Radiologia Digital

Almir Inácio da Nóbrega - 2002 -

Índice:

-

Radiologia Digital

4

-

Imagem Digital

7

-

Imagens Digitais nos atuais Centro de Diagnóstico por Imagem

11

-

Workstation

12

-

Tratamento da Imagem Digital ƒ Formatação ƒ Apresentação (Display) ƒ Reformatação ƒ Magnificação ƒ Lupa ƒ Deslocamento (Scroll) ƒ Anotação ƒ Apagar ( Delete/Erase ) ƒ Rodar ( Flip/Rotate ) ƒ Medidas ( Measure ) ƒ Filtros Digitais ƒ Imagens de Referência ƒ Algoritmos de Reconstrução (TC) ƒ Arquivo ƒ Documentação

13 13 13 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 20 21 22

-

Reconstruções Tridimensionais

23

-

Reconstruções Vasculares ƒ Angio TC ƒ Protocolos TC ƒ Angio RMN

29 30 32 35

2

-

Multi Planar Volume Reconstruction – MPVR

39

-

Análise Funcional

40

-

Equipamentos Digitais

42

ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ -

- Raio- X Computadorizado

43

- Mamografia Digital

47

- Angiografia por Subtração Digital

52

- Densitometria Óssea

57

Redes de Computadores no Diagnóstico por Imagem ƒ RIS / HIS ƒ ƒ PACS ƒ ƒ Teleradiologia

61 66

-

Glossário

70

-

Bibliografia

72

67 66

3

Radiologia Digital A radiologia digital é o ramo do diagnóstico médico que emprega sistemas computacionais nos diversos métodos para a aquisição, transferência, armazenamento, ou simplesmente tratamento das imagens digitais adquiridas. A evolução da computação, especialmente na área médica, permitiu um enorme avanço no diagnóstico por imagem. A partir de modernos sistemas computacionais desenvolvidos em plataforma apropriadas de tratamento gráfico tornou-se possível uma gama de aplicações que vão, desde uma simples medida linear, até um complexo modelo de apresentação tridimensional. Os mecanismos de comunicação, transferência de arquivos e armazenamento de informações, possibilitou ainda o estabelecimento do trabalho em rede onde, equipamentos conectados entre si, passaram a trocar informações do paciente, de exames, de protocolos, ou simplesmente passaram a fazer armazenamento de imagens e documentação radiográfica em impressoras laser. O ambiente de rede comum nos serviços de diagnóstico por imagem é conhecido pela sigla “ RIS” ( Radiology Information System). A rede RIS apresenta melhor eficiência, quando conectada ao Sistema de Informações do Hospital – “HIS” (Hospital Information System). Com o auxilio de redes de transmissão de alta velocidade ou mesmo via INTERNET, tornou-se possível o envio de imagens para equipamentos localizados em pontos distantes do serviço de origem. Este tratamento da imagem digital constitui a base da Teleradiologia. A comunicação entre os equipamentos de diagnóstico por imagem e estações remotas, tornou-se possível graças ao desenvolvimento de redes de computação de longa distância (WAN – Wide Área Network) e de softwares modernos de transmissão de dados. A partir do uso da teleradiologia, hospitais, clínicas ou mesmo residências particulares localizadas em pontos distantes passaram a receber arquivos de imagens permitindo a seus usuários um tratamento interativo à distância, abrindo novas perspectivas para o tratamento das imagens com fins diagnósticos.

O Computador.

O computador usa o sistema binário de informações como base numérica para interpretação e execução das suas funções. O elemento básico de informação é o bit (binary integer), unidade que admite o estado lógico “um “ ou “zero” ( ON / OFF ).

4

A ordem de execução de uma tarefa a um computador é dada através do O byte, por sua vez, é a informação contida num conjunto de 8 bits. Os computadores podem receber ordem a partir de 8 bits (1 Byte), 16 bits (2 bytes) , 32 bits ( 4 bytes ) ou mesmo 64 bits ( 8 bytes ). “Byte “.

A CPU ( Central Processing Unit ) A CPU é o principal processador das informações. A velocidade com que uma CPU trabalha os dados é fundamental, particularmente na radiologia digital que lida com imagens médicas, muitas vezes, de alta resolução. Nos computadores pessoais o processador PENTIUM é o mais comum, sendo também utilizado em alguns sistemas digitais de imagens.

Velocidade de alguns processadores em MIPS ( Milhões de Instruções por Segundo )

SUN – SPARC ALPHA PENTIUM 100 Mhz PENTIUM-IV 1 Ghz PENTIUM-IV 2 Ghz

100 1000 100 1000 2000

Memória:

Memória RAM : (Random Access Memory )

Os computadores utilizam-se dispositivos que armazenam informações como “bits”, por meio de capacitores, semicondutores e

5

transistores, denominados de memória RAM. A memória RAM contém os programas que fazem o computador funcionar e só está disponível quando o equipamento está ligado. Os equipamentos de imagem possuem computadores com memória RAM entre 16 e 256 M-bytes.

Sinal Analógico: Os sinais analógicos são transmitidos de forma contínua e periódica. A propagação do som é um exemplo típico de sinal analógico.

Propagação da energia

Sinal Digital: Os sinais digitais são transmitidos de forma discreta, isto é, em valores absolutos, e podem facilmente ser manipulados por computador. Neste caso os valores discretos são transformados em dígitos e convertidos no sistema binário. Os sinais digitais constituem o princípio da formação das imagens digitais. Conversão do sinal analógico para digital. A conversão dos sinais analógicos para digitais deve obedecer ao Teorema de Nyquist. Diz o teorema que para a representação em valores discretos de um sinal analógico periódico devemos obter no mínimo duas amostras do sinal por período.

Sinal Analógico

Sinal Digital

6

Um número de amostras inferior ao proposto por Nyquist seria incapaz de reproduzir com fidelidade a informação analógica. Número de amostras superior ao proposto produz excesso de informação (overrange) ocasionando “aliasing”.

Imagem Digital As imagens geradas nos diferentes equipamentos de diagnóstico por imagem, podem ser reconstruídas a partir da transformação de um número muito grande de correntes elétricas em dígitos de computador formando uma imagem digital. A imagem digital é apresentada em uma tela de computador ou filme radiográfico na forma de uma matriz formada pelo arranjo de linhas e colunas. Na intersecção das linhas com as colunas forma-se a unidade básica da imagem digital, o Pixel (picture element). Para que a imagem digital possa interpretada como a imagem de um objeto ou de uma estrutura anatômica os dígitos de cada pixel da imagem são convertidos em tons de cinza numa escala proporcional a seus valores. A imagem digital final será o resultado do arranjo de uma grande quantidade de pixels apresentando tonalidades diferentes de cinza e formando no conjunto uma imagem apreciável.

Características: Pixel O arranjo de linhas e colunas forma a matriz da imagem digital. Quanto maior a quantidade de linhas e colunas menor será o pixel e conseqüentemente a imagem final apresentará melhor resolução, no entanto, não necessariamente melhor qualidade, pois os sinais provenientes de pixels de pequenas dimensões apresentam grande quantidade de ruído eletrônico, prejudicando as imagens que passarão a se apresentar com aspecto granulado.

7

Matrizes usuais de imagens digitais em diagnóstico.

MN MN/RMN MN/RMN MN/RMN MN/RMN/CT CT/RMN/ASD CT/ASD/ RD RD

Simétricas 64 x 64 96 x 96 28 x 128 192 x 192 256 x 256 512 x 512 1024 x 1024 2048 x 2048

Assimétricas 64 x 32 128 x 96 256 x 192

512 x 256

As imagens digitais poderão ainda se apresentar com resolução diferente da que foi adquirida. Com ajuda do computador e pela técnica de interpolação de dados, uma imagem inicialmente adquirida com matriz 192 x 192 poderá ser apresentada como de matriz 256 x 256. Neste caso o preenchimento dos pixels será calculado com base nas informações disponíveis na memória do computador. Em ressonância magnética a técnica de interpolação de dados reproduz imagens em matriz com resolução de até 1024 x 1024.

Voxel Em tomografia computadorizada e ressonância magnética nuclear as imagens representam as estruturas anatômicas em “cortes” ou “fatias”. A espessura do corte está relacionada com a profundidade da imagem. O cubo de imagem formado pelo pixel mais a espessura do corte que representa (profundidade) é denominado VOXEL (Elemento de volume). O voxel poderá ser isotrópico, quando apresentar as mesmas dimensões entre a sua largura, altura, e profundidade ou, anisotrópico, quando essas medidas forem diferentes.

Voxel Isotrópico

Voxel Anisotrópico

8

O conjunto de imagens utilizado na preparação de modelos tridimensionais ou de reformatação multiplanar, deverá, tanto quanto possível, se aproximar do modelo isotrópico. Com os modelos isotrópicos obtemos imagens de reconstrução ou reformatação com qualidade comparável as imagens adquiridas originalmente.

