Medicina Nuclear

Medicina Nuclear

Definição e Introdução

A medicina nuclear envolve o uso de materiais radioativos denomina­dos radiofármacos no estudo e no tratamento de várias condições clínicas e doenças.

Radiofármacos específicos denominados traçadores são introduzi­dos no corpo por injeção, inalação e/ou oralmente para avaliar órgãos e funções metabólicas específicos. Esses traçadores se concentram em órgãos específicos, que permitem que eles emitam radiação gama que é medida por uma câmera gama ou de cintilação. Com base na intensidade do sinal, a função de um órgão em particular pode ser determinada.

A tomografia computadorizada por emissão de fóton único (TC PET), introduzida em 1979, fornece vistas tridimensionais da anatomia. A TC PET utiliza um a três detectores de câmera gama que rodam 360º ao redor do paciente para coletar sinais que estão sendo emitidos pelo corpo. Esses dados são então reconstruídos por um computador em várias perspectivas seccionais para produzir imagens de corte (varreduras) da anatomia.

Nas aplicações diagnósticas a distribuição do radiofármaco no corpo do paciente é conhecida a partir de imagens bidimensionais (planares) ou tomográficas (SPECT), geradas em um equipamento denominado câmara cintilográfica. A maior ou menor captação dos compostos permite avaliar a função dos tecidos, ao contrário da maioria dos métodos radiológicos que dão maior ênfase na avaliação anatômica dos órgão. A avaliação funcional realizada pela medicina nuclear traz, muitas vezes, informações diagnósticas de forma precoce em diferentes patologias.

A radioatividade da maioria dos elementos empregados cai para a metade (tempo denominado de meia vida) em questão de horas ou dias e a radiação emitida é do tipo gama, similar aos raios X. O tempo de permanência dos materiais radioativos no corpo do paciente é ainda mais reduzido considerando-se que muitas vezes ocorre eliminação deste pela urina. Tomando como exemplo o tecnécio-99m, isótopo empregado para a marcação da maioria dos radiofármacos, verificamos que sua meia-vida é de apenas 6 horas e emite radiação gama com energia de 140 keV. A dose de radiação baixa dose de radiação dos procedimentos diagnósticos é, de forma geral, similar ou inferior à de outros métodos diagnósticos que empreguem raios X.

A Medicina Nuclear é uma especialidade médica relacionada à Imagiologia que se ocupa das técnicas de imagem, diagnóstico e terapêutica utilizando nuclídeos radioactivos.

"A Medicina Nuclear está para a Fisiologia como a Radiologia para a Anatomia". A Medicina Nuclear permite observar o estado fisiológico dos tecidos de forma não invasiva, através da marcação de moléculas participantes nesses processos fisiológicos com marcadores radioativos, que marcam sua localização com a emissão de particulas detectáveis ou raios gama (fotão). A detecção localizada de muitos fotões gama com uma câmera gama permite formar imagens ou filmes que informem acerca do estado funcional dos orgãos. A maioria das técnicas usa ligações covalentes ou iônicas entre os elementos radioativos e as substâncias alvo, mas hoje já existem marcadores mais sofisticados, como o uso de anticorpos específicos para determinada proteína, marcados radiativamente. A emissão de partículas beta ou alfa, que possuem alta energia, pode ser util terapeuticamente em pequenas doses para destruir células ou estruturas indesejáveis.

Centros de Medicina Nuclear existem em regra apenas nos hospitais centrais.

 Tipos de Radiação Utilizados

1.  Particula Beta: consiste num Elétron, podendo portanto ser utilizado em terapia como por exemplo no tratamento de hipertireoidismo e do câncer de tireóide através do uso do iodeto-131 (iodoterapia).

2.  Particula Pósitron: é a anti-matéria do elétron. Consiste em um elétron de carga positiva. É o tipo de radiação utilizada nos exames de PET (Tomografia por emissão de pósitron). O principal radiofármaco utilizado nesse tipo de exame é o FDG marcado com fluor-18.

3.  Radiação Gama: é um fóton, ou seja, energia (onda eletromagnética). Os raios gama têm origem nos núcleos atómicos, e são utilizados na grande maioria dos exames em medicina nuclear. Os raios gama são detectados por um equipamento apropriado, a Câmara Gama. O principal radionuclídeo emissor de radiação gama utilizado em medicina nuclear é o tecnécio-99mTc.

Tipos de Radiofármacos Utilizados

Um radiofármaco íncorpora dois componentes. Um radionúclido, ou seja, uma substância com propriedades físicas adequadas ao procedimento desejado (partícula emissora de radiação beta, para terapêutica; ou partícula emissora de radiação gama, para diagnóstico) e uma vector fisiológico, isto é, uma molécula orgânica com fixação preferencial em determinado tecido ou órgão. Essencialmente, os radionúclidos são a parte radioativa dos radiofármacos. Mas estes também possuem uma molécula (não radioactiva) que se liga ao radionúclido e o conduz para determinado órgão ou estrutura.

