processamento também
pode ser feito pelo histrograma.
Além do pós-processamento para melhorar determinadas características da imagem,
pode-se utilizar ferramentas computacionais para melhor visualizar a imagem toda ou apenas
estruturas de maior interesse, por exemplo, pela ampliação das dimensões da imagem,
segmentação e detecção de bordas.
Entretanto, nem sempre os resultados da aplicação de técnicas de pós-processamento
são positivos. Essas técnicas dependem de parâmetros que devem ser cuidadosamente
escolhidos para resultar em melhoramento da imagem. Caso contrário, elas podem produzir
artefatos que interfiram com a análise da imagem e diagnóstico da doença.
Além das técnicas apresentadas nesse tópico, várias outras estão sendo empregadas
no pós-processamento de imagens digitais. Para mais detalhes e exemplos, utilizar as
referências.
Após a aquisição da imagem radiográfica, essa deve ser analisada por um médico
radiologista para auxiliar no diagnóstico da doença. As estapas de pós-processamento,
discutidas no tópico anterior, podem ser realizadas pelo próprio radiologista, que escolhe o
93
método de manipulação mais adequado para a visualização da região de interesse. Entretanto, é
mais comum que o serviço de radiologia tenha profissionais específicos e qualificados que
auxiliam o radiologista com o pós-processamento da imagem. Assim, o objetivo ao analisar uma
imagem é obter informações do seu conteúdo por observações qualitativas ou medidas
quantitativas.
4.3 ARMAZENAMENTO DE IMAGENS
Os filmes radiográficos devem ser manuseados e armazenados de maneira
apropriada a fim de evitar artefatos que possam interferir com o diagnóstico. Eles são sensíveis à
pressão, não podendo ser dobrados ou sujeitos ao manuseio grosseiro. Já em relação ao
armazenamento dos filmes, anterior ou posterior a sua exposição, deve-se levar em
consideração a temperatura, umidade, luz, radiação e data de validade das caixas onde são
colocados (quadro 3.7).
QUADRO 3.7: FATORES IMPORTANTES PARA O ARMAZENAMENTO DE FILMES
RADIOGRÁFICOS
Temperatura: como o calor reduz o contraste da radiografia, ela deve ser
armazenada em locais com temperatura inferior a 20 °C.
Umidade: umidade muito elevada (> 60%) reduz o contraste da radiografia,
porém umidade muito baixa (< 40%) pode introduzir artefatos estáticos.
94
Luz: como o filme radiográfico é sensível à luz, ele deve ser manuseado e
armazenado em salas escuras, antes e depois da exposição à radiação e do
processamento.
Radiação: como a radiação (não aquela do feixe útil) pode criar artefatos nos
filmes, esses devem ser preferencialmente armazenados em salas distantes da
passagem de material radioativo para medicina nuclear e, se elas forem
adjacentes a salas de raios X, essas devem ser protegidas por paredes mais
grossas de chumbo.
Caixas ou prateleiras: os filmes não devem ser armazenados por tempos mais
longos do que a data de validade das caixas ou prateleiras apropriadas para o
seu armazenamento.
O armazenamento de imagens digitais é mais simples, se o serviço de
radiodiagnóstico tiver uma boa rede para envio das imagens e servidores para o arquivamento
das mesmas. Além disso, as imagens digitais não possuem um tempo de vida útil, ou seja, uma
data de validade, como os filmes radiográficos.
Atualmente, há uma modalidade de armazenamento de imagens denominada PACS,
do inglês picture archiving and communication system, que significa sistema de comunicação e
arquivamento de imagem. Esse sistema refere-se a redes de computadores responsáveis pela
digitalização, pós-processamento, distribuição e armazenamento de imagens médicas. Essas
imagens digitais provenientes de filmes digitalizados, radiologia digital, tomografia
computadorizada, ressonância magnética, ultrassonografia, angiografia, fluroscopia e
mamografia digital devem estar no formato DICOM (do inglês, digital imaging and
communications in Medicine) para fazer parte do PACS.
95
PACS
O sistema PACS tem as vantagens de não necessitar armazenar filmes ou gravar
imagens em CDs, facilitando a visualização quando necessário e evitando perdas; permite a
visualização de todas as imagens do paciente toda vez que seu registro for consultado; e uma
cópia de cada imagem é feita assim que ela é enviada para o servidor. A figura abaixo mostra,
esquematicamente, como um sistema PACS pode funcionar, integrando os sistemas de imagem
de um hospital.