Modelo Isotrópico

Modelo Anisotrópico

Os diversos métodos de diagnóstico que trabalham com imagem digital, necessitam fazer uma conversão da imagem analógica, para a linguagem compreendida pelos computadores, o sistema binário de informação. O dispositivo responsável pela transformação dos sinais da imagem em equivalente no sistema binário é o ADC (Analog to Digital Converter). Este dispositivo tem por finalidade converter a voltagem correspondente a um ponto em particular do objeto em dígitos de computador. As informações presentes na curva senoidal da voltagem são transformadas em amostras que obedecem ao princípio da freqüência de Nyquist (Informações não inferior a 2 x a freqüência de uma onda ).

Matriz Filme 35 x 43 cmm 3500 x 4000 Vídeo 625 linhas 512 x 512 Vídeo 1249 linhas 1024 x 1024

10 pixels/mm 1 pixel / mm 2 pixel / mm

DAC – Conversor Digital Analógico Nos sistemas digitais, os dados brutos armazenados pelo computador, serão processados pelo dispositivo conhecido por DAC (Digital Analog Converter), que se encarregará de atribuir aos diferentes dígitos o correspondente de uma escala de cinzas.

9

Após o devido processamento esta imagem estará disponível para ser apresentada na forma de uma matriz de escala de cinzas, em um terminal de vídeo, impressora, ou mesmo, filme radiográfico.

Qualidade da imagem digital. O ruído é o principal fator que afeta a qualidade de uma imagem digital. O ruído pode ser definido como um artefato eletrônico e se caracteriza pela presença de “granulação”na imagem. Depende de vários fatores:

-

Detectores: Os detectores são responsáveis pelo ruído quântico, resultado da interação do fluxo de fótons do feixe com o material sensitivo dos detectores.

-

Eficiência na digitalização: Eficiência na conversão dos sinais analógicos na codificação binária. Depende diretamente da eletrônica utilizada no equipamento.

-

Magnificação: Diminuindo-se o campo de visão, diminui a densidade de fótons, que, aumenta o ruído.

o

Resolução da imagem

A resolução da imagem digital está relacionada com a matriz. Quanto maior o arranjo da matriz melhor será a resolução da imagem. O tamanho do pixel varia em função do campo de visão (FOV) utilizado. O tamanho do pixel é dado pela fórmula:

Pixel =

FOV Matriz

.

10

A resolução da imagem pode ainda ser definida em linhas por mm (Lp mm-1) especialmente nas imagens apresentadas em telas de computador.

A mamografia digital 18 x 24 cm necessita de uma matriz 2048 x 2048 para fornecer uma resolução de aproximadamente 0.1 mm.

Processamento das imagens digitais

A grande vantagem da imagem digital está na possibilidade do seu processamento, alterando-se, com técnicas simples de computação, o realce dos contornos, a suavização das imagens, magnificação, inversão de cores, etc... Distinguimos 2 tipos básicos de filtros digitais que influenciam a qualidade das imagens digitais; o filtro Low Pass e o filtro High Pass. Low pass (Smoothing filter ): Suavisa a imagem reduzindo o ruído aparente. High pass ( Enhancing filter ) : Aumenta o detalhe da imagem através do realce dos contornos. Também aumenta o ruído aparente. O processo de filtragem digital associa uma escala maior ou menor de tons cinzas que representarão os dígitos nos dados brutos da imagem.

Imagens Digitais nos atuais Centros de Diagnóstico por Imagem.

A tecnologia digital implementada nos últimos anos, permitiu que as imagens produzidas nos atuais centros de diagnóstico pudessem ser trocadas ou, simplesmente enviadas para diferentes equipamentos, estações de trabalho, ou mesmo, diferentes setores em uma unidade hospitalar, como por exemplo, entre o setor de diagnósticos e a unidade de terapia intensiva. Este trabalho, no entanto, nunca foi de fácil implantação, dado ao tamanho dos arquivos gerados pelas imagens digitais, onde, muitas vezes, nos deparamos com exames que apresentam um número muito grande de imagens. Outro fator de limitação está relacionado com a velocidade de transmissão de dados. Se os dados forem transmitidos a velocidades baixas este procedimento poderá não ser viável.

11

Sistema DICOM 3.0

Com objetivos de unificar os arquivos de imagens e facilitar a manipulação e transferência desses arquivos entre os diversos equipamentos e setores de um hospital, o American College of Radiology – ACR, em conjunto com o National Electronics Manufacters Association – NEMA - criou no ano de 1993 um protocolo de imagens médicas denominado DICOM. O sitema DICOM – Digital Image and Communications in Medicine, é um protocolo que permite a manipulação e transferência de imagens usadas em medicina, entre diferentes equipamentos. Uma imagem arquivada em modo Dicom pode ser manipulada, modificada, ou mesmo transferida, para qualquer estação de trabalho compatível com este protocolo. As plataformas usuais de manipulação de imagens digitais são: Silicon Graphics, Digital Graphics, Sun Systems, Windows e Linux.

Workstation

A worskstation (estação de trabalho) é o posto onde se processam as imagens digitais com diversas finalidades, destacando-se: 9 9 9 9 9 9 9 9

Reformatações multiplanares Reconstruções 3D (Tridimensionais) Reconstruções vasculares Medidas lineares, de ângulos, e de volumes. Análise de densidades. Adição ou subtração de imagens Análises funcionais. Outras.

Características de uma Workstation

Monitor: 17 à 21 polegadas. Colorido. Necessita de ajuste de brilho/contraste com o sistema de impressão de filmes, normalmente uma câmara laser.

Keyboard: Teclado alfa-numérico acrescido com funções que agilizam 12

determinadas tarefas de rotina.

Mouse: Usualmente apresenta triplo comando. Normalmente o botão da esquerda executa os comandos principais e se assemelha a tecla “enter” do computador. O botão da direita executas tarefas de rotina pré-definidas. O botão central controla o brilho e o contraste auxiliando na documentação das imagens.

Trackball: O trackball é um dispositivo em forma de esfera que substitui em alguns casos o mouse e está relacionado com o tratamento gráfico das imagens.

Workstation General Elétric

13

Tratamento da Imagem Digital Principais tarefas em uma Workstation 1 . FORMATAÇÃO (Format) - Tela ( Screen ) - Film ( Filme )

Filme 5 x 3

Monitor 2 x 2

A formatação está relacionada com a disposição de imagens apresentadas no filme ou na tela do monitor. Podemos formatar a tela ou filme para apresentar uma única imagem ou múltiplas imagens. Normalmente a tela do monitor é formatada para apresentação de uma única imagem, enquanto o filme pode apresentar uma formatação para até 60 imagens.

2. APRESENTAÇÃO (Display ). As imagens depois de adquiridas poderão aparecer na tela do monitor sem nenhuma alteração, ou ainda, magnificadas, invertidas, em cores, etc...

14

3. REFORMATAÇÃO (Reformat ). A reformatação é uma técnica que permite a reconstrução de imagens em diferentes planos a partir de um bloco de imagens previamente adquiridas com esta finalidade. A técnica de reconstrução de imagens em planos diferentes do originalmente adquirido é conhecida por reformatação multiplanar. A reformatação permite a reconstrução de imagens nos planos: o o o o o o

Axial Coronal Sagital Oblíqua Curva Radial.

RFMT CURVA

RFMT CORONAL

RFMT

RADIAL

Na obtenção das imagens “fontes” que serão utilizadas na reformatação multiplanar as seguintes precauções deverão ser tomadas: 1 - Quanto menor a espessura do corte melhor será o modelo de reformatação.

15

2 - O centro de reconstrução não deve ser mudado entre a primeira e a última imagem do bloco. 3 - O FOV e a espessura do corte devem permanecer constantes no bloco de imagens fontes.

4. MAGNIFICAÇÃO (Zoom – Magnify) Fator de Magnificação ( MF ). A magnificação é a técnica que modifica as dimensões da imagem. Quando o fator de magnificação for igual a 1 a imagem será apresentada na sua dimensão normal de aquisição. Fatores maior que 1 mostram uma imagem ampliada em relação a original. Fatores menor que 1 mostram uma imagem menor que a original. O fator de magnificação de 1.2 apresentará uma imagem com ampliação de 20% em relação a original. O fator 2.0 apresenta uma imagem com o dobro do tamanho da original.

Magnificação

– LUPA (Magnifying Glass) A lupa é um pequeno quadrado ou círculo que se apresenta sobre a tela do monitor, podendo ser deslocada para colocar em evidência áreas de interesse na imagem.

16

5 . DESLOCAR IMAGEM (Scrolling)

Coma ajuda do mouse ou trackball é possível deslocar a imagem na tela do computador. Esta função é especialmente útil quando desejamos enquadrar uma imagem ou área de interesse antes de fotografá-la.

6.

FECHAR ÁREA NA IMAGEM ( Shot / Matte )

A função “matte” ou “shot”, permite que se escolha uma área da imagem colocando-a em evidência e apagando-se o que não for de interesse. Esta função é útil para retirar da imagem eventuais artefatos e imagens indesejadas.

7 . – ANOTAÇÃO ( Write / Annotate ) Recurso que permite a inserção na imagem de textos, setas e pequenos gráficos.