·           Tecnécio-99-metaestável: é um radionúclido artificial, criado pelo homem. Tem vida-média de aproximandamente 6 horas. Emite um fóton gama com 140.511 keV de energia, ideal para a camera gama. É muito reactivo quimicamente, reagindo com muitos tipos de moléculas orgânicas. Esta grande versatilidade química permite que hoje em dia a grande maioria dos estudos em Medicina Nuclear sejam efectuados com base no uso de radiofármacos Tecneciados.

·           Iodo-123 ou Iodo-131: importantes no estudo da Tiróide. Têm emissão de radiação gama e beta, respectivamente. Semi-vida de 8 dias para o I131, 13 horas para o I123.

·           Tálio-201: tem propriedades químicas semelhantes ao Potássio, tendo sido utilizado durante muitos anos para imagiologia cardíaca (integrava a bomba de sódio-potássio). Os seus fótons gama têm energias baixas, mas as imagens eram menos nítidas e a sua interpretação mais complexa. Semi-vida de 3 dias. Actualmente, os estudos com Tálio-201 têm caido em desuso, face ao apareciamento de novos radiofármacos marcados com Tc-99m.

·           Gálio-67: tem propriedades semelhantes ao ião Ferro. É um emissor gama de média energia e apresenta semi-vida de 3 dias. É utilizado em estudos de Infecção e em Oncologia.

·           Índio-111: semi-vida 3 dias. É um emissor de radiação gama de média energia.

·           Xenon-133 e Cripton-81m: gases nobres radioactivos que podem ser usados na cintigrafia de ventilação pulmonar. No entanto, a maior parte dos estudos de ventilação pulmonar são feitos com um aerossol marcado com Tc-99m.

·           Flúor-18: emite positrões. É usado no exame PET.

Benefícios e  Riscos

A importância deste tipo de exames tem aumentado recentemente. A principal limitação à maior utilização da medicina nuclear é o custo. No entanto é impossível observar muitos processos fisiológicos de forma não invasiva sem a Medicina Nuclear. A quantidade de radiação que o paciente recebe num exame de medicina nuclear é menor que a radiação recebida numa radiografia ou uma Tomografia Axial Computadorizada. A quantidade de substância estranha é normalmente tão baixa que não há perigo de interferir significativamente com os processos fisiológicos normais. Os casos mais graves são muitas vezes os casos de hipersensibilidade (alergia) com choque anafilático do doente em relação ao agente químico estranho.

Câmara gama

A câmara gama é um equipamento usado na Medicina nuclear e no PET (exame médico), que é usado para detectar e localizar a origem espacial de raios gama emitidos pelos radiofármacos ingeridos pelo paciente. Ela produz uma imagem dos orgãos do paciente com zonas frias que emitem poucos raios gama e zonas quentes que emitem muitos comparativamente.

 

Funcionamento

Ela é constituída por um detector de raios gama, como um cristal de cintilação (de Oxiortosilicato de Lutécio, germanato de bismuto ou mais frequentemente de iodeto de sódio) activado com Tálio contido numa caixa escura, que transforma a energia de cada raio gama em muitos fotões de luz e infravermelhos (fenómeno de fluorescência). Estes são detectados com vários tubos fotomultiplicadores em redor do cristal e electrónica associada que computa as diferentes intensidades medidas.

Um colimador (grelha) de chumbo é usado entre o paciente e o detector para eliminar raios gama que não tenham direção perpendicular a ele (o que torna a imagem mais nítida). As imagens são produzidas com a ajuda de um computador integrado no equipamento.

Imagem

Uma câmera gama típica tem uma resolução de cerca de 4 milímetros, captando várias centenas de milhares de fotons por segundo. Para cada um destes ela mede a posição do emissor. Estes dados são então organizados pelo computador numa imagem ou filme.

Na tomografia computadorizada de imagens gama ou TC PET várias (duas ou três) câmeras gama rodam em torno do alvo, o que proporciona a terceira dimensão a dar às suas imagens bidimensionais, que com a ajuda de um computador são transformadas em três dimensões.

 

História

A câmera gama foi desenvolvida por Hal Anger na década de 1960. No seu design original, a Anger camera ainda é utilizada hoje. Ela é composta de arranjos hexagonais de tubos fotodetectores de vácuo, cada um com ~8cm de diâmetro em volta do cristal cintiliante. O circuito eléctrico detecta coincidência de detecção entre os tubos e calcula a sua direcção e posição de acordo com a posição dos tubos activados, correlacionando a voltagem produzida em cada um deles.