FIGURA 3.25: REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA BÁSICA DO SISTEMA PACS
Adaptada de Basic introduction to PACS.
FONTE: Disponível em: <http://www.e-radiography.net/cr/cr.htm>. Acesso em: 11 jun. 2012.
96
Assim, em um hospital ou clínica onde há o PACS, as imagens digitais de
ultrassonografia, TC, ressonância magnética e as imagens digitalizadas dos filmes radiográficos
podem ser visualizadas e processadas em estações no próprio local de aquisição, armazenadas
em CDs, DVDs ou impressas. Elas também podem ser visualizadas em computadores remotos
(fora do hospital ou clínica onde foram adquiridas), e armazenadas digitalmente em servidores
físicos ou na rede de internet. Para isso, elas devem ser convertidas em dados seguros para que
apenas pessoas autorizadas possam acessá-las.
DICOM
DICOM é atualmente o formato mais comum dos arquivos de imagens provenientes de
equipamentos de radiodiagnóstico em hospitais. Os arquivos em formato DICOM contêm os
dados da imagem, que podem ser bidimensionais ou tridimensionais, e um cabeçalho com
informações sobre a imagem, que incluem informações do paciente, técnica de aquisição,
dimensões da imagem, resolução espacial, número de fatias, entre outras. Além disso,
diferentemente de outros formatos, como por exemplo Analyze, os arquivos DICOM podem ser
comprimidos para diminuir seu tamanho.
Alguns elementos do cabeçalho são obrigatórios aparecer em todos os tipos de
imagem, independente da técnica utilizada para aquisição. Entre eles estão, por exemplo, o
nome da técnica utilizada e informações do paciente. Outros elementos aparecem dependendo
do tipo de imagem, já que são elementos específicos para aquisição de uma determinada
técnica. Por exemplo, em cabeçalhos de imagens por ressonância magnética, devem conter os
valores de tempo de repetição e tempo ao eco utilizados na aquisição.
Para visualizar as imagens nesse formato, principalmente aquelas provenientes de
radiografia e tomografia computadorizada, é importante escolher o “centro da janela” e a “largura
da janela” da imagem. Como foi visto anteriormente, esses valores estão relacionados com o
brilho e o contraste da imagem, e podem ser escolhidos para facilitar a visualização das
estruturas de interesse. Os valores ideias para visualizar ossos, por exemplo, são diferentes dos
valores ideais para visualizar tecido mole.
97
5 SEGURANÇA NO TRABALHO
5.1 EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO IONIZANTE
É de conhecimento de todos que os raios X, por serem radiação ionizante, são
bastante prejudiciais à saúde do ser humano. No entanto, ainda não se sabe qual o grau de
nocividade dos raios X nos níveis de diagnóstico. Como os benefícios do radiodiagnóstico são
muito grandes, é muito importante que físicos médicos, técnicos de radiologia e médicos
radiologistas trabalhem com o objetivo de obter imagens radiográficas de boa qualidade com a
menor exposição possível do paciente.
Quando expostas à radiação ionizante, as células podem sofrer danos devido à ação
de eventos físicos, químicos e biológicos, que começam com a interação da radiação com os
átomos que formam essas células. A ionização dos átomos afeta as moléculas, que poderão
causar danos às células e, consequentemente, aos tecidos e órgãos, até afetarem o
funcionamento do corpo inteiro.
Os eventos físicos são sofridos pelos átomos e incluem ionização e excitação. Esses
eventos podem levar à ruptura de ligações moleculares e formação de radicais livres, que são os
eventos químicos. Tanto os eventos físicos quanto os químicos podem levar aos efeitos
biológicos. Entretanto, alguns eventos não prejudiciais podem ocorrer, como: a radiação
atravessa o corpo do paciente sem sofrer interações ou causar danos; a radiação danifica a
célula, mas essa é reparada adequadamente; ou a radiação mata a célula ou impede que ela se
reproduza, mas sem provocar maiores danos aos tecidos. O problema maior acontece quando
os eventos físicos e químicos provocam a reprodução errada das células, podendo causar
aberrações ou mutações celulares, que podem levar à carcinogênese, por exemplo.