17

8 – REMOVER/APAGAR ( Erase / Delete / Remove ) Apaga uma imagem, parte de uma imagem, uma série, ou mesmo um exame.

9 – CINE / DINÂMICA ( Cine / Paging / Looping ) Recurso que permite a apresentação dinâmica das imagens de uma série ou de todo um exame. A apresentação dinâmica é muito importante no estudo do coração em RMN.

10 – GIRAR A IMAGEM ( Rotate / Flip / Mirror ) A apresentação das imagens pode sofrer variação para corrigir um posicionamento ou colocar em ênfase uma determinada estrutura anatômica. Assim as imagens poderão se apresentar de forma normal ( UP ) . De cabeça para baixo ( Down ). Invertidas quanto ao lado ( Left / Right ). Poderão ainda serem apresentadas segundo um ângulo de interesse ( 15o. / 30o. / 45o. )

Rotate

18

11 . MEDIDAS – ( Measure – Distance – Angle – Volume – ROI )

11.1 – Distância: A função distance mede a distância entre dois pontos.

11.2 – Volume: Medidas de volume são obtidas por meios de círculos, figuras geométricas definidas e figuras obtidas por traçado livre.

11.3 – Angle: Medidas de ângulos necessitam de pelo menos três pontos definidos ou duas retas que se intersectam. 11.4 – ROI (Region of Interest ) O ROI (region of interest) é uma função muito utilizada em tomografia computadorizada. O ROI corresponde a uma figura geométrica colocada sobre a imagem, normalmente um círculo, e mede a densidade relativa do tecido segundo a escala de Hounsfield, a área correspondente em milímetros quadrados, e o seu desvio padrão.

Angle

ROI

Medida linear

12 - FILTROS DE IMAGEM ( Enhance / Smooth / Sharp ). As imagens digitais podem receber tratamento que alteram o seu aspecto visual. Os tratamentos são obtidos por filtros tipo High Pass e Low Pass.

Os filtros High Pass dão realce as imagens e podem ser do tipo: Enhance / Sharp / Edge.

19

Os filtros Low Pass suavizam a imagem e podem ser do tipo: Smooth / Soft.

13 – INVERSÃO DE TELA (Inversion) Função que permite a inversão da escala de cinzas na tela. Esta função é útil na documentação de estudos vasculares.

Imagem invertida

Imagem normal.

14 – IMAGENS DE REFERÊNCIA ( Reference Image / Cross Reference ). Reference Image: Pequena imagem colocada no canto da tela e que mostra a orientação anatômica da imagem principal. Cross Reference: Mostra o planejamento de toda uma série, ou parte dela, ou mesmo de uma única imagem. Através da demonstração gráfica dos planos de cortes realizados.

Reference Image

Cross Reference

20

15. ALGORÍTMOS DE RECONSTRUÇÃO (TC) Em tomografia computadorizada as imagens podem ser reconstruídas utilizando-se de algoritmos de reconstrução que colocam em evidência alguns tecidos em particular. A classificação está relacionada com a natureza do tecido estudado: SOFT STANDARD DETAIL BONE EDGE LUNG

Tecidos moles em crianças. Tecidos moles no adulto. Músculos e Vísceras. Tecidos de densidade intermediária entre músculos e ossos. Ênfase aos tecidos ósseos. Ênfase aos tecidos ósseos densos. Cortical óssea. Parênquima pulmonar.

Standard

16

Lung

Bone

ORDENAR ( Sort By )

Os estudos, séries, e imagens, podem ser ordenados segundo parâmetros próprios. A indexação pode ser feita por data, nome, localização, etc... A função que SORT BY permite a ordenação.

21

Funções SORT BY: Sort by number Sort by location Sort by echo Sort by phase Sort by type Sort by date Sort by time

Número da Imagem Ordena por localização. Ordena por ecos na RMN. Por fase do batimento cardíaco. Pelo tipo da imagem. Ordena por data. Ordena pela hora da aquisição

.

17. ARQUIVO ( Archive ) Save Restore / Retrieve. As imagens podem ser arquivadas em diversos meios: Discos flexíveis. Disquetes. Discos Ópticos. Fitas Magnéticas. Fitas DAT. CD. Os comandos utilizados para salvar as imagens na diferentes mídias são: o Save. o Archive. Imagens armazenadas podem ser recuperadas do equipamento ou da workstation para o hard disk através dos comandos: o Retrieve o Restore. 18. Rede de Comunicação (Network) Os modernos centros de diagnóstico dispõem de recursos de comunicação entre diferentes equipamentos ou ainda com outros departamentos do hospital ou clínica. Os principais comandos utilizados nas redes de comunicação são: Transfer/ Push / Send Pull / Receive / Get Accept Pause Resume Stop End / Done

Permite enviar um exame ou parte dele. Permite que se receba um exame ou parte dele. Aceita. Paralisa uma ação. Retoma uma operação. Suspende uma operação. Conclui uma operação

22

19 - DOCUMENTAÇÃO ( Filming – Film Composer ) A documentação usual dos exames realizados em tomografia, na ressonância magnética e na medicina nuclear, é feita em sistemas Laser. Após a impressão dos filmes, os mesmos são encaminhados para processadoras convencionais de sistema úmido (wet-system), ou para processadoras de filmes a seco (dry-system ). No processo de documentação o primeiro passo a definir é a formatação do filme de acordo com o protocolo do serviço e, levando-se sempre em consideração, a quantidade de imagens a documentar. O comando para impressão das películas é o PRINT. Nos centros de diagnóstico modernos a impressora laser normalmente está acoplada a uma processadora de filmes de forma a tornar prático o processo de conclusão da documentação de um exame.

Processadora e Câmara LASER acopladas.

23

Reconstruções Tridimensionais

As reconstruções tridimensionais são muito úteis na demonstração das fraturas complexas obtidas pela tomografia computadorizada e nas apresentações dos estudos vasculares em tomografia e ressonância magnética. Com o desenvolvimento dos softwares de reconstruções tridimensionais, particularmente a técnica de renderização “volume rendering”, os modelos passaram a reproduzir com maior fidelidade a anatomia da região de interesse. Assim, tornou-se possível, através desta técnica a demonstração dos ossos de uma articulação junto com os seus ligamentos, ou mesmo, com a musculatura da região. Os modelos trabalhados convenientemente podem apresentar os diversos tecidos por diferentes cores, facilitando a interpretação anatômica. Matrizes de alta definição e cortes de pequena espessura formando modelos isotrópicos são fundamentais para uma reconstrução com qualidade.

R.M. – Crânio

CT- Multi-slice – Coração.

24

Construindo um modelo tridimensional.

Passos: 1.

Escolher o conjunto de imagens. Selecionar o exame e, neste, escolher a série de interesse. Na série selecionamos o conjunto de imagens para a construção do modelo. Os cortes devem possuir os mesmos parâmetros de reconstrução ( FOV / Espessura / Centro de reconstrução ).

2.

Definir os limites da intensidade do sinal. ( Threshold ). O threshold ou limiar é um parâmetro relacionado com a intensidade (brilho) do pixel que aparece na tela do monitor. Os pixels que apresentam a tonalidade cinza escuro estão relacionados com materiais de baixa densidade (Ex.: ar), os pixels que apresentam a tonalidade cinza claro estão relacionados com materiais que apresentam alta densidade ( Ex.: osso ). Os limites mínimo e máximo de intensidade de sinal escolhidos para a reconstrução dos modelos tridimensionais influenciam diretamente nas estruturas que tomarão parte no modelo final. Threshold Mínimo. Threshold Máximo.

3.

Comandos para execução da tarefa. “ 3D – BUILD MODEL – RECONSTRUCT. “

4.

Trabalhando o modelo. Os modelos tridimensionais numa etapa inicial podem se apresentar com muitas imperfeições. Vários recursos estão disponíveis para melhorar o modelo, otimizando o resultado final. Obviamente estes recursos mudam entre diferentes fabricantes. Os recursos comumente encontrados são: 4.1 - Filtro ( FILTER ) Recurso utilizado para extrair do modelo ruídos de imagem, pequenos fragmentos, artefatos isolados.

4.2 – Corte ( CUT ) A ferramenta corte (cut) é muito utilizada para eliminar partes indesejadas na imagem, ou ainda, para apresentar o modelo com visão dirigida ao seu interior.

25

Os cortes podem ser aleatórios ou estar relacionados à planos ou quadrantes pré-determinados.

4.3 – Pintura ( PAINT ) O modelo poderá ser pintado por uma cor de interesse ou ainda por cores diferentes em regiões específicas, a critério do operador .

5

. Unindo partes de um modelo. ( MIXING ) Às vezes a função “corte” é utilizada para dividir um modelo em duas ou mais partes. Cada parte poderá ser tratada de forma isolada. A função MIXING permite a união das partes tratadas isoladamente formando o modelo final.

Modelos pré-definidos. A maneira mais rápida e fácil de lidar com as reconstruções tridimensionais, é utilizar-se de modelos pré definidos, normalmente disponibilizados pelos fabricantes. Estes modelos apresentam definidos os valores mínimo e máximo da intensidade dos pixels que serão usados na reconstrução. Também já apresentam definidas as cores que serão utilizadas para cada tecido em particular. Os modelos mais comumente encontrados são: CT-BONE : Estruturas ósseas na tomografia computadorizada.

