RADIOLOGIA DIGITAL

 

RADIOLOGIA DIGITAL    

CONSIDERAÇÕES

 

Figura 01-  Descrição dos sistemas utilizados. TN: CLÉLIA MAGALHÃES, 2022 

       PRIMEIRA ETAPA DA AQUISIÇÃO DA IMAGEM VISÍVEL NO SISTEMA CR

                                                               Figura 02- Esquema da obtenção da imagem latente pelo CR. TN: CLÉLIA MAGALHÃES, 2022

   SEGUNDA ETAPA DA AQUISIÇÃO DA IMAGEM VISÍVEL NO SISTEMA CR

Sistema de Fósforo Foto Estimulável (ou Sistema CR – Computed Radiography)

Este sistema utiliza um cassete especial contendo uma carga de armazenamento com fósforo que é usado no lugar do filme convencional: cassete ou placa de imagem (IP). A operação do detector nestes sistemas é baseada no princípio de luminescência foto estimulável. Na tecnologia CR utiliza-se uma folha de plástico flexível acoplada a um material fósforo que absorve raios-X. Placas de imagem são carregadas em cassetes para exposição com combinações normais de écran-filme. Após a absorção de raios-X cargas elétricas são estocadas em material cristalino de fósforo, onde ficam estáveis por algum tempo. Depois da exposição, a imagem é lida por um scanner com feixes de luz laser. O laser descarrega a carga estocada, causando emissão de luz azul, a qual é coletada por um guia de luz e detectada por um tubo fotomultiplicador. O sinal resultante é logaritmamente  ampliado, digitalizado e processado para o monitor. A imagem resultante possui tamanho do pixel de 50 μm com uma precisão de digitalização de aproximadamente 10 bits/pixel, após compressão logarítmica. Esse processo dura cerca de 1 minuto por cassete.

                           Figura 03- Etapas de processamento no sistema de fósforo fotoestimulável (ou sistema CR- Computed Radiography). Fonte: MAMA, CBR- 2019

                                          Figura 04- Leitura do IP pelo sensor óptico e conversão analógico-digital. Fonte: Livro- Física Médica em Mamografia.

Figuras 05, 06 e 07- Leitor AGFA. Tn: CLÉLIA MAGALHÃES

 

 

Video 01- Processo de leitura do plate pela leitora AGFA. Tn: CLÉLIA MAGALHÃES

 Efeito Anódico

A intensidade da radiação emitida da extremidade do cátodo no tubo de raios X é maior que a

emitida pelo outro lado. Esse fenômeno é conhecido como efeito anódico. Um maior enfraquecimento ou absorção dos raios X ocorre na extremidade do ânodo por causa de seu ângulo: os raios X emitidos de um ponto mais interno do ânodo devem passar através de mais material anódico antes de sair; assim, eles são mais atenuados. Estudos mostram como a diferença na intensidade, da extremidade do cátodo para a do ânodo, do campo dos raios X, quando um RI de 43 centímetros é usado em uma DFR de 102 centímetros, pode variar 45%, dependendo do ângulo do ânodo* (Fig. Abaixo). O efeito anódico é mais nítido quando são usados uma DFR curta e um campo longo. Aplicar o efeito anódico a uma prática clínica auxilia o tecnólogo a obter imagens de qualidade das partes do corpo que exibem uma variação considerável na espessura ao longo do eixo longitudinal do campo de raios X. O paciente deve ser posicionado de modo que a parte mais espessa fique na extremidade do cátodo do tubo de raios X e a parte mais fina fique sob o ânodo (as extremidades do cátodo e do ânodo do tubo de raios X geralmente são marcadas  na caixa de proteção). O abdome, a coluna torácica e os ossos longos dos membros (p. ex., o fêmur e a tíbia/fíbula) são exemplos de estruturas com espessuras que variam o suficiente para garantir o uso correto do efeito anódico.

 

 

 

Figura 08- Efeito anódico (Efeito Heel). BONTRAGER, 8ª EDIÇÃO

Figura 09- Posicionamento das extremidades com relação ao efeito anódico. BONTRAGER, 8ª EDIÇÃO

 

Imagens Digitais

Imagens radiográficas digitais também fornecem uma imagem bidimensional das estruturas anatômicas;

no entanto, elas são vistas em um monitor de computador e chamadas de radiografia em cópia eletrônica. Essas imagens são representações numéricas das intensidades dos raios X transmitidas através do paciente.