98
Nesse contexto, há a radiobiologia, que é o estudo dos efeitos da radiação ionizante
no tecido biológico. Seu objetivo é descrever com maior precisão os efeitos da radiação nos
seres humanos para que ela possa ser usada com mais segurança para o diagnóstico e com
mais eficiência para a terapia. Para isso, estuda-se a interação da radiação com as células,
tecidos e órgãos por meio da análise de DNA e RNA, sobrevivência celular, cinética do ciclo
celular, aberrações e rearranjos cromossômicos, e indução de morte celular (apoptose e
necrose).
Os efeitos biológicos podem ocorrer após exposição do corpo inteiro ou de partes do
corpo a doses de radiação não necessariamente muito altas. Por isso, o cuidado que se deve ter
mesmo com níveis baixos de radiação, como no caso do radiodiagnóstico. Esses efeitos podem
ser divididos em efeitos somáticos e hereditários.
Efeitos somáticos:
São aqueles que surgem apenas na pessoa que sofreu a exposição à radiação, não
afetando futuras gerações. A gravidade desses efeitos depende basicamente da dose recebida e
da região atingida. Exemplos de efeitos somáticos incluem queimaduras, vômitos, cefaleia,
diarreia, infecções, anemia, obstrução de vasos, ou em casos mais graves de exposição,
mutações do DNA, morte celular e câncer.
Efeitos hereditários:
São resultados de danos em células de órgãos reprodutores e atingem os
descendentes da pessoa que sofreu a irradiação. Eles incluem as mutações celulares.
Os efeitos somáticos classificam-se em imediatos e tardios (quadro 4.1). Quando os
efeitos biológicos surgem em até alguns dias após a exposição, eles são chamados de efeitos
imediatos. A Síndrome Aguda de Radiação é um desses efeitos. Quando há exposição do corpo
inteiro a doses elevadas de radiação, vários tecidos e órgãos são danificados, podendo causar
uma reação aguda, cujos sintomas são náusea, vômito, fadiga e perda de apetite.
Por outro lado, há efeitos que surgem apenas meses ou anos após a irradiação, e são
chamados de efeitos tardios. O efeito tardio de maior importância é o câncer.
99
QUADRO 4.1: EFEITOS SOMÁTICOS
Efeitos imediatos
Síndrome aguda de radiação
o Síndrome hematológica
o Síndrome gastrointestinal
o Síndrome do sistema nervoso central
Dano tecidual local
o Pele
o Gônadas
o Extremidades
o Medula óssea
Dano citogenético
Efeitos tardios
Leucemia
Outras doenças malignas
o Câncer ósseo
o Câncer de pulmão
o Câncer de tireoide
100
o Câncer de mama
Dano tecidual local
o Pele
o Gônadas
o Extremidades
Redução do tempo de vida
Dano genético
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
Como dito anteriormente, a irradiação do corpo inteiro pode causar uma reação aguda,
que tem sintomas menos graves, como vômito ou perda de apetite. Entretanto, se a dose for
bastante alta, as síndromes abaixo podem se manifestar:
Síndrome hematológica: afeta as estruturas que formam o sangue e são
altamente sensíveis à radiação. É caracterizada pela redução de leucócitos, hemoglobina e
plaquetas.
Síndrome gastrointestinal: afeta órgãos do sistema gastrointestinal que são
muito sensíveis à radiação. É caracterizada principalmente por danos severos a células que
revestem o intestino.
Síndrome do sistema nervoso central: afeta cérebro e músculos que são menos
sensíveis à radiação. É caracterizada pelo aumento da pressão intracraniana, inflamação dos
vasos sanguíneos e meningite.
Como o cérebro e os músculos são menos sensíveis à radiação, é necessária uma
dose extremamente alta para causar a síndrone do sistema nervoso central. Nesses casos, o
tempo de vida da pessoa exposta é extremamente curto. A figura abaixo mostra a curva de
101
sobrevivência para as três síndromes citadas acima. Observa-se que à medida em que a dose
absorvida pelo corpo aumenta, o tempo médio entre a exposição e a morte diminui.
FIGURA 4.0: CURVA DE SOBREVIVÊNCIA
Rad é a unidade de dose absorvida de radiação.
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Danos locais também podem ocorrer devido à irradiação. Nesses casos, a dose a que
apenas uma parte do copo é exposta para produzir um efeito biológico deve ser maior do que no
caso de irradiação do corpo inteiro. Os tecidos que são afetados imediatamente após a
irradiação são pele, gônadas e medula óssea.