ƒ ƒ ƒ

Indicação: Fraturas complexas. Threshold mínimo: 100 Threshold máximo: ( máximo ).

26

CT – SOFT : Para reconstruções de partes moles em tomografia. • • •

Indicação: Face, Malformações. Threshold mínimo: -300 Threshold máximo: ( máximo ).

CT – LUNG : Reconstruções da distribuição vaso-brônquica e do parênquima pulmonar. • • •

Indicações: Tumores, TEP. Threshold mínimo: -1000 Threshold máximo: 100.

CT – ANGIO : Reconstrução de modelos angiográficos em TC

27

MR – ANGIO: Reconstrução de modelos angiográficos em RMN.

VOLUME RENDERING: Modelos de reconstrução tridimensional que colocam em evidência diferentes tecidos e apresentam melhor percepção de profundidade. Os modelos de volume rendering podem ser apresentados de forma colorida oferecendo assim melhor perspectiva tridimensional.

Vol. Rendering Cérebro – RMN

Vol. Rendering Punho - CT

28

Reconstruções vasculares.

As reconstruções vasculares normalmente são obtidas na tomografia computadorizada após injeção de meio de contraste. O tempo exato de obtenção dos cortes será fundamental para a qualidade final do modelo vascular. Os cortes primários deverão ser adquiridos no momento de maior concentração de contraste no interior dos vasos, tornando a luz destes, intensa ao monitor. Em RMN nem sempre será necessário o uso de meio de contraste. Neste método, diferentes técnicas podem tornar o sangue no interior dos vasos hiperintensos quando visualizados ao monitor. As reconstruções vasculares estão relacionadas principalmente com os pixels que apresentam grande intensidade de sinal. A técnica utilizada para este fim é conhecida por MIP ( Maximum Intensity Pixel ) e está relacionada com a reconstrução de modelos que colocam em evidência apenas os pixels com sinal intenso. Os valores de threshold mínimo dependem muito da qualidade dos cortes primários e podem variar bastante, exigindo do operador habilidade no manuseio dos cortes primários para a obtenção de um modelo de qualidade. A reconstrução do modelo vascular segue os mesmos princípios da reconstrução tridimensional. Neste caso, em particular, as funções de corte e filtro dos modelos serão muito importantes, uma vez que, só os vasos interessarão. Os valores de threshold podem ser constantemente modificados durante o processo de reconstrução, para evitar que tecidos que apresentem intensidades de sinal próximas ao do vaso de interesse contaminem o modelo, embora nem sempre isto será possível. Em tomografia computadorizada os pixels que representam as estruturas ósseas se apresentam intensos à imagem tornando-se difíceis de separá-los das imagens dos vasos contrastados.

29

ANGIO TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

Aorta – TC Antes do Tratamento

Aorta - TC Após Tratamento

Angio Tóraco-Abdominal CT

Coração 3D – CT Angio Cerebral - CT

30

ANGIO TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA ( Multi - Slice )

Coração CT - Multi-Slice

Pericárdio/Brônquios - Multi-Slice

31

Angiotomografia Computadorizada Helicoidal

PROTOCOLOS

DELAY = Tempo de espera entre o início da injeção e a aquisição dos cortes

Cálculo do Delay

Delay = Tempo Infusão + Tempo do Contraste - Tempo de Aquisição

Tempo do Contraste (fisiológico) * * Punção: Braço direito Aorta Ascendente:

16 s

+/ -

2

Aorta Descendente: 18 s

+/ -

2

+/ -

2

Crânio :

20 s

32

ANGIO TC - Cerebral

FOV

No.Cortes

Espessura

Tempo Aquis.

Volume

20 cm

40

1mm

30 s

105ml

Vel.Infusão 3 ml/s

Delay 25s

T(infusão) + T(contraste) - T(aquis.) = Delay 35

20

30

25

ANGIO TC - Aorta Toraco-Abdominal

FOV 35 cm

No.Cortes 60

Espessura

Tempo Aquis.

7 mm

30 s

Volume 140 ml

Vel.Infusão 4 ml/s

Delay 21s

T(infusão) + T(contraste) - T(aquis.) = Delay 35

16

30

21 seg

33

ANGIO TC - Aorta Torácica - RFMT

FOV 35 cm

No.Cortes 60

Espessura 3 mm

Tempo Aquis. 26 s

Volume 105ml

Vel.Infusão 3 ml/s

Delay 25s

T(infusão) + T(contraste) - T(aquis.) = Delay 35

16

26

25seg

34

ANGIO TC - Aorta Abdominal

FOV 35 cm

No.Cortes 50

Espessura

Tempo Aquis.

5 mm

25 s

Volume 140 ml

Vel.Infusão 4 ml/s

Delay 28s

T(infusão) + T(contraste) - T(aquis.) = Delay 35

18

25

28 s

35

ANGIO RESSONÂNCIA MAGNÉTICA

Técnicas de Aquisição de Imagens:

TOF - Time Of Flight Método de aquisição vascular em que os tecidos estáticos são saturados pelo uso de baixos TRs e os prótons em movimento, perpendiculares ao plano de corte, são magnetizados.

Aplicações TOF ƒ 2D-TOF ƒ

3D-TOF -

Pescoço / MMSS / MMII Crânio ( Polígono de Willys )

PC – Phase Contrast Na aquisição PC, 2 gradientes bipolares, um positivo, o outro negativo, codificam os prótons em movimento pelo acúmulo de fase durante os deslocamentos. dos tecidos estáticos ocorre por técnica de A saturação subtração.

Aplicações PC ƒ Determinação da Direção do Fluxo. ƒ Determinação da Velocidade do Fluxo. ƒ Estudo do Fluxo Liquórico. ƒ Estudo de MAV.

CeMRA – Contrast Enhanced Técnica Gradiente Eco obtida durante a injeção do meio de contraste. A Angio RM com contraste é empregada nos estudos angiográficos do tórax e do abdômen.

36

Exames de Angio Ressonância Magnética. Técnica 3D-TOF ( Sem meio de contraste )

Angio Cerebral

Angio Cerebral – Colorida

2D-TOF

Artéria Carótida

Artéria Poplítea

37

Angio RMN – Com Gadolínio ( contraste )

CeMRA

Angio RM -Tórax Delay – 10 segundos

Angio RM - Veia Porta Delay – 45 segundos

Angio RM – Abdômen Delay – 12 segundos

Angio RM – Artéria Ilíaca Delay – 14 segundos

38

Reconstruções Multiplanares comVariação da Espessura

MPVR – Multi Projection Volume Reconstruction Técnica que permite a reconstrução de modelos tridimensionais com ênfase aos pixels de máxima intensidade ( MIP ) e com espessura variável do modelo de reconstrução.

MPVR - Veia Porta

Análise Funcional.

A rápida possibilidade de aquisição de imagens em tomografia e também em ressonância magnética, abriu a possibilidade da avaliação funcional de importantes órgãos. O deslocamento do meio de contraste até a sua chegada aos tecidos pode ser analisado numa função temporal, permitindo-se chegar a conclusões do grau de permeabilidade dos vasos e, nos tecidos, da perfusão sanguínea. A técnica da perfusão avalia o aporte sanguíneo recebido pelos tecidos e tem sido empregada com eficiência na região cerebral. A análise funcional permite ainda explorar o funcionalidade de regiões motoras do cérebro, através da ativação de áreas de interesse e tomada de imagens na porção cerebral correspondente. Em ressonância as análises funcionais são obtidas pelas técnicas de; Difusão, Perfusão e Ativação. Os resultados obtidos pelas diferentes técnicas de análise funcional são melhores visualizados graficamente. As imagens utilizadas para este fim,

39

isoladamente, pouco trazem de informação, mas no conjunto, tem sido cada vez mais úteis para fins diagnóstico. A obtenção das imagens primárias. As imagens primárias são obtidas num mesmo plano de corte em aquisições “multi-fase”. Assim, para análise em função do batimento cardíaco as diversas imagens de um mesmo plano, só se diferenciam na relação que mantém com o funcionamento cardíaco. Por exemplo, poderíamos encontrar ao final da aquisição de um bloco de 240 imagens, 12 locações diferentes com 20 imagens em cada locação. Neste caso foram usadas 12 fases do batimento cardíaco e o comportamento do sinal nas 20 imagens em cada locação pode ser analisado pela sua evolução temporal. A região utilizada para compor o gráfico da análise funcional é determinada por um ROI.

Análise do fluxo nas artérias femorais. (Intensidade de sinal X Tempo)

40

Gráfico 01 - Imagem X Intensidade do Sinal. Gráfico 02 - Tempo X (Média) Intensidade do Sinal Nem sempre as diferentes fases das imagens funcionais estarão relacionadas com o batimento cardíaco. Como exemplo podemos citar as imagens adquiridas na região cerebral de um paciente para avaliar atividades motoras pela ressonância magnética. Os parâmetros neste caso podem ser os movimentos realizados pelo paciente, como o movimentar dos dedos de uma das mãos, e a condição de repouso. Neste caso temos duas fases, e podemos analisar em função do tempo a resposta do cérebro a essas duas condições. A análise funcional do cérebro na ressonância magnética é demonstrada numa imagem que reproduz as áreas que sofreram alteração de sinal em função do tempo.