No fim da década de 1990, a introdução do cintilador rápido de Cério activado com Oxiortosilicato de Lutécio (LSO:Ce), o qual tinha apenas 40 nanosegundos de fluorescência em espectro vísivel após recepção de raio gama (contra 230 ns para Iodeto de Sódio activados com Tálio ou 300 ns para cristais de Germanato de Bismuto usados nos anos 1980), reduziu grandemente o tempo de renovação da capacidade de detecção de raios gama após cada evento, o que aumentou o número de eventos detectáveis em cada segundo. Esta inovação permitiu diminuir o tempo de exame do doente até cerca de metade.

Obtido em "http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A2mara_gama"

O que são Radiofármacos

Os radiofarmacos especificamente denominados traçadores, são introduzidos no corpo do cliente através de injeção , inalação ou oral para avaliar órgãos ou funções metabólicas especificas. Esses traçadores se concetram em órgãos específicos, que permitem que eles emitam radiação gama que é medida por uma câmara gama ou cintilação.

A 2 fatores que determinam o modo de ação dos radiofármacos: a natureza do isótopo radioativo, e as estrutura química da molécula ligada ao isótopo.

Imagem

Na imagem diagnostica o isótopo radioativo emite raios gama que podem ser detectados por um dispositivo de imagem denominado câmara gama . o procedimento é chamado de cintolografia.

Essas partículas podem leberar sua energia altamente seletiva para atingir tecidos/ células e causar morte celular ou inibir as funções teciduais ou celulares, como proliferação e inflamação.

A natureza química do radioisótopo afeta a distribuição do agente do corpo e, assim determina acumulo no órgão alvo que é controlado por condições fisiológicas ou patológicas.

Na MN diagnostica são utilizados alguns elementos, como por exemplo: tecnécio-99m, índio-111, tálio-201, iodo-123 e gálio-67

Qual é a exposição a Radiação dos clientes devido aos radiofármacos

A maioria dos procedimentos diagnósticos nucleares expõe o cliente a metade (ou menos) da dose radioativa geralmente usada na TC. A dose de radiação é equivalente a exposição anual à radiação por rx natural.

 Equipe de Medicina Nuclear

Os procedimentos de medicina nuclear são realizados por uma equipe de profissionais, incluindo os seguintes:

1. Técnico em medicina nuclear: Esse técnico tem uma boa forma­ção em física da radiação, anatomia e fisiologia, segurança de radia­ção, computadores e procedimentos de obtenção de imagens. Suas responsabilidades incluem o manuseio, a avaliação e a administra­ção de radionuclídeos. A segurança do paciente é fundamental em medicina nuclear, e é essencial que a quantidade correta de radionuclídeo seja administrada ao paciente. Níveis excessivos de radionuclídeos administrados ao paciente podem lesionar o órgão­alvo.

Uma vez que as imagens tenham sido produzidas, o técnico em medicina nuclear tem que realizar análise estatística dos dados e processar digitalmente as imagens.

No caso de extravasamento de radionuclídeos, o técnico precisará determinar a localização dos vazamentos, desconta minar a área e descartar apropriadamente materiais contaminados.

2. Médico especialista em medicina nuclear: Esse radiologista recebeu treinamento adicional na realização e na interpretação de procedimentos de medicina nuclear. O radiologista em medicina nuclear está licenciado para adquirir e utilizar materiais radioativos.

3. Físico em medicina nuclear: Esse indivíduo recebeu treinamento avançado em física nuclear, computadores e segurança de radiação. As responsabilidades do físico nuclear incluem o manuseio e o preparo de materiais radioativos e a calibração e a manutenção do equipamento de obtenção de imagens.

O físico freqüentemente funciona como o funcionário de segurança do departamento de radiação.

Indicações Clínicas

As aplicações da medicina nuclear estão crescendo através de avanços na obtenção de imagens digitais e de radiofármacos mais eficientes. Pelo fato de que radionuclídeos selecionados se concentrarão em órgãos ou tecidos específicos, diferentes tipos de traçadores de radionuclídeos podem ser utilizados para avaliar esses órgãos, sistemas orgânicos e várias funções fisiológicas. Um dos radionuclídeos mais comumente utilizados é o tecnécio 99m (99mTc). Diferentes formas de tecnécio são utiliza­das para estudos do encéfalo, coração, rim, fígado e sistema esquelético.

Cintilografia Óssea

A cintilografia óssea é um estudo do sistema esquelético que utiliza uma forma de T c99m injetada por via intravenosa. O tecnécio é absorvido pelo osso e fornece um estudo do sistema musculoesquelético para condições anormais, tais como metástase, fraturas por estresse ou outras lesões ósseas.