A exposição de mulheres grávidas à radiação pode causar sérios efeitos biológicos ao
feto, que não são efeitos hereditários, mas sim somáticos pois o próprio feto é exposto à
radiação (quadro 4.2).
102
QUADRO 4.2: EFEITOS BIOLÓGICOS DA IRRADIAÇÃO FETAL
Morte pré-natal
Morte neonatal
Má-formação congênita
Câncer infantil
Desenvolvimento e crescimento diminuídos
FONTE: Arquivo Pessoal do autor.
Outro ponto importante desse tópico é a radiossensibilidade celular, ou seja,
diferentes tipos de células do corpo humano possuem diferentes respostas à radiação (quadro
4.3). A sensibilidade da célula à radiação é determinada pela sua maturidade, taxa de
reprodução e função. Células que estão em constante reprodução são altamente sensíveis à
radiação, podendo sofrer morte ou mutação. Já células mais lentas são menos sensíveis e
sofrem efeitos de menor seriedade; elas precisam ser expostas à radiação bastante altas para
sofrerem danos mais graves.
103
QUADRO 4.3: SENSIBILIDADE CELULAR À RADIAÇÃO
Radiossensibilidade Tipo de célula
Alta Linfócitos
Espermatogônias
Eritroblastos
Intermediária Células endoteliais
Osteoblastos
Fibroblastos
Baixa Células musculares
Células nervosas
FONTE: Arquivo Pessoal do autor.
Como dito anteriormente, ainda não se sabe quais são os reais riscos da irradiação de
baixa dose, como no caso da exposição durante exames radiográficos. Entretanto, sabe-se que
os riscos de aparecimento de efeitos biológicos não segue um modelo de limiar, ou seja, eles
não se manisfestam a partir de um determinado valor de dose absorvida. Na verdade, há um
risco linear, ou seja, quanto mais os tecidos são expostos, maiores os riscos.
Portanto, desde o surgimento dos primeiros efeitos biológicos da radiação ionizante, há
um grande esforço no desenvolvimento de equipamentos, técnicas e procedimentos para o
controle dos níveis de exposição de pacientes, trabalhadores e público em geral à radiação.
104
6 FUNDAMENTOS DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
A proteção radiológica é o conjunto de normas e procedimentos que visam proteger o
indivíduo e seus descendentes dos efeitos nocivos da radiação ionizante. Ela está fundamentada
em três princípios básicos (quadro 4.4).
QUADRO 4.4: PRINCÍPIOS BÁSICOS DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
Justificativa: a exposição à radiação ionizante deve trazer suficientes
benefícios que a justifiquem.
Otimização: o menor nível possível de radiação deve ser mantido sem
que haja perda de qualidade da imagem.
Limitação de doses individuais: as doses de radiação não devem ser
superiores aos limites estabelecidos para trabalhadores
ocupacionalmente expostos e público em geral.
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
O Princípio de Otimização é também conhecido como Princípio ALARA. ALARA é um
acrônimo para “as low as reasonably achievable”, que em português significa “tão baixo quanto
razoavelmente exequível”. Nesse princípio baseiam-se os projetos de instalações de
105
equipamentos que utilizam radiação, o uso médico dessa radiação e os procedimentos
necessários para a proteção radiológica. Assim, para que ele seja eficaz, é necessário um
comprometimento de todos os profissionais envolvidos (médicos, técnicos, físico, etc).
Para manter as doses baixas de acordo com o princípio ALARA, três itens são
fundamentais: tempo, distância e blindagem (quadro 4.5). Esses princípios são importantes
para todas as práticas que envolvam radiação ionizante, inclusive o radiodiagnóstico.
Durante uma radiografia, o tempo de exposição é o mínimo possível também para
evitar borramento da imagem devido a movimentos do paciente. Além disso, a distância entre a
fonte de radiação e o paciente é fixa para cada tipo de exame, e o técnico de radiologia fica
posicionado atrás de uma barreira protetora. Além dessa barreira protetora, há outros tipos de
blindagens, como coletes de chumbo para proteger órgãos que não devem ser expostos à
radição já que não fazem parte das estruturas examinadas, e as blindagens utilizadas nas
paredes da sala para proteger os trabalhadores e o público em geral.