 

 

Figuras 10 e 11- Sistema digital direto com exemplo de uma placa de detectores AERO-DR. Tn: CLÉLIA MAGALHÃES, 2024

 

Fatores de Exposição para Radiografias em Filme (analógicas)

Para cada imagem radiográfica obtida, o tecnólogo em radiologia deve selecionar os fatores de exposição no painel de controle do equipamento de radiografia. Os fatores de exposição requeridos para cada exame são determinados por inúmeras variáveis, incluindo densidade/número atômico e espessura da parte anatômica, qualquer patologia presente e a tecnologia de aquisição de imagem. Os fatores de exposição, por vezes referido como fatores técnicos, incluem os seguintes:

 

• Quilovoltagem (kV) – controla a energia (poder penetrante) do feixe de raios X

• Miliamperagem (mA) – controla a quantidade ou número de raios X produzidos

• Tempo de exposição (ms) – controla a duração da exposição, geralmente expressa em milissegundos.

 

Cada um desses fatores de exposição tem um efeito específico na qualidade da imagem radiográfica.

Quando realizando um procedimento radiográfico, o tecnólogo deve aplicar seu conhecimento sobre fatores de exposição e princípios de tomografia para assegurar que as imagens obtidas tenham a qualidade mais alta quanto o possível, enquanto expõe os pacientes aos níveis mais baixos quanto o possível de radiação.

 

Fatores de Qualidade de Imagem analógica

Imagens radiográficas baseadas em filme são avaliadas tendo como alicerce quatro fatores de qualidade, a saber:

• Densidade

• Contraste

• Resolução espacial

• Distorção

Cada um desses apresenta parâmetros específicos pelos quais é controlado.

 

Fatores de Exposição da Radiografia Digital

Embora kV, mA e tempo (mAs) devam ser selecionados se a imagem radiográfica for adquirida

Digitalmente, seu efeito direto na qualidade da imagem não é como na radiografia analógica.

Deve-se lembrar, no entanto, que a kV e a mA usadas para a exposição afetam o paciente.

A mA controla o número de raios X produzidos, e a mAs (mA x tempo = mAs) refere-se ao número de raios X e a duração da exposição. A kV controla o poder penetrante dos raios X em todas as tomografias radiográficas (sistemas digital e analógico). A kV selecionada deve ser adequada para penetrar a anatomia de interesse. Enquanto a kV aumenta, a penetrabilidade do feixe também cresce. Um benefício de se usar uma kV alta é que a dose do paciente é reduzida, se comparada com menores níveis de kV. Comparando com a tomografia de tela-filme, as mudanças na kV podem exercer menos efeito direto no contraste da imagem digital final, pois o contraste resultante também é uma função do processo digital.

 

Fatores de Qualidade de Imagem Digital

Os fatores usados para avaliar a qualidade da imagem digital incluem os seguintes:

• Brilho

• Resolução do contraste

• Resolução espacial

• Distorção

• Indicador de exposição

• Ruído

 

Brilho

Brilho é definido como a intensidade da luz que representa os pixels individuais da imagem no monitor. O brilho é controlado pelo software de processamento, através de um algoritmo de processo digital predeterminado. 

 

Resolução do contraste

Na radiologia digital, contraste é definido como a diferença no brilho, entre áreas claras e escuras na imagem. Contraste radiográfico é afetado pelo computador de processamento digital por meio da

aplicação de algoritmos predeterminados, ao contrário da radiografia de tela-filme, na qual a kV é o fator controlador do contraste da imagem.

 

Pixels e profundidade de bits

Cada pixel numa matriz de imagem demonstra um único tom de cinza quando visualizado no monitor; isto é representativo das propriedades físicas da estrutura anatômica. O raio de possíveis tons de cinza demonstrados é relacionado à profundidade de bits do pixel, determinada pelo fabricante. Embora uma descrição abrangente da profundidade de bits esteja além do âmbito deste texto, é importante notar que, quanto melhor a profundidade de bits de um sistema, melhor é a resolução do contraste, isto é, maior é o número de possíveis tons de cinza que o pixel pode ter.

 

Tamanho do pixel

Dois tamanhos de pixel são utilizados em tomografia médica: tamanho de aquisição do pixel, que é o tamanho mínimo inerente ao sistema de aquisição, e tamanho de exibição do pixel, que é o tamanho mínimo do pixel que pode ser exibido pelo monitor. Uma matriz de aquisição geral radiográfica pode ter 3.000 por 3.000 pixels – mais de 9 milhões de pixels (9 megapixels), numa imagem de 43 cm por 43 cm.