Os radiologistas podem precisar realizar radiografias estreitamente colimadas de "pontos quentes" esqueléticos, conforme determinado pelas cintilografias ósseas.

Estudos Geniturinários

Os estudos nucleares geniturinários fornecem uma avaliação tanto anatômica quanto funcional dos rins. Essa modalidade é excelente para a avaliação de um transplante renal.

Cintilografia do Encéfalo

Os estudos de SPECT-perfusão cerebral avaliarão o encéfalo quanto a várias condições neurológicas, incluindo AVC, doença de Alzheimer e doença de Parkinson (veja Fig. 24.2 para amostras de cintilografias do encéfalo).

Estudos Gastrintestinais

Os estudos gastrintestinais que utilizam radiofármacos são numerosos. Através da administração oral ou de injeções intravenosas, procedimentos tais como esvaziamento gástrico, varreduras hepatobiliares, estudos de refluxo gastresofágico e varreduras do fígado e do baço podem ser realizados. Em muitos casos, tanto a aparência anatômica quanto à função do órgão podem ser avaliadas.

Um exame gastrintestinal comum realizado com o uso da medicina nuclear é a avaliação do divertículo de Meckel. O divertículo de Me­ckel é um defeito ou bolsa congênito na parede do neo. Embora a maioria dos divertículos de Meckel seja assintomática, eles podem sangrar ou infectar. A medicina nuclear é considerada o padrão ouro na localiza­ção precisa dessa alteração.

Estudos do Coração (Cardíacos)

Um dos procedimentos de SPECT mais comuns é o estudo de perfusão miocárdica com tálio, no qual tálio ou cardiolito radioativo é injetado por via intravenosa e perfundido através do coração. O paciente é então levado a se exercitar em uma esteira ou lhe é administrado um vasodilatador, que é um agente que causa dilatação dos vasos sanguíneos, resultando em fluxo sanguíneo aumentado. A ação do exercício, ou do vasodilatador, irá demonstrar o grau de perfusão do tálio ou do cardiolito através de todo o músculo cardíaco. Esse procedimento, combinado com uma segunda varredura de repouso, pode mostrar defeitos da perfusão miocárdica na parede ventricular, ou sinais de um infarto do miocárdio, um "ataque cardíaco" resultante de fluxo sanguíneo subitamente diminuído, causando morte de músculo cardíaco (miocárdio).

Exames Pulmonares

O exame de ventilação perfusão pulmonar é um procedimento de medicina nuclear comum utilizado para afastar embolia pulmonar, DPOC e câncer de pulmão. Durante a fase de ventilação da varredura pulmonar, o paciente inala gás xenônio-133 durante o início do procedimento. Imagens são obtidas rapidamente para determinar se existem alterações no pulmão (Fig. 24.3). Um exame de perfusão pulmonar é então realizado. O exame de ventilação pulmonar tem que preceder o exame de perfusão pulmonar. Albumina radioativa é injetada por via IV durante essa fase da varredura pulmonar. A fase de perfusão do estudo revela a presença de possíveis êmbolos pulmonares.Para auxiliar na detecção precoce de câncer de pulmão, a FDA (Food and Drug Administration) aprovou um peptídeo radiomarcado denominado"Neo Tect" para ajudar a determinar se uma lesão pulmonar é benigna ou maligna. Lesões com menos de 1 cm podem ser detecta­das com esse procedimento.

Exame de Captação da Tireóide

Exames de captação da tireóide são obtidos para avaliar as funções da glândula tireóide (Fig. 24.4). O radiofármaco iodeto de sódio (1311) é administrado oralmente, com uma leitura de seguimento da tireóide realizada a intervalos predeterminados, tais como 6 horas e 24 horas. O hipertireoidismo (tireóide imperativa) resultará em uma leitura de ab­sorção mais alta, que pode indicar doença de Graves (bócio tóxico nodular múltiplo, também conhecido como doença de Plummer). Uma leitura da tireóide mais baixa indica hipotireoidismo (atividade reduzi­da). Essa condição é muito mais comum em mulheres do que em homens. 