QUADRO 4.5: PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS PARA GARANTIR DOSES BAIXAS DE ACORDO
COM O PRINCÍPIO ALARA
Tempo: como a dose no indivíduo é diretamente relacionada à duração
da exposição, deve-se manter o tempo de exposição tão curto quanto
possível.
Distância: deve ser mantida a maior possível entre a fonte de radiação e
o paciente.
Blindagem: seu posicionamento entre a fonte de radiação e a pessoa
exposta reduz bastante o nível de radiação.
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
106
Além desses princípios fundamentais, há outros procedimetnos que devem ser
seguidos, como hábitos de trabalho, uso de sinalização e monitoramento. Entre eles, podem ser
citados:
Os técnicos devem sempre usar a técnica adequada para cada tipo de exame
radiográfico, já que elas são otimizadas para garantir a aquisição de imagens de boa qualidade.
Assim, não haverá necessidade para repetição do exame, o que reduz a dose no paciente e a
radiação espalhada que atinge o profissional.
Tanto técnicos quanto radiologistas que trabalham próximos às salas de
radiodiagnóstico devem sempre utilizar seu dosímetro (medidor de dose) pessoal durante toda a
jornada de trabalho.
Os profissionais não devem se acomodar com a rotina de trabalho e esquecer
ou não seguir as normas de proteção radiológica.
As sinalizações de advertências devem ser utilizadas e respeitadas.
Esses não são os únicos procedimentos a serem seguidos, há outros que, muitas
vezes, dependem do tipo de instalação dos equipamentos e dos exames a serem realizados. O
importante é lembrar que todas as normas devem ser seguidas para garantir a segurança do
paciente, dos trabalhadores e do público em geral.
Para que essas normas fossem criadas, era necessário conhecer a máxima dose
permissível, ou seja, a máxima dose de radiação que não produz efeitos biológicos
significantes. Esse conceito foi substituído e atualmente utiliza-se o conceito de Limites
Primários Anuais de Dose Equivalente, cujos valores são estipulados pelas Diretrizes Básicas
da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) (CNEN-NN-3.01:2011).
6.1 REGULAMENTAÇÃO DA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA NAS PRÁTICAS MÉDICAS
107
No Brasil, as normas de proteção radiológica são regulamentadas pela CNEN ou pela
Secretaria de Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde. Em 2011, a CNEN publicou as
Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica (CNEN-NN-3.01:2011), com o objetivo de
estabelecer os requisitos básicos de proteção radiológica das pessoas em relação à exposição à
radiação ionizante. Essas diretrizes se aplicam a todas as práticas que envolvam manuseio,
produção, posse e utilização de radiação ionizante, com exceção de práticas de radiodiagnóstico
médico e odontológico. Nesses dois últimos casos, a regulamentação é feita pela Portaria Nº 453
do Ministério da Saúde.
Para entender e colocar em prática essas normas e diretrizes é necessário
primeiramente conhecer alguns termos relacionados à proteção radiológica.
Grandezas:
o Dose absorvida (D): é a quantidade de energia média depositada pela radiação
em um volume do corpo. A unidade no sistema internacional (SI) é o joule por quilograma (J/kg),
denominada gray (Gy).
o Dose equivalente (HT): é a dose absorvida média nos tecidos e órgãos
ponderada nos tipos de radiação. A unidade no SI é o joule por quilograma (J/kg), denominada
sievert (Sv).
o Dose efetiva (E): é a soma das doses equivalentes ponderadas nos diversos
tecidos e órgãos. É a grandeza que limita a exposição de pessoas à radiação. A unidade no SI
também é sievert (Sv).
o Equivalente de dose ambiente (H*): grandeza operacional usada para o
levantamento radiométrico, comparação com os níveis de restrição e planejamento de
blindagens.
Classificação de áreas:
A classificação de áreas é proposta com o objetivo de auxiliar o controle das
exposições ocupacionais. Elas são divididas em três grupos.
108
o Áreas controladas: sujeitas a regras especiais de proteção e segurança, para
controlar as exposições normais, prevenir a disseminação de contaminação, e prevenir ou limitar
as exposições potenciais. Elas possuem blindagem. Exemplo: salas de raio X e de comando.
o Áreas supervisionadas: áreas em que normalmente as medidas específicas de
proteção e segurança não são necessárias, mas que estão sempre mantidas sob supervisão.
o Áreas livres: isenta de controle especial.