 

Resolução espacial

A resolução espacial em tomografia digital é definida pela nitidez gravada ou detalhe das estruturas

na imagem – a mesma definição para tomografias de tela-filme. A resolução em uma imagem digital representa a combinação dos fatores tradicionais explicados anteriormente para a tomografia de tela-filme (tamanho do ponto focal, fatores geométricos e movimentação) e, não menos importante, o tamanho de aquisição do pixel − inerente ao receptor de imagem digital. Quanto menor o tamanho de aquisição do pixel, maior é a resolução espacial, medida em pl/mm. Sistemas de imagem digital atuais empregados para radiografias em geral têm a capacidade de resolução espacial variando de aproximadamente 2,5 pl/mm a 5 pl/mm.

 

Fatores de Controle

Em adição ao tamanho de aquisição do pixel, a resolução é controlada pela matriz exibida. A resolução que se tem da imagem depende da capacidade de exibição do monitor. Monitores com maior matriz exibida podem mostrar imagens com resolução melhor.

 

Distorção

Fatores de Controle

A distorção é definida com a representação errônea do tamanho do objeto ou forma como projetado na mídia gravadora radiográfica, assim como na radiografia  de tela-filme. Os fatores que afetam a distorção (DFR, DOR e alinhamento do RC) são os mesmos para radiologia digital e análoga.

 

Indicador de exposição

O indicador de exposição em tomografia digital é um valor numérico que representa a exposição que o RI recebeu. Dependendo do fabricante do sistema, o indicador de exposição pode ser chamado também de número de sensitividade (S).

Fatores de Controle

O indicador de exposição depende da dose de radiação que atinge o receptor. É um valor calculado com base no efeito da mAs, da kV, da área total do receptor irradiada e dos objetos expostos (p. ex., ar, implantes de metal, anatomia do paciente). Um indicador de exposição como utilizado por outros fabricantes também está diretamente relacionado à radiação que atinge o RI, como determinado por cálculos logarítmicos.

Conferir o indicador de exposição é o principal para verificar se uma imagem radiográfica com qualidade digital aceitável foi obtida com a menor dose possível ao paciente. Se o indicador de exposição estiver fora do alcance recomendado pelo sistema digital, a imagem pode

ainda se mostrar aceitável quando vista no monitor da estação de trabalho do tecnólogo.

 

Ruído

O ruído é definido como um distúrbio aleatório que obscurece ou reduz a claridade. Na imagem radiográfica, isso significa uma imagem granulada ou cheia de pontos.

Relação Sinal-Ruído (RSR).

Um meio de descrever ruído na aquisição defatores que afetam negativamente a imagem final são classificados como “ruído”. 

Uma RSR alta é imagem digital é o conceito de relação sinal-ruído (RSR). O número de fótons de raios X que atingem o receptor (mAs) pode ser considerado o “sinal”. Outros desejável em tomografia, na qual o sinal (mAs) é maior que o ruído, de modo que estruturas de tecido mole em baixo contraste possam ser demonstradas. Uma RSR baixa não é desejável; um sinal baixo (mAs baixa) acompanhado de ruído alto obscurece o detalhe dos tecidos moles e produz uma imagem granulada ou pontilhada.

 

RSR baixa

Quando uma mAs insuficiente é selecionada para a projeção, o receptor não recebe o número apropriado de fótons de raios X, resultando numa RSR baixa e numa imagem com ruído

 

Sistema de Comunicação e Arquivamento de imagens (PACS)

Enquanto os departamentos de radiologia transitavam de aquisição de base-filme e arquivamento (armazenamento de cópias impressas e documentos) para aquisição digital e arquivamento

(armazenamento de cópias eletrônicas), uma complexa rede de computadores foi criada para gerenciar as imagens. Essa rede é chamada de sistema de comunicação e arquivamento de imagens (PACS) e pode ser relacionada a uma “biblioteca de filmes virtuais”. As imagens guardadas em mídia digital são abrigadas em arquivos PACS.

 

PACS é uma organização sofisticada de hardware e software que pode conectar todas as modalidades com saída digital (medicina nuclear, ultrassom, TC, RM, angiografia, mamografia e radiografia). 

 

Sistema de informação hospitalar (HIS ou SIH): Sistema de computador, projetado para suportar e integrar as operações de todo o hospital.

 

Sistema de informação radiológica (SIR ou RIS ): Sistema de computador que suporta as operações de um departamento radiológico. Funções típicas incluem processamento de agendamento de exame,

arquivamento de relatórios, rastreamento de filmes e faturamento.

 

IMAGEM DIGITAL  OUTRAS CONSIDERAÇÕES BIBLIOGRÁFICAS. 

 

SISTEMA DIGITAL DE IMAGEM

PACS é um sistema de armazenamento de imagens e de comunicação para clínicas que fazem diagnóstico por imagem. A sigla é uma abreviação para Picture Archiving and Communication System, que em português significa Sistema de Comunicação e Arquivamento de Imagens.