Análise Funcional mostrando ausência de sinal na região temporal esquerda devido a presença de mal-formação vascular.

41

• Raios-X Digital • Mamografia Digital • Angiografia por Subtração por Digital • Densitometria Óssea

42

A Radiografia Computadorizada ( Raio-X Digital )

A documentação digital das exposições radiográficas tornou-se possível, graças ao desenvolvimento de potentes sistemas de computação dotados de grande capacidade de armazenamento de dados. O maior desafio da digitalização das imagens radiográficas convencionais é permitir alta definição e grande capacidade de resolução dessas imagens. É preciso lembrar que as imagens nas radiografias convencionais são obtidas pelo enegrecimento de microscópicos cristais sensibilizados por fótons de raios-x. Para que a imagem digital pudesse ser utilizada para fins diagnósticos seria imprescindível o uso de matrizes de alta definição, assim, observamos radiografias digitais com matrizes variáveis entre 2000 x 2000 à 4000 x 4000. Estas imagens ocupam grande espaço na memória dos computadores e demandam tempo para serem transmitidas à estações remotas. O desenvolvimento da computação e a redução dos custos dos equipamentos tornou viável a digitalização da radiologia convencional, de forma que, cada vez mais, observamos a incorporação desta tecnologia nos atuais centros de diagnósticos hospitalares. As principais vantagens no uso desta tecnologia são: ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

Maior latitude de exposição. Redução da dose de exposição no paciente. Possibilidade de pós processamento das imagens. Armazenamento das imagens. Disponibilização das imagens em redes de computação.

Latitude de exposição: A latitude exposição está relacionada com a faixa de energia necessária para produzir a imagem radiográfica. A energia necessária para produzir essas imagens são definidas pelos fatores de dosagens conhecidos por kV (Kilovolt) e mAs (Mili-ampére/segundo). Numa radiografia convencional a latitude de exposição é limitada e não permite uma variação da técnica maior do que 2 ou 3 kilovolts. Na radiografia computadorizada uma variação de até 10 kV permite a obtenção da imagem com qualidade diagnóstica.

43

Redução da dose de exposição: Principalmente em função da maior latitude de exposição tornou-se possível a redução da dose no paciente. A possibilidade de armazenamento e pós processamento permite a impressão de duplicatas da imagem sem a necessidade de re-exposição no paciente.

Pós-processamento das imagens: Uma vez armazenada na memória do computador as imagens poderão ser processadas de forma a colocar em evidência diferentes estruturas, assim como; ossos e partes moles; partes moles e estruturas aéreas; etc.... No pósprocessamento é possível ainda a ampliação da imagens, inversão do sinal de vídeo, anotações, medidas lineares, ângulos, etc...

Armazenamento das imagens: Outra grande vantagem da radiografia computadorizada é a possibilidade de armazenamento da imagem como um arquivo de computador, podendo esta ser impressa quantas vezes forem necessárias.

Disponibilização das imagens em rede: Talvez a principal vantagem da radiografia computadorizada está no fato de poder ser disponibilizada para uso em redes de computação. Um vez disponibilizada em rede a imagem poderá ser compartilhada simultaneamente por diversos usuários, assim como, o médico do paciente e o médico radiologista, ou ainda permitindo que um terceiro profissional em qualquer lugar do mundo possa emitir um parecer.

É preciso considerar no entanto que, embora os custos de implantação de um sistema computadorizado de imagens tenha diminuído muito nos últimos anos, o acesso a esta tecnologia ainda não faz parte da nossa realidade, assim, levaremos ainda algum tempo, até que possamos conviver com este novo momento.

44

A Radiografia Computadorizada A imagem radiológica digital é obtida a partir de placas digitais detectoras que substituem os chassis convencionais. Na prática essas placas apresentam as mesmas dimensões dos chassis convencionais. Os chassis digitais apresentam duas constituições básicas: • Dispositivo fósforo-armazenador. • Conversor ópto-eletrônico.

Dispositivo fósforo-armazenador (Ecran Digital) As placas que utilizam ecran fósforo-armazenador (ex.: iodeto de césio) armazenam a energia recebida do feixe de raios-x. Posteriormente esta placa, ou chassi digital, é levada a um dispositivo do sistema conhecido por unidade leitora digital, de onda são extraídas as informações e enviadas para a memória principal do computador. Após o processo de coleta das informações armazenadas no chassi digital, o écran responsável pelo armazenamento, sofre um processo de escaneamento LASER, limpando a sua área, e tornando-o assim, disponível para uma nova exposição.

Registro Digital

Escaneamento Digital

Dispositivo Opto-eletrônico Em alguns sistemas digitais o chassi pode estar constituído por uma superfície de silício que atua como um conversor opto-eletrônico, levando a informação obtida do feixe de raios-x diretamente ao computador principal. No computador os dados obtidos são trabalhados em processo “ look-uptable” e “ windowing” e apresentados na tela do monitor. A imagem visualizada

45

na tela poderá ser processada e disponibilizada para arquivo, uso em rede, ou, impressão em filmes LASER.

Leitora Digital

Tratamento da Imagem

Radiografias Digitais

Tórax - PA

Alar -

Obturatriz

46

Crânio – Perfil

Urografia Excretora

Mamografia Digital

Sistema SenoVision/ Senographe- DMR. Principais componentes: • • • •

Raio-X mamográfico convencional. Raio-X mamográfico digital. Posicionador Estereotático. Workstation.

Posicionamento convencional da mamografia.

Raio-X mamográfico convencional. O sistema de raios-X Senographe-DMR consiste de tubo de raios-x com dupla pista focal (molibdênio / ródio ). O controle da exposição pode ser manual ou automático. No controle automático utiliza-se as funções: AEC ( Automatic Exposure Control ), e AOP (Automatic Optimization Parameters ). Outros ajustes feitos pelo operador estão relacionados com: • •

Escolha da pista focal: Molibdênio ou Ródio. Escolha da filtragem adiconal: Molibdênio, Ródio ou Alumínio.

47

• •

Ponto Focal: 0,1 mm ou 0,3 mm. Faixa de KV.

A pista focal de molibdênio é a mais indicada para as mamas com grande quantidade de tecido adiposo e as de pequena espessura ( faixa de kV 25 à 29 ). O ródio é mais indicado nas mamas densas ( Faixa de kV entre 28 / 35 ).

Raio-X mamográfico digital. A utilização da documentação digital é um procedimento adotado em conjunto com as técnicas de marcação estereotáxica e agulhamento. O chassis digital está permanentemente acoplado ao sistema, permitindo que a dose seja controlada manualmente ou pelo recurso AES ( Automatic Exposure Settings ). O controle automático de exposição poderá ainda ser ajustado de acordo com as características da mama: • • •

MEAN: Recomendado para mamas com 50% de tecido glandular e 50% de tecido adiposo. ADIP: Para mamas com grande quantidade de tecido adiposo. DENS: Para mamas com tecido glandular denso.

O chassis digital possui dimensões de 18 x 24 cm e contém no seu interior os sensores eletrônicos responsáveis pela conversão da radiação em correntes elétricas interpretáveis pelo computador. Após a interação da radiação com o chassis digital a imagem estará disponível na workstation em cerca de 15 segundos.

Mamógrafo “Gantry”

Estação digital “SENOVISION”

48

Posicionador para Estereotaxia. O posicionador para estereotaxia encontra-se acoplado à workstation. No momento da aquisição das imagens estereotáxicas o posicionador é instalado junto ao gantry. Após as orientações à paciente, obtém-se um conjunto de 3 radiografias. Este dispositivo suporta até 20 kg.

Armazenamento e Rede de conexão. O armazenamento das imagens poderá ser feito em Discos Ópticos, CD-R, Fitas Magnéticas, etc.... A transferência das imagens é ser feita no protocolo DICOM.

A Estação de Trabalho ( WORKSTATION )

A unidade de workstation permite a manipulação das imagens digitais especialmente nos procedimentos de estereotaxia. Consiste de um computador com hard disk de capacidade de 4 G-bytes. O espaço destinado exclusivamente ao arquivo de imagens possui 2 G-bytes, permitindo o armazenamento de cerca de 200 imagens de matriz 2048 x 2048. O sistema possui monitor de alta definição de 20 polegadas. Pode ser conectado em rede, permitindo o arquivo de imagens no modo DICOM e gravação das imagens em unidades de Disco Óptico e CD-R. A documentação do exame a partir da workstation é realizada pela função FILM COMPOSER que permite a formatação do filme na forma desejada e o encaminhamento da película para a câmara laser.