Exposições:
As exposições podem ser únicas, fracionadas ou periódicas. Para a proteção
radiológica, as principais exposições a serem levadas em conta são:
o Exposição médica: aquela a que são submetidos pacientes, para fins de
diagnótico ou terapia.
o Exposição ocupacional: exposição de um indivíduo devido ao seu trabalho ou
treinamento em práticas autorizadas.
o Exposição do público: exposição de indivíduos do público, que não estão
trabalhando ou sendo beneficiados pela exposição.
Fatores de exposição que devem ser blindados:
o Radiação primária: feixe útil; passa pelo colimador e forma a imagem;
o Radiação espalhada: resultante da interação entre o feixe útil e o paciente;
o Radiação de fuga: atravessa o cabeçote ou a colimação;
o Radiação secundária: radiação de fuga mais radiação espalhada.
Esses e outros termos relacionados à proteção radiológica podem ser encontrados nas
Diretrizes Básicas da CNEN (CNEN-NN-3.01:2011). Nela também encontra-se a limitação de
dose individual, que não se aplica a exposições médicas. Essa limitação tem o objetivo de
restringir as doses efetiva e equivalente nos tecidos e órgãos a valores inferiores aos
especificados na tabela 4.1.
109
TABELA 4.1
Para práticas de radiodiagnóstico médico, a regulamentação é feita pela Secretaria da
Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde, pela Portaria Nº 453. Nela estão as exigências
obrigatórias em relação aos ambientes do estabelecimento de saúde que possui equipamentos
de raios X diagnóstico, as características específicas que todo equipamento de radiodiagnóstico
deve possuir, os procedimentos de trabalho, as normas para o controle de qualidade, e os
procedimentos para prevenção de acidentes.
Os limites anuais de dose individual e as normas para exposições ocupacionais e do
público estão detalhados abaixo.
Exposição ocupacional
o A dose efetiva anual não deve exceder 20 mSv, considerando a média aritmética
em 5 anos consecutivos, desde que não exceda 50 mSv em um ano.
o Menores de 18 anos não podem trabalhar com equipamentos de raios X, exceto
em treinamentos.
o A dose efetiva anual para estagiários de 16 a 18 anos não deve exceder 6 mSv.
o É proibida a exposição ocupacional de menores de 16 anos.
o Mulheres grávidas devem notificar a gravidez assim que esta for constatada e
garantir que a dose na superfície do abdômen não exceda 2 mSv durante a gestação.
Grandeza Órgão
Indivíduo
ocupacionalmente
exposto
Indivíduo do público
Dose efetiva Corpo inteiro 20 mSvb
1 mSv
Dose equivalente Cristalino 20 mSvb
15 mSv
Pele 500 mSv 50 mSv
Mão e pés 500 mSv -adose no período de janeiro a dezembro de cada anobmédia aritmética em 5 anos consecutivos, desde que não exceda 50 mSv em qualquer ano
Fonte: CNEN-NN-3.01:2011
Limites de Doses Anuaisa
110
Exposição do público
o A dose efetiva anual de indivíduos do público não deve exceder 1 mSv.
6.2 DOSIMETRIA
A dosimetria é a determinação da exposição ou da dose de radiação em um ponto
específico, que pode ser no ambiente ou no corpo de uma pessoa. Alguns instrumentos são
utilizados para detectar e/ou medir essa dose, e são chamados de dosímetros. Alguns
exemplos de dosímetros são: filme radiográfico, câmara de ionização, contador proporcional,
contador Geiger-Muller, dosímetros termoluminescentes, dosímetros Fricke, eletretos e
detectores de cintilação.
Para que o dosímetro seja considerado como um detector adequado, ele deve
apresentar algumas características:
Repetitividade;
Reprodutibilidade;
Estabilidade;
Exatidão;
Precisão;
Sensibilidade;
Eficiência.
111
FIGURA 4.1: DOSÍMETROS
(a) Filme dosimétrico. (b) Contador Geiger-Muller. (c) Dosímetro termoluminescente.
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
Além disso, alguns fatores definem a escolha do dosímetro mais adequado para
determinada situação ou finalidade:
Tipo de radiação;
Intervalo de tempo de interesse (medição instantânea ou tardia);
Resolução;
Tipo de informação desejada;
Custo.
112
A dosimetria pode ser feita direta ou indiretamente. O método direto mede a dose de
entrada na pele com dosímetros termoluminescentes posicionados sobre a pele. Esses
dosímetros são muito sensíveis, apresentam certa radiação de fuga e sua resposta depende da
energia, sendo então necessária sua calibração. Apesar de medir a dose na pele, a dose nos
órgãos pode ser calculada.