Tomografia Computadorizada

Tomografia Computadorizada NOÇÕES DE TC Definição: A tomografia computadorizada pode ser definida como um exame ra¬dialógico exibido como imagens tomográficas finas de tecidos e conteúdo corporal, representando reconstruções matemáticas assistidas por computador. O termo radiológico tomografia deriva da palavra grega tomos, que segnifica “cortes”. A TC proporciona imagens anatômicas nos planos axial, sagital ou coronal, usando um computador complexo e um sistema mecânico de imagenm. O conceito de imagens da tc pode ser simplificado se comparado à observação das imagens de um pão de forma; a radiografia convencional captura a imagem de um pão como um todo, enquanto a TC faz as imagens individuais de cada fatia (Tb chamados de secções ou cortes) , que são vistas independentemente. Exemplo : o AP do abome é o pão, e a imagem de TC na direita é uma “fatia”. VANTAGENS SOBRE A RADIOGRAFIA CONVENCIONAL A tomografia computadorizada tem três vantagens gerais importantes sobre a radiografia convencional. A primeira é que as informações tridimensionais são apresentadas na forma de uma série de cortes finos da estrutura interna da parte em questão. Como o feixe de raios X está rigorosamente colimado para aquele corte em particular, a informação resultante não é superposta por anatomia sobrejacente e também não é degradado por radiação secundária e difusa de tecidos fora do corte que está sendo estudado. A segunda é que o sistema é mais sensível na diferenciação de tipos de tecido quando comparado com a radiografia convencional, de modo que diferenças entre tipos de tecidos podem ser mais clara¬mente delineadas e estudadas. A radiografia convencional pode mostrar tecidos que tenham uma diferença de pelo menos 10% em densidade, enquanto a TC pode detectar diferenças de densidade entre teci¬dos de 1 % ou menos. Essa detecção auxiliano diagnóstico diferencial de alterações, tais como uma massa sólida de um cisto ou, em alguns casos, um tumor benigno de um tumor maligno. Uma terceira vantagem é a habilidade para manipular e ajustar a imagem após ter sido completada a varredura, como ocorre de fato com toda a tecnologia digital. Essa função inclui características tais como ajustes de brilho, realce de bordos e zoam (aumentando áreas específicas). Ela também permite ajuste do contraste ou da escala de cinza, o que é chamado de "ajuste de janela" para melhor visualização da anatomia de interesse. O QUE É TOMÓGRAFO É um equipamento computadorizado que utiliza a radiação x para obtenção de imagens diagnosticas. O aparelho realiza cortes em milimetros transversais de diversos orgaos do corpo humano. Possui um painel de comando não so do proprio gantry, como tambem da mesa alem de indicadores de posicionamento. É possivel a inclinação de aproximadamente 30º com o paciente dentro do gantry, deve-se ter a maxima atenção para não esmagar o paciente, possui uma abertura onde é introduzido o paciente; faixa de abertura de 60 à 70 cm. Os colimadores são utilizados para definir a espessura de corte (slice) e para reduzir a radiação dispersa. A colimação é feita atraves do console de comando O deslocamento da mesa é feito atraves do painel de comando existente no gantry. Alguns equipamentos apresentam uma tela de dados no proprio console onde podem ser inseridos dados dos pacientes. Em alguns teclados encontramos teclas para o comando da mesa e do gantry, acionamento do intercomunicador de venha a ser o microfone imbutido, regras de ligar e desligar o equipamento e disparador dos raios-x. MODIFICAÇÕES E AVANÇOS NOS SISTEMAS DE TC Desde a introdução da varredura por TC na prática clínica, no início da década de 1970, os sistemas de equipamentos evoluíram 4 gerações. Cada geração de scanners diminuiu o tempo de varredura. A diferenciação entre as gerações sucessivas de sistemas de varredura envolveu primariamente o movi-mento do tubo de raios X e os arranjos dos detectores e o acréscimo de mais detectores. Scanner de Quarta Geração Os scanners de quarta geração se desenvolveram durante a década de 1980 e possuem um anel fixo de até 4.800 detectores ou mais que circundam completamente o paciente em um círculo completo dentro da gontry. Um tubo de raios X simples gira através de um arco de 360º durante a coleta de dados. Através de todo o movimento rotatório contínuo, curtos feixes de radiação são emitidos por um tubo raios X que proporciona tempos de corte tão pequenos quanto 1 minuto para todo um exame. TOMÓGRAFOS VOLUMÉTRICOS (HELICOIDAL/ESPIRAL) O movimento do tubo de raios x dos primeiros tomógrafos foi restrito por cabos de alta tensão. O tubo de raios x deveria girar 360º em uma direção para obter um corte; a mesa avançaria a medida estabelecida ; depois, o tubo giraria 360º na direção oposta para obter o próximo corte. A descoberta da tecnologia slip-ring no inicio dos anos de 1990 permitiu a tecnologia da TC ir alem da aquisição