Estereotaxia Princípios: Estereotaxia é um processo que permite a localização espacial de uma estrutura interna, não visualizada, com máxima precisão, usando-se para tanto, de um par de estereoradiografias. Com a ajuda de um sistema de computação é possível localizar uma estrutura de interesse em um modelo tridimensional segundo os eixos X, Y, 49

e Z. As dimensões X e Y são facilmente identificadas na radiografia. Já o cálculo da profundidade da estrutura de interesse representada pela dimensão “Z”, é calculada pelo computador a partir das informações obtidas em um par de estereoradiografias. O procedimento técnico para obtenção do conjunto de imagens estereoradiográficas é feito da seguinte forma: Realizam-se três tomadas radiográficas. A primeira com o tubo à 0 grau (perpendicular ao objeto ) . Uma com o tubo inclinado cefalicamente 15 graus e outra com o tubo inclinado podalicamente à 15 graus. De posse das informações obtidas nas três projeções o computador calcula a localização da estrutura de interesse inclusive com relação à sua profundidade. A partir de então o próprio sistema se encarrega de orientar a localização e definir a profundidade de introdução de agulhas próprias para biópsias ou de marcação. Normalmente este procedimento guia as punções utilizadas nos procedimentos de biópsias citológicas e/ou histológicas, sendo também utilizado na marcação pré-operatória.

Tipos de Exames

1. Citológico FNA ( Cytology ) O exame citológico é feito com uma agulha fina de punção (FNAFine Needle Aspiration ). Neste exame, uma amostra da região de interesse é coletada de forma estereotáxica. O material coletado seguirá para um estudo anátomo-patológico em laboratório.

2. Histológico CORE BIOPSY ( Histológico ) O exame histológico por CORE Biopsy, refere-se ao procedimento para obtenção de amostras de tecidos a partir da punção por agulhas de grosso calibre. O material coletado, neste caso em maior quantidade, também será analisado em laboratório. 50

3. Marcação Pré-operatória. O procedimento de marcação pré-operatória, ou agulhamento, consiste em identificar o exato local de uma lesão no(a) paciente a partir da fixação de fios metálicos radioopacos orientados pela estereotaxia . Normalmente, após este procedimento, o(a) paciente deixa o serviço de imagem e se dirige para o centro cirúrgico a fim de extrair a área marcada.

O sistema senovision permite a marcação estereotáxica para mamas com espessura até 10 cm sob compressão. Os procedimentos de marcação, punção, ou biópsia, devem ser precedidos de uma orientação detalhada ao paciente. Estes procedimentos geram muita apreensão e ansiedade, e a colaboração do(a) paciente será fundamental para um resultado preciso. Durante as tomadas de imagens estereotáxicas o paciente deverá permanecer absolutamente imóvel.

51

ANGIOGRAFIA POR SUBTRAÇÃO DIGITAL.

Angiografia é a técnica utilizada para o estudo dos vasos. Quando o estudo visa os vasos arteriais o procedimento é denominado de arteriografia, se o objetivo for a imagem dos vasos venosos, a técnica recebe o nome de Flebografia ou Venografia. O estudo dos vasos na radiologia, iniciou em 1927, com a introdução de meio de contraste iodado no sistema circulatório pelo Prof. Egaz Moniz. Ainda hoje se faz angiografia pelo método convencional , no entanto, com o desenvolvimento da imagem computadorizada, o exame de angiografia pela técnica de subtração digital, tem sido mais utilizado. A ASD – Angiografia por Subtração Digital, apresenta inúmeras vantagens em relação ao método convencional, cabendo destacar: -

Redução da dose de exposição. Subtração das imagens indesejadas como os ossos. Possibilidade de armazenamento das imagens. Possibilidade de escolha das melhores imagens para documentação. Arquivo de imagens no padrão DICOM. Manipulação das imagens em workstations. Interligação do sistema de ASD com a rede RIS.

O Sistema de Angiografia por Subtração Digital.

O sitema ASD está constituído basicamente de: • • • • • •

“Gantry” em forma de Arco “C “, contendo o tubo de raios-x e o tubo intensificador de imagens. Gerador de alta tensão. Computador para armazenamento e processamento das imagens. Console de planejamento dos exames. Monitor digital. Dispositivo de arquivo.

52

Console do Sistema ASD.

Gantry em forma de Arco “C “.

Princípios da Subtração Digital. A angiografia por subtração digital é uma técnica que utiliza recursos de computação para produzir imagens angiográficas de alta definição com subtração do tecido que não sofre impregnação pelo meio de contraste e que normalmente se superpõe aos vasos na radiografia convencional. O método consiste na obtenção de pelo menos duas imagens digitais sendo, uma primeira simples e, uma segunda, com meio de contraste administrado por via venosa ou arterial. O computador se encarrega de armazenar as informações digitais da primeira imagem para subtrair os dados comuns na segunda imagem, colocando em evidência apenas os vasos que foram impregnados com meio de contraste. As primeiras imagens obtidas servirão de máscaras no processo de subtração digital. Das imagens obtidas após a infusão do meio de contraste subtrai-se a máscara, colocando-se em evidência apenas os vasos contrastados. É muito importante que o paciente não se mova entre a realização da máscara e a obtenção das imagens pós contraste.

53

Técnica do exame de ASD.

Na aquisição angiográfica digital o planejamento típico inclui a aquisição de algumas imagens sem nenhum meio de contraste. A partir de então, iniciase a injeção do meio iodado e novas imagens são adquiridas. As primeiras imagens poderão ser utilizadas como máscara, caso o paciente não tenha se movido. Após a obtenção das imagens subtraídas, as mesmas poderão ser documentadas ou, ainda, trabalhadas em unidades multi-tarefas denominadas “workstation”. O número de imagens e a freqüência com que essas são adquiridas, podem estar previamente definidas no protocolo ou, poderão ser determinadas pelo médico no momento da realização do procedimento.

Arco Aórtico ( Positivo)

Arco Aórtico (Negativo)

Protocolos de ASD Os protocolos utilizados na ASD mudam principalmente em função das características dos vasos em estudo, velocidade de infusão do contraste, necessidade de documentação precoce ou tardia dos vasos contrastados e da região de interesse . Os principais parâmetros de ajustes são: -

Quantidade de exposições por segundo ( quadros / s ) . Tempo total de aquisição ( Número de imagens ) KV e mAs. Delay . Quantidade de máscaras.

54

Exemplos de Protocolos:

Imagens/s

Tempo Aquisição

KV

mAs

Delay

Máscaras #

AORTA

6

15

80

32

0s

4

CAROTIDA

3

10

60

25

5s

4

CEREBRAL

3

30

70

32

10s

4

MMII

1

20

80

25

60s

4

Programas Digitais.

- ROAD-MAPPING

Road-mapping é um programa que permite a manipulação da imagem fluoroscópica sobre um modelo de subtração digital. A imagem digital subtraída ocupa a tela do monitor e permite que o médico intervencionista use a radioscopia sobre esta imagem. Esta técnica é muito útil nos procedimentos de cateterismo, permitindo assim a cateterização com uma quantidade reduzida de contraste. Nas mudanças de posicionamento do paciente ou mesmo no estudo de novos vasos, a técnica road-mapping deverá novamente ser utilizada, gerando uma nova imagem com subtração digital (máscara fluoroscópica digital) .

- PIXEL SHIFT Se o paciente se movimentar entre a imagem máscara e a imagem contrastada, a técnica de subtração será sensivelmente afetada. Se o movimento feito pelo paciente for amplo, não há como obter uma imagem de subtração com qualidade mas, se o movimento for discreto, é possível, a partir do recurso Pixel Shift ( deslocamento do pixel ), ajustar a máscara à imagem com contraste, fazendo-se coincidir a anatomia em

55

comum. subtração.

Este recurso digital é muito utilizado para “limpeza” das imagens de

- ZOOM / INVERSION Técnica digital que permite manipular o tamanho da imagem. A ampliação das imagens e a inversão da escala de cinza. Esses procedimentos são rotineiros em ASD.

- ANÁLISE VASCULAR Os equipamento de angiografia por subtração digital permitem que sejam analisados por recursos de software, eventuais áreas de estenoses, aneurismas, obstruções ou mesmo a ruptura de vasos. As análises incluem medidas do diâmetro dos vasos, medidas da extensão de estenoses, percentual de obstrução, entre outras.

56

Densitometria Óssea.