Já as medidas indiretas são feitas com câmaras de ionização, que utilizam as
informações de kerma no ar, fator de retroespalhamento e energia e tamanho do campo, para
determinar a dose de entrada na pele.
No caso de ambientes hospitalares, é mais comum a utilização de dosímetros
termoluminescentes para a dosimetria clínica e a dosimetria pessoal. A monitoração pessoal
também pode ser feita utilizando filmes radiográficos. Depois de serem expostos à radiação, sua
densidade óptica é medida pelo densitômetro e utilizada para determinar a dose (absorvida ou
equivalente) ou a exposição.
113
7 CONTROLE DE QUALIDADE
É extremamente importante e necessário avaliar o desempenho de um sistema de
raios X por meio de parâmetros físicos para garantir imagens radiográficas de alta qualidade com
exposição mínima do paciente e dos trabalhadores. Para isso, todo serviço de radiologia deve ter
um rigoroso programa de controle de qualidade.
O programa de controle de qualidade deve conter diversos testes que são realizados
periodicamente para avaliar o funcionamento e o desempenho dos sistemas de raios X. Em
relação ao equipamento de raios X, deve-se verificar a integridade mecânica, que inclui
verificar a falta ou desgaste de componentes como pinos, parafusos, medidores, registrados,
indicadores, entre outros; a estabilidade mecânica, dos suportes, tubo, mesa e detector, para
minimizar o efeito de movimento na imagem; e a integridade elétrica, principalmente dos cabos
de alta voltagem.
Radiografia convencional
Algumas organizações, tais como a American College of Medical Physics e a American
Association of Physicists in Medicine (AAPM), desenvolveram diretrizes para o programa de
controle de qualidade em radiografia convencional e também em outras modalidades de
imagem.
Em radiografia convencional, diversos são os testes a serem realizados, com
frequências e níveis de tolerância específicos. Sempre que alguma modificação importante for
feita no equipamento, esses testes devem ser realizados mesmo que ainda não seja a data
prevista. O quadro 4.6 apresenta os testes essenciais que devem ser realizados.
114
QUADRO 4.6: TESTES BÁSICOS DE UM PROGRAMA DE CONTROLE DE QUALIDADE EM
RADIOGRAFIA CONVENCIONAL
Teste Frequência Nível de tolerância
Filtragem Anualmente ≥ 2,5 mm Al
Colimação Semestralmente ± 2% DFIa
Tamanho do ponto focal Anualmente ± 50%
Calibração do kVp Anualmente ± 10%
Tempo de exposição Anualmente ± 5% > 10 ms
± 20% ≤ 10 ms
Linearidade da exposição Anualmente ± 10%
Reproducibilidade da exposição Anualmente ± 5%
a DFI é a distância entre a fonte de raios X e a imagem
Fonte: Bushong, 2004.
Filtragem
A filtragem do feixe de raios X é um dos fatores mais importantes para a proteção do
paciente. Ela aumenta o poder de penetração e, portanto, a qualidade do feixe de raios X. Para
verificar a qualidade do feixe, determina-se a camada semirredutora (CSR) em milímetros de
alumínio (mm Al).
Inicialmente, mede a intensidade da radiação sem filtros entre a fonte de raios X e o
detector. Depois, repete-se essa medida para filtros de diferentes espessuras. Ao colocar esses
dados em um gráfico, pode-se determinar a CSR, ou seja, a espessura da filtragem que reduz a
intensidade do feixe pela metade. Para a filtragem ser considerada adequada, a CSR deve ser
igual ou superior a 2,5 mm Al.
115
FIGURA 4.2: GRÁFICO TÍPICO DE TESTE DE CAMADA SEMIRREDUTORA (CSR)
FONTE: Adaptado de Bushong, 2004.
Exatidão do sistema de colimação e alinhamento do eixo central do feixe
O primeiro objetivo deste teste é verificar se o campo de incidência do feixe de raios X,
delimitado pelos colimadores, coincide com o campo de luz simulado pelo próprio sistema de
localização do colimador. O segundo objetivo é verificar a coincidência entre o eixo central do
feixe e o centro do detector da imagem. As diferenças obtidas entre as medidas não devem
exceder 2% da distância entre a fonte de raios X e o detector. A figura abaixo mostra algumas
ferramentas para a realização desses testes.