corte a corte. A tencnologia slip ring substituiu os cabos de alta tensão e permitiu a rotação continua do tubo de raios x , que quando combinada ao movimento do paciente no gantry adquirir informação de um modo espiral ou helicoidal. O termo geral para descrever esta aquisição de informações em volume é varredura volumétrica. Ostermos varredura helicoidal ou volumétrica algumas vezes são usados para indicar a técnica de corte, mas estes são termos específicos de vendas. Os sistemas de TC volumétricos são de terceira ou quarta geração, dependendo do fabricante, mas também são capazes de fazer aquisições de cortes individuais de cortes individuais. VANTAGENS DO HELICOIDAL Existem mauitas vantagens da varredura volumétrica em relação a de cortes individuais. - reconstrução multiplanar (RMP): a informação volumétrica proprorciona reconstrução mais precisas dos dados do paciente nos diferentes planos alternativos (coronal, sagital e tridimensional), daí o nome de reconstrutor multiplanar. - menor tempo de corte: os tempos de corte são menores uma vez que o paciente se mova continuamente pelo gantry. -artefatos reduzidos: os artefatos causados pelos movimentos do paciente são menores. TOMÓGRAFOS MULTISLICE OS scanners de terceira e quarta gerações desenvolvidos antes de 1992 eram considerados tomógrafos de corte único, capazes de obter imagens de um corte de cada vez. No final de 1998, vários fabricantes de TC anunciaram que os novos tomógrafos de tecnologia multislice (multicorte), todos capazes de obter imagens de quatro cortes simultaneamente. Estes tomógrafos faziam quatro imagens por rotação do tubo de raios x . O desenho na Fig. 22.28 compara o a placa de um detector comum com um arco quatro multidetectores. Vantagem do Multislice À velocidade de obtenção de imagens é uma vantagem potencial da obtenção de imagens com TC multicorte, especialmente quando o movimento do paciente é um fator limitante. Por exemplo, um sistema de rotação de quatro cortes em 0,5 s através de imagens simultâneas de quatro cortes, pode obter dados de volume até 8 vezes mais rápido do que um tomografo comparável de um único corte por segundo. Essa obtenção mais rápida de imagens torna possíveis estudos cardiovasculares por TC, exames pediátricos ou outros casos em que são necessários tempos de exposição rápidos. Uma segunda vantagem relacionada à velocidade de obtenção de imagens é a capacidade de adquirir um grande número de cortes finos rapidamente. Essa velocidade, por exemplo, torna possível a angiografia por Tc com doses menores do contraste exigido; ou um exame de abdome completo por TC é possível com cortes muito finos, de 2 a 3 mm, em um tempo de exame razoavelmente curto. Desvantagem para Multislice Uma desvantagem dos tomógrafos de multislice são os aumentos dos cus¬tos significativamente maiores ( de 30% a 50%). Outro problema potencial envolve a revisão e o arquivamento de casos de grande volume (por exemplo, informação para uma reconstrução 3D pode incluir mais de 1.000 imagens). COMPONENTES DO SISTEMA DE TC Os sistemas de TC podem ser fixos ou moveis, dependendo da apliacação necessária. Os tomógrafos moveis (fig 22.7) são uasos na produção de imagens de trauma e pré-operatorio, ou ainda como um sistema auxiliar ou de reserva dentro do departamento de imagem. Também são muito úteis em hospitais de campo militares e para a realização de exames de pacientes em alas de isolamento. Os sistemas de TC possuem três componentes básicos: gantry, computador e o console do operador. Estes sistemas incluem equipamentos de computação e imagens altamente complexos. A seção a seguir fornece uma introdução geral a este tópico muito técnico. GANTRY O gantry contém o tubo de raios x, o arco de detectores e os colimadores. Geralmente, o gantry pode ser angulado ate 30º em cada direção, como é necessário nos estudos de crânio e coluna, O gantry possui uma abertura central. A mesa da TC está ligada eletronicamente ao gantry para o controle dos movimentos durante a varredura. A anatomia do paciente dentro da abertura é a área a ser examinada naquele momento. - Tubo de raios x: é semelhante ao tubo de radiologia geral na sua construção e operação; entretanto, existem varias modificações de modelo necessárias para garantir que o tubo seja capaz de suportar a capacidade adicional de calor provocada pelo aumento dos tempos de exposição. - placa de detectores: os detectores estão em estado solido, composto por fotodiodos combinados com materiais de cintilação de cristais (tungstato de cádmio ou cristais cerâmicos de terras raras oxidadas). Os detectores em estado solido convertem a energia dos raios x transmitidos em sinal digital. A fileira de detectores afeta a dose de radiação no paciente a a eficiência da unidade tomográfica. - Conjunto de colimadores: a colimação é importante para TC porque reduz a dose de radiação no paciente e melhora a qualidade ds