A densitometria óssea é o método de diagnóstico que avalia o grau de mineralização óssea do esqueleto ou de segmentos do esqueleto e, os seus resultados, são comparados com a densidade mineral óssea (DMO) da média populacional. O estudo por segmentos é mais freqüente, sendo comum a avaliação da densidade óssea da coluna lombar e do quadril direito. 2 “ A densidade mineral óssea é expressa em “ g/cm e representa a massa de cálcio expressa em gramas em uma área de 1 centímetro quadrado de tecido. Os valores obtidos junto à população e que representam a média populacional são importantes para as conclusões diagnósticas do médico radiologista. Esses valores precisam ser significativos, e isto requer cuidados na amostragem. Os valores precisam ainda estar distribuídos por faixa etária e peso, e considerar as características regionais da população. No Brasil os valores DMO da população estão relativamente bem definidos para as mulheres. O referencial para os indivíduos do sexo masculino ainda é feito com base nos valores da população americana. A quantidade de exames realizados em homens no Brasil ainda é muito baixa para se traçar um perfil confiável da média populacional. O exame de densitometria está especialmente indicado na avaliação da osteoporose, estado em que os ossos perdem cálcio, na osteopenia, estado em que ocorre redução do número de osteoócitos no tecido ósseo, e nas patologias em que está presente hipercalcificação. A osteoporose é uma doença que pode se manifestar sem etiologia definida ou de forma secundária associada a outras doenças. Hipotireoidismo, insuficiência renal e hepática, mielomatose, anemia, imobilizações prolongadas, são situações que podem desencadear estado de osteoporose. As mulheres em idade de menopausa e as pessoas que se encontram na terceira idade apresentam, não raramente, índices significativos de osteoporose. Normalmente a osteoporose é precedida da osteopenia.

57

O exame de Densitometria Óssea.

O método de densitometria óssea utiliza os raios-x em baixos níveis de exposição para obtenção de imagens anatômicas de uma região de interesse. Os resultados da exposição radiológica são analisados por programas de computador que medem, de forma indireta, o grau de atenuação do feixe de raios-x incidentes e estabelece comparações com os indivíduos da população. Dependendo dos resultados o indivíduo poderá ser enquadrado em faixas que variam de: “Acima da média” - “ Normal “ - “Abaixo da média”.

Esquema de um equipamento de Densitometria Óssea.

O procedimento técnico: Como num exame radiológico de rotina, o paciente deverá retirar eventuais objetos metálicos que possam influenciar na atenuação dos raios-x. Com freqüência, o mesmo é solicitado a efetuar a troca de sua roupa por vestimentas hospitalares adequadas. Deve-se tomar o peso e a altura antes do posicionamento. Inserimos no computador os dados pessoais do paciente, informando inclusive o seu peso e a altura . Para o exame da coluna lombar, posicionamos o paciente em decúbito dorsal e recomendamos que mantenha as pernas flexionadas, corrigindo desta forma a lordose natural deste segmento da coluna. Suportes para manter as pernas elevadas também são utilizados com o mesmo propósito. A partir de então é feita a varredura cobrindo-se todas as vértebras lombares, devendo estar incluída a última torácica (T12) e a primeira sacral

58

(S1) . Caso o paciente não se mova durante a exposição este segmento estará pronto para ser analisado pelo programa de computador. No estudo de rotina se analisa também o quadril direito. Neste caso, o paciente permanece em decúbito dorsal, no entanto, deverá extender os membros inferiores, fazendo rotação interna de ambos e, colocando assim, em evidência, a cabeça femural, o colo anatômico, e o grande trocanter. A varredura é feita da mesma forma que na coluna lombar. A fase seguinte compreende a avaliação da densidade mineral óssea dos dois segmentos pesquisados. A avaliação é feita por programas específicos de computador. Os programas variam entre os diferentes fabricantes, contudo, avaliam o grau de atenuação ao feixe de raios-x dos diferentes segmentos estudados, comparando-os, com os resultados obtidos na média populacional. O exame documentado é apresentado ao médico radiologista que deverá proceder às suas conclusões diagnósticas, seguindo com a emissão do laudo densitométrico.

O equipamento de Densitometria Óssea Vários equipamentos estão disponíveis no mercado. As características a seguir, se referem ao equipamento de densitometria óssea LUNAR – PRODIGY. • • • • •

Neste equipamento o campo de radiação é de 19,2 mm X 3,3 mm. O tempo de duração do scan é de aproximadamente 30 segundos, com dose de radiação absorvida em média de 3,45 mrads. O equipamento Lunar-Prodigy opera na faixa de 76 kV e corrente de tubo de 48 μA. Apresenta corrente de tubo de até 5mA. Requisito mínimo da área física: 3,7 m x 3,7 m. Peso máximo do paciente: 136 kg.

59

Campos de medições: •

Coluna AP:

( 40,3 cm x 18 cm )

•

Fêmur

( 20,2 cm x 18 cm )

•

Corpo Inteiro: ( 197,5 cm x 60 cm ).

:

Programas do Computador •

Medição e Análise: Coluna / Fêmur / Corpo Inteiro.

•

Computador: Pentium II – 266 Mhz. 64 Mbytes-RAM

•

Impressora HP-890 – Deskjet - Color.

Características do Equipamento • • • •

Potência : 76 kV - 5mA. Alimentação : Monofásica 220 V. Filtragem inerente: 2,9 mm Al. Ampola de raios-X auto-protegida.

60

61

Rede de Computadores.

A conexão de computadores em rede pode ser do tipo LAN (Local Área Network) redes de computadores numa área restrita ou, do tipo WAN (Wide Área Network ), conexão de computadores remotos dependentes de dispositivos de comunicação. Uma rede de computadores tem na sua estrutura um computador principal denominado servidor. O servidor normalmente possui um processador veloz e alta capacidade de armazenamento. É a partir dele que os computadores ligados buscam informações e trocas de instruções. As redes podem apresentar as seguintes estruturas: BUS Topology: Na estrutura BUS, os computadores, printers, ligados em uma rede local.

work-stations

são

TOKEN RING Topology. Sistema de rede local caracterizado por ligação “circular “ incluindo todos os postos. Ethernet : Rede local desenvolvida pela XEROX com capacidade de manuseio de grande volume de informação. INTRANET: Rede local do tipo LAN utilizada em grandes empresas INTERNET : A rede internet é um exemplo de rede do tipo WAN. É a maior rede de computadores pessoais do mundo e amplamente conhecida pela sigla WWW (World Wide Web). Conecta milhares de PCs em todo o mundo , utilizando-se de protocolos próprios de comunicação principalmente o TCP/IP ( Transfer Control Protocol / Internet Protocol ). A conexão de um computador é feita a um servidor que se encarrega de redistribuir a comunicação para outros servidores, ou estabelecer uma conexão direta com o computador central. Empresas especializadas se encarregam deste trabalho e são conhecidas como provedores.

62

Comunicação

A velocidade com que os dados são transmitidos entre sistemas computacionais é uma questão preocupante. Na radiologia digital, muitas vezes, somos obrigados a enviar exames completos para estações remotas, o que, dependendo do número de imagens pode se tornar um trabalho moroso. O dispositivo mais comum utilizado na comunicação entre sistemas é o modem. Os modens, utilizam-se de linhas telefônicas para o envio de dados. A velocidades com que os dados são transmitidos é medida em “ baud” (bits por segundo). O modem com velocidade de transmissão de 28800 bauds, transmite aproximadamente 2880 caracteres por segundo. Os sistemas operacionais tem um papel importante na trato com os dados disponibilizados em uma rede de computadores. Os sistemas mais conhecidos são o MS-DOS , o MS-WINDOWS, o OS/2 , o Sistema Macintosh e o Sistema UNIX. Fator importante na agilização dos dados está relacionado ao meio por onde navegam os dados. 1. Cabo telefônico duplo. Permite a conexão em baixas velocidades 300 / 9600 baud. Estão sujeitos a interferências eletromagnéticas externas. 2. Cabos coaxiais. Permitem a conexão de dados a velocidades de 250 M-baud. Reduzem a interferência de ondas eletromagnéticas externas. 3. Cabo de Fibra Óptica. Considerada uma banda larga de transmissão de dados, permitindo até 2 Gbaud e é muito resistente a interferência EM externa. 4. Transmissões sem fio. Conexões por ondas eletromagnéticas na faixa de freqüência entre 2 e 3 Ghz. Possui limitação de distância.

Sistemas de Arquivos.

As imagens digitais podem ser armazenadas em diferentes mídias. ƒ Disketes ( Floppy disk) ƒ Hard Disk ( Winchester ) 63

ƒ ƒ ƒ

Fitas Magnéticas Discos Ópticos CD-ROM.

Entre as principais características da mídia cabe destacar: ƒ ƒ ƒ

A capacidade de armazenamento. ( Milhões de bytes – M-bytes ) A velocidade de transmissão dos dados. ( M-Bytes / s ) A acessibilidade da mídia.

1. Diskettes: Os mais usuais são os de 3.1/2 pol. Possuem baixa capacidade de armazenamento ( 1,44 Mbytes ) , aproximadamente 2 imagens de TC 512 x 512 x 8 bits. 2. Hard Disk: Os equipamentos de radiologia digital possuem um disco principal (Hard Disk) com capacidade mínima de armazenamento para as imagens realizadas em um dia de serviço (autonomia de trabalho). A memória deste dispositivo varia muito entre os diferentes fabricantes indo desde 1 G-Byte até 40 G-bytes ou mais. A velocidade com que os dados são acessados e armazenados é muito superior quando comparado a outras mídias. O fato do hard disk apresentar 3600 rpm o torna muito superior por exemplo quando comparado aos diskettes ( 300 rpm ). 3 . Fitas magnéticas : As fitas magnéticas disponíveis possuem capacidades entre 2 G-bytes e 8 G-bytes. Há dois tipos de fitas magnéticas quanto a forma de gravação dos dados. As fitas que gravam com cabeçote linear, ou longitudinal, e as fitas que gravam com cabeçote helicoidal ( Helical Scan ). As fitas helical, conhecidas como fita DAT ( Digital Áudio Tape ), ou fitas digitais, são pequenas no seu tamanho, podendo ser de 4mm ou 8 mm, no entanto, possuem grande capacidade de armazenamento (cerca de 4500 imagens de TC). Embora as fitas DAT sejam de baixo custo, a acessibilidade desta mídia é um fator limitante onde, a taxa de transferência de dados, ocorre a velocidades da ordem de 500 à 800 k-bytes por segundo.