Em resumo, as principais funções de um PACS são:

·                     Possibilidade de criar listas de trabalho para toda a equipe;

·                     Armazenamento e transferência das imagens recolhidas nos exames;

·                     Distribuição dessas imagens para outros sistemas;

·                     Visualização de imagens de exames.

O RIS é um excelente auxílio na organização dos processos de uma clínica, cooperando no fluxo de um trabalho mais ágil e independente. Esse sistema tem um grande diferencial: permite o agendamento de exames através de uma interface web. Ele ainda auxilia no controle de estoque, financeiro e de faturamento do centro de imagem.

Dentre suas principais funções, destacam-se:

·                     Admissão de pacientes e agendamento de exames;

·                     Armazenamento de laudos de exames;

·                     Gestão de fluxo de trabalho do local;

·                     Integração DICOM.

O HIS do inglês Hospital Information System, ou seja, sistema informatizado de gestão hospitalar, é um software que foca em todas as necessidades administrativas de um hospital. Ele age fornecendo informações sobre o histórico de saúde do paciente através de acessos restritos.

Por isso, o HIS permite que os funcionários desenvolvam, registrem e consultem informações de pacientes no sistema. Ele integra a comunicação interna e externa de um centro de saúde.

 

               Figura 12- Sistemas de interação HIS, RIS e PACS. TN: CLÉLIA MAGALHÃES, 2022

A TRANSFORMAÇÃO DA IMAGEM ANALÓGICA EM DIGITAL PODE SER DIVIDIDA EM TRÊS PROCESSOS FUNDAMENTAIS:

 

AMOSTRAGEM- Discretização espacial, consiste na coleta de amostras periódicas  de um sinal analógico (contínuo) Define o número de pixels. Converte a imagem analógica em uma matriz bidimensional.

QUANTIZAÇÃO- Consiste em atribuir um valor a cada pixel. Conversão do brilho (amplitude) de cada amostra em um conjunto de tons (níveis) de cinza.

CODIFICAÇÃO- Conjunto de dados representativos da imagem, que podem ser transformados  no formato de arquivo, facilitando sua transmissão e seu armazenamento.

 

 QUESTÕES

1- IBFC/2023-EBSERH-UFTM.  A radiologia digital é o ramo do diagnóstico por imagem que emprega sistemas computacionais nos diversos métodos para a aquisição, transferência, armazenamento, ou simplesmente tratamento das imagens digitais adquiridas. A tecnologia digital na radiologia geral, teve início na década de 1980, seguindo a evolução, nos anos 1990 surgiu o primeiro sistema de radiografia digital direta. É de conhecimento técnico toda essa evolução, embasados nesse tema responda a alternativa correta. Assinale a alternativa que apresenta quais são os objetivos do processamento da imagem digital.

a) Reduzir o ruído; ajustar e otimizar as características de contraste; extrair características de regiões de interesse; aumentar a visibilidade de detalhes

b) Reduzir o ruído; ajustar e otimizar as características de densidade, brilho e artefatos; extrair características de regiões de interesse; aumentar a visibilidade de detalhes

c) Reduzir o ruído; ajustar e otimizar as características do índice de exposição; extrair características de regiões de interesse; aumentar a visibilidade de detalhes

d) Reduzir o ruído; ajustar e otimizar as características de contraste; extrair características de regiões de interesse; aumentar a dose de exposição tendo melhora da imagem

e) Reduzir o ruído; ajustar e otimizar as características do índice de exposição; extrair características de regiões de interesse; diminuir a visibilidade de detalhes.

2- IBFC/2023-EBSERH-UFTM- As imagens radiográficas em formato digital são adquiridas utilizando o sistema de radiologia computadorizada ou o sistema de radiologia digital. Quanto à diferença entre os sistemas, assinale a alternativa correta.

 

a) Ambos os sistemas produzem imagens radiológicas digitais a partir de uma fonte de raios X e demoram o mesmo tempo para obtenção da imagem final

 

b) O sistema de radiologia computadorizada é de uso exclusivo da mamografia, enquanto o sistema de radiologia digital possui uso geral

 

c) O sistema de radiologia computadorizada necessita de um equipamento intermediário para produção das imagens, enquanto o sistema de radiologia digital não necessita

 

d) O sistema de radiologia digital necessita de um equipamento intermediário para produção das imagens, enquanto o sistema de radiologia computadorizada não necessita

 

e) Ambos os sistemas produzem imagens radiológicas digitais a partir de uma fonte de raios X e o sistema de radiologia computadorizada também é aplicado à tomografia computadorizada