imagem. A TC usa dói colimadores: pré- paciente (no tubo de rx) e pos-paciente (no detector) – que modelam e limitam o feixe. O colimador pos-paciente determina a espessura do corte. COMPUTADOR O computador da TC precisa de dos tipos de software altamente sofisticados – um para o sistema operacional e o outros para as aplicações. - o sistema operacional (freqüentemente baseados no Microsoft Windows) cuida do equipamento, enquanto o programa aplicativo cuida do processamento das imagens, reconstrução e de uma variedade de operações pós-processamento. - o computador da TC deve possuir uma velocidade considerável e capacidade de memória. Por exemplo, considere que para um corte de TC (imagens) com uma matriz de 512 x 512, o computador tenha de realizar simultaneamente 262.144 cálculos matemáticos por corte; depois considere que os tomógrafos multslice atuais são capazes de realizar 160 cortes por segundos. CONSOLE DO OPERADOR Os componentes do console do operador incluem um teclado, um mouse, e um ou dois monitores, dependendo do sistema. O console do operador permite ao técnico controlar os parâmetros do exame, chamados de protocolo, ver e manipular as imagens geradas. O protocolo é predeterminado para cada procedimento e inclui fatores como a kilovoltagem , miliamperagem, pitch, campo de visão, espessura do corte, deslocamento da mesa, algoritmos de reconstrução e janelas. Estes parâmetros podem ser modificados pelo técnico, se necessário com base na apresentação do paciente e/ou histórico clinico. ARQUIVAMENTO OU ARMAZENAMENTO DE IMAGENS A maioria dos sis¬temas modernos usa uma combinação de discos ópticos e drives de disco rígido para armazenamento de alta capacidade, imediato e permanente de informação de dados em formato digital. Essa informação pode ser recuperada imediatamente a qualquer momento. Impressoras a laser imprimem radiografias em filme para visualização. Monitores de alta re¬solução são necessários para que os radiologistas leiam e interpretem as imagens se impressões do filme não forem obtidas. RECONSTRUÇÃO DE IMAGENS Como na radiologia convencional, as imagens da TC mostram uma variedade de tons de cinza. A radiação incidente é atenuada de forma diferenciada pelo paciente, e a radiação restante é medida pelos detectores. As estruturas de baixa densidade (pulmões/ estruturas preenchida com ar) atenuam muito pouco o feixe de radiação, enquanto as estruturas de alta densidade (ossos, meio de contrastes) atenuam todo, ou quase todo, o feixe de raios x. A informação da atenuação deixa os detectores de forma analógica, que é convertida em sinal digital por um conversor analógico-digital. Os valores digitais são usados no passo seguinte, que é a reconstrução utilizando uma serie de algoritmos de reconstrução. Elemento de Volume (Voxel) Após muitas transmissões de dados de raios X, a anatomia reconstruída na forma de uma imagem digital parece ser composta por um grande número de blocos diminutos e alongados. Cada um dos blocos diminutos representa um volume de tecido conforme definido pela abertura no colimador da fonte. Na linguagem da TC, cada bloco é denominado elemento de volume, o que é encurtado para voxel. Os voxels são ele¬mentos de tecido tridimensionais que têm altura, largura e profundidade. A profundidade de um voxel é determinada pela espessura do corte conforme selecionada pelo operador do tomógrafo. Cada voxel é representado por um peixel na imagem bidimensional reconstruida Qualquer corte de TC, tal como na Fig. 22.12, é composto de um grande número de voxels, que representam vários graus de atenuação, dependendo da densidade do tecido representado. Atenuação (Absorção Diferencial) de Cada Voxel Cada voxel no corte de tecido recebe um número proporcional ao grau de atenuação de raios X de todo aquele pedaço de tecido ou voxel. Na tomografia computadorizada, esses dados de absorção diferencial de tecidos por elementos de voxel são coletados e processados pela unidade de processamento do computador. CONVERTENDO VOXELS TRIDIMENSIONAIS EM PIXELS BIDIMENSIONAIS Uma vez determinado o grau de atenuação de cada voxel, o corte de tecido tridimensional é projetado no monitor do computador como uma imagem bidimensional, que tem apenas altura e largura. Essa imagem bidimensional é chamada de matriz de exposição, e é composta de elementos de imagem diminutos chamados pixels. Cada voxel de teci¬do é então representado na tela de televisão como um pixel. O número de elementos individuais ou pixels que compõem a matriz de exposição é determinado pelo fabricante, com monitores de maior resolução apresentando um maior tamanho de matriz (ou seja, maior quantidade de pixels menores).A Fig. 22.12 mostra um exemplo de uma exposição bidimensional de um corte de imagem de tecido cerebral criado pela atenuação ou absorção diferencial desses tecidos. O líquido cefalorraquidiano dentro dos ventrículos resulta em menos atenuação dos