4. Discos Ópticos.

Os discos ópticos podem ser de três tipos: -

WORM : ( Write once / read many ).

64

Dispositivo óptico de gravação única. Não permite regravação. Permite armazenamento médio de 2 G-bytes, aproximadamente 450 imagem de Tomografia com matriz 512 x 512 x 16 bits. -

REWRITEABLE – ( OD-RW ) Disco óptico regravável. A vantagem óbvia do disco óptico regravável OD-RW está na possibilidade de aproveitamento da mídia por diversas vezes. A capacidade deste disco em geral é similar aos dos discos ópticos tipo WORM.

-

Magneto-optical ( MO ) Os discos MO combinam o uso do laser e informações eletromagnéticas no armazenamento dos dados. A capacidade de armazenamento no entanto é baixa, aproximadamente 128 à 512 M-bytes.

-

CD-ROM Os CD-ROM ( Compact disk – Read Only Memory ), são dispositivos de dados fixos, podendo ser utilizados na gravação de imagens, nos modelos CD-RW. A capacidade de armazenamento é baixa, da ordem de 650 M-bytes.

Cap. de armazenamento Diskette (Floppy) Hard Disk D.O. CD-ROM DAT

1.44 M-bytes 2 – 10 G-bytes 400-650 M-bytes 650 M-bytes 2 – 8 G-bytes

/

Vel. de transmissão de dados 30

K-bytes/s

2 – 4 M-bytes/s Lenta. Lenta Muito lenta.

65

Redes no Centro de Radiologia Os centros de diagnóstico por imagem possuem diversos equipamentos de imagem, processadoras, work-stations e computadores pessoais que ligados em rede formam o sistema de informações da radiologia, conhecido pela sigla RIS ( Radiology Information System ). As imagens existentes nos diferentes postos (NODES) num serviço de radiologia podem ser convenientemente transferidas utilizando-se do protocolo DICOM de imagens criado pelo Colégio Americano de Radiologia em associação com os fabricantes de equipamentos eletro-eletrônicos ACR/NEMA. As imagens produzidas no centro de diagnóstico poderão ser exportadas para o sistema de informação hospitalar HIS ( Hospital Information System ). A integração RIS / HIS constitui a base do PACS. ( Picture Archiving Communications System ) , sistema de comunicação e arquivo de imagens radiológicas.

RIS - Radiology Information System

PACS ( Picture Archiving And Communication Systems )

66

O PACS é o último conceito no gerenciamento, arquivo e técnicas de transmissão de imagens digitais entre o serviço de diagnóstico por imagem e as diversas unidades hospitalares e na comunicação à distância junto à clinicas ou unidades remotas de computadores pessoais. O conceito do PACS introduz novas perspectivas no manuseio das imagens radiológicas apresentando como pontos de interesse: - As imagens são disponibilizadas em terminais de computador, eliminando os gastos com filmes radiológicos. - As imagens podem rapidamente ser transmitidas para estações distantes como as clínicas médicas particulares. - As imagens podem ser armazenadas para posterior tratamento. A viabilidade do PACS teve início com o acordo firmado entre o American College of Radiology (ACR) e a National Electrical Manufacturer’s Association (NEMA) na criação, em 1993, de um protocolo comum de manipulação e arquivo de imagens radiológicas denominado DICOM (Digital Image Communication in Medicine ), atualmente na versão 3.0. A utilização do sistema PACS nos meios hospitalares ainda está longe do ideal. A capacidade de armazenamento de informações e a velocidade com que os dados são transmitidos exigem muito do sistema. Essas dificuldades técnicas, aliadas ao alto custo de implantação e manutenção da rede, constituem-se no principal fator limitante para sua ampla utilização. Apenas subsistemas do PACS encontram-se instalados na maioria das unidades hospitalares.

RMN

CT

RX

WS

US

Laser

CTI

Hospital

Enfermaria

67

Residência

Sociedade

- Comparação do espaço ocupado por diferentes imagens. Método CT Fluoroscopia RX Digital Mamo Digital

Resolução da Imagem 512x512x12 1024x1024x10 2000x2000x12 2048x2048x12

Tamanho da Imagem 390 K-bytes 1,3 M-bytes 5,7 M-bytes 6,0 M-bytes

A imagens, antes de serem armazenadas, devem sofrer um processo de compressão para redução no tamanho dos arquivos gerados. Este procedimento no entanto, leva com freqüência, a uma redução na qualidade das imagens. A transmissão das imagens é também um fator preocupante.

A tabela a seguir exemplifica o tempo necessário para transmissão dos dados de uma única imagem tomográfica de resolução 512x512x12 (Tamanho 3,14 x 106 bits).

Usando linha telefônica a 9600 baud 3,14 x 106 / 9600 = 5,4 minutos

Usando cabo co-axial 10 M-bits / s . 3,14 x 106 / 10 x 106 = 0.3 segundos

Usando cabo de fibra óptica 1G-bit / s 68

3,14 x 106 / 1 x 109 = 0.003 segundos

TELERADIOLOGIA

Teleradiologia é o termo que designa a parte do PACS encarregada pela comunicação entre um sistema de imagem e um computador remoto conectado numa rede WAN ( Wide Área Network ). A teleradiologia atual, ainda se utiliza muita da rede Internet e dos softwares comerciais utilizados por esta rede. Alguns softwares disponíveis no mercado, permitem a transferência de informações no modo DICOM 3.0.

Residência

Sociedade

69

Glossário:

Alfanumérico: Teclado com número, letras e símbolos. Annotation: Função escrever. ACR: Americam College of Radiology. Bit: Informação compreendida por um computador representado por 1 ou 0. Bone: Osso. Byte: Unidade de armazenamento mínimo de informação de um computador. ( Um byte é com posto por 8 bits ). Detail: Detalhe. DICOM 3.0: Digital Imaging an Communications in Medicine. Protocolo de manipulação de imagens médicas. Edge: Cortical. Enhancement: Definição acentuada dos contornos. Erase: Função apagar. Formatar: Criar um formato. Dividir a tela ou o filme. FOV: Field of View . Campo de Visão. Get: Obter. Hardware: Partes físicas de um sistema. Lung: Pulmão. Magnify: Função de alteração das dimensões da imagem. MIROI: Região de interesse nas análises funcionais. 70

MPVR: Multi Projection Volume Reconstruction . NEMA: National Electronics Manufacturer’s Association. Network: Rede de computadores. PACS: Picture Archiving and Communications Systems. Sistema de comunicação e armazenamento de imagens médicas. Paging: Função CINE. Apresentação dinâmica das imagens. Pixel: Elemento de imagem. A menor unidade de uma imagem matricial. Print: Comando imprimir. Pull: (Get). Obter. Push: (Send). Enviar para uma estação remota. ROI: Region of Interest. Região de interesse. Scan: Ato de coletar uma imagem. Scroll: Deslocar uma imagem. Smooth: Definição suavizada dos contornos. Soft: Macio. De baixa densidade. Software: Programa de computador. Standard: Padrão. Normal. TCP/IP: Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Protocolo comum de transferência de arquivos via internet. Volume Rendering: Reconstrução tridimensional de múltiplos tecidos. Window Level: Nível da imagem. Relaciona-se com a densidade de Hounsfield. Window Width: Largura da janela. Relaciona-se com a escala de cinzas na imagem. Workstation: Estação de trabalho de multi-tarefas. Zoom: Função de ampliação de imagens.

71

Bibliografia:

HAAGA, J.R. MD; LANZIERI, C. F. MD; SARTORIS, D. J.MD; ZERHOUNI, E. A . MD; – Tomografia Computadorizada e Ressonância Magnética do Corpo Humano - Editora Guanabara Koogan – 3ª Edição. – 1996 WEGENER, O . H. ;Whole Body Computed Tomography. Blackwell Scientific Publications, Inc. Second Edition, 1993. CURRY III, T.S., DOWDEY, J.E., MURRAY JR, R.C. Christensen’s Physics of Diagnostic Radiology. 4th Ed., Media, PA: Willians & Wilkins, 1990. DOWSETT, D.J.; KENNY. P. A .; JOHNSTON R.E.,; The Physics of Diagnostic Imaging; Chapman & Hall Medical, First Edition, 1998. Advantage Windows 3D Analysis Package – General Electric Company – Operator Manual. 1994.

Advantage Windows – Core System – Operator Manual 2111830-100 – General Electric Company – 1994.

72