116
FIGURA 4.3
Dispositivos para os testes de (a) alinhamento do eixo central do feixe e (b) exatidão do sistema
de colimação.
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
Tamanho do ponto focal
O objetivo é avaliar as dimensões do ponto focal aparente do tubo de raios X. Isso
pode ser feito pelo método de padrão estrela ou método de padrão de barras. O dispositivo da
figura 4.4a, por exemplo, pode ser usado para esse teste. Ele é constituído por um alvo de metal
pesado com grupos de fendas “padrões de barra” de diferentes tamanhos. Após posicionar esse
dispositivo sobre um cassete contendo um filme e realizar uma exposição, obtém-se um
resultado como mostrado na figura 4.4b. Deve-se, então, procurar o menor grupo em que todas
as três barras sejam resolvidas sobre o filme e utilizar a tabela de conversão para saber o
tamanho do ponto focal.
117
FIGURA 4.4
(a) Dispositivo para o teste do tamanho do ponto focal por meio do “padrão de barras”. (b)
Resultado típico obtido com o teste.
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
Potencial no tubo de raios X (calibração do kVp)
O objetivo é medir a quilovoltagem de pico (kVp) para ver sua exatidão em relação ao
mostrador. A leitura pode ser feita diretamente ou indiretamente. No caso da leitura direta,
utilizam-se dois fotodiodos que mostram eletronicamente o valor de kVp. Então, um valor de kVp
é selecionado e o medidor é exposto. Os valores de kVp selecionado e lido são comparados. O
limite aceitável de exatidão é de ± 10%.
Tempo de exposição
O objetivo é comparar o valor obtido por um medidor específico com o valor mostrado
no painel, por meio de uma leitura direta. Para isso, o medidor é submetido à exposição de
118
diferentes durações. O limite aceitável de exatidão é de ± 20% para durações ≤ 10 ms, e ± 5%
para durações > 10 ms.
Linearidade da exposição
O objetivo é avaliar a habilidade de um equipamento de raios X de produzir uma
radiação constante para diferentes combinações de corrente aplicada no filamento e tempo de
exposição, que teoricamente deveriam resultar no mesmo valor de radiação.
Reproducibilidade da exposição
O objetivo é avaliar se a exposição à radiação é a mesma para repetidas medidas,
utilizando os mesmos valores de potencial no tubo, corrente no filamento e tempo de exposição.
Outros testes incluem a verificação do desempenho das telas intensificadoras, o
alinhamento da grade, o contato tela-filme, o desempenho das vestes protetoras (luvas e
aventais de chumbo, por exemplo) e da processadora automática dos filmes.
Radiografia computadorizada
QUADRO 4.7: TESTES RECOMENDADOS PARA UM PROGRAMA DE CONTROLE DE
QUALIDADE EM RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA
Ruído no detector não irradiado
Uniformidade
Calibração do indicador de exposição
Linearidade de resposta
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Função do feixe laser
Uniformidade e limite de resolução
Sensibilidade de baixo contraste
Precisão do ciclo de apagamento
Armazenamento
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
Radiografia digital
QUADRO 4.8: TESTES RECOMENDADOS PARA UM PROGRAMA DE CONTROLE DE
QUALIDADE EM RADIOGRAFIA DIGITAL
Razão sinal-ruído
Razão contraste-ruído
Resolução espacial
Resolução de contraste
Contraste
Função transferência de modulação
Uniformidade
Artefatos
Distorção geométrica
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
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Tomografia computadorizada
QUADRO 4.9: TESTES TÍPICOS DE UM PROGRAMA DE CONTROLE DE QUALIDADE EM
TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
Padrão de dose ao paciente: abdômen, crânio, coluna
Verificação da posição do objeto de teste e alinhamento
Precisão do sistema de alinhamento luminoso
Espessura de corte
Incrementos entre cortes
Exatidão e incremento de posicionamento da mesa
Contraste de alvos esféricos
Linearidade do número CT
Resolução espacial de alto contraste
Resolução de baixo contraste
Razão Sinal Ruído e ruído na imagem
Uniformidade do número CT
Calibração e uniformidade do número CT no ar
Não uniformidade integral
Avaliação da inclinação do gantry
FONTE: Arquivo pessoal do autor.
121
REFERÊNCIAS
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