voxels desses tecidos do que as regiões ósseas densas do crânio, ou a região do tumor calcificado à esquerda (ou à direita) dos ventrículos, que aparece em branco ou em cinza muito claro. Essa absorção diferencial desses tecidos de diferente densidade em cada voxel é convertida para pixels, com graus variáveis de cinza em um monitor de exposição, que podem então ser impressos em filme. ESCALA DE CINZA COMPUTADORIZADA E NÚMEROS DE TC Depois que o computador da TC (através de milhares de equações matemáticas separadas) determina um coeficiente de atenuação relativamente linear para cada voxel na matriz de exposição, os valores são então convertidos a outra escala numérica que envolve os números de TC que são usados na matriz de exibição. Originalmente, esses números de TC eram chamados de unidades Hounsfield, em homenagem a G. N. Hounsfield, um cientista pesquisador inglês que em 1970 produziu a primeira varredura de TC crânio. Os matizes de cinza são então relacionados aos números de TC, resultando em uma imagem tomográfica em escala de cinza. A referência para os números de TC é a água, à qual é atribuído o valor O. Os tomografos são calibrados de modo que a água seja sempre "O". Assim, o osso cortical, denso, tem um valor de 1.000 até + 3.000 em alguns sconners modernos. O ar, que produz a menor quantidade de atenuação, tem o valor de - 1.000. Entre esses dois extremos encontram-se teci¬dos e substâncias que possuem diferentes números de TC, de acordo com sua atenuação. Os diferentes matizes de cinza são relacionados a números de TC específicos para criar a imagem exposta. À direita encontra-se uma tabela que relaciona tipos de tecido ou estruturas comuns e seus números de TC e aparências associados. Como pode ser visto na TC de tórax na Fig. 22.13, osso, tecidos moles, músculo e gordura aparecem todos com aspecto diferente entre si em uma imagem de TC, devido à sua atenuação e ao número de TC atribuído a cada um. Tecidos densos, tais como 0550, aparecem em branco. Estruturas preenchidas por contraste também aparecem em branco. O ar, que não é denso em comparação com os tecidos, aparece em preto. Gordura, músculos e órgãos, cujas densidades se situam entre as do osso e do ar, aparecem como matizes variados de cinza. CONTRASTES O uso de contrastes orais e retais para opacificar o trato gastrointestinal é imperativo para exames porTe do abdome e da pelve. (Meios de contraste retais são utilizados somente se o contraste oral não ti¬ver alcançado o reto.) Porções não-opacificadas dos intestinos delgado e grosso podem ser erroneamente diagnosticadas como linfonodos, abscessos ou massas. Os contrastes têm de ser ingeridos antes do exame em tempo de serem distribuídos através de todo o trato GI. Tipicamente, o paciente ingere contraste oral em três intervalos: (1) na noite anterior ao exa¬me, (2) 1 hora antes do exame e (3) imediatamente antes do exa¬me. A razão para esse padrão é que o contraste ingerido na noite anterior encontra-se no intestino grosso, aquele ingerido 1 hora antes encontra-se no intestino delgado e aquele ingerido imediatamente antes do exame encontra-se no estômago. Tipos de Contraste Há dois tipos de contraste positivos usados para opacificar o trato gastrointestinal. São eles as suspensões de sulfato de bário e as soluções hidrossolúveis (ou seja, diatrizoato de meglumina ou diatrizoato sódico). Cada um deles mostrou-se eficaz para aplicações específicas. Suspensões de Sulfato de Bário Há numerosas suspensões de sulfato de bário com sabor, feitas especialmente para TC abdominal. Para uso em TC abdominal, as suspensões de sulfato de bário têm de ser de baixas concentrações (1 a 3%) para evitar a formação de artefatos em listras devido a endurecimento do feixe. As orientações do fabricante devem ser seguidas estritamente durante a administração de sulfato de bário. Observe as listras lineares surgindo do estômago na varredura (Fig. 22.67). Essas listras são exemplos desses artefatos por endurecimento do feixe devido a bário excessivamente denso. Retardos após a ingestão e antes da obtenção de imagens permitem que a água seja reabsorvida do intestino, o que também deixa bário residual mais denso e causa artefatos por endurecimento do feixe. Contraste Intravenoso São compostos a base de iodo, intravenoso significa que o contraste é injetavel na veia atraves de uma agulha. A presença do contraste faz com que a região onde ele esteje presente apresente uma maior densidade.O contraste usado em TC tem dois propositos: realce vascular: permite que os vasos sanguineos sejam mais facilmente diferenciado das partes vizinhas a ele. Realce dos orgaos: orgaos como o figado, pancreas, rins, irao realçar os tumnores que possam estar presente. Como Funciona Durante a injeção o paciente devera ter acompanhamento e atenção total do tecnico e da enfermeira. Uma vez que o contraste tenha sido injetavel ele circulara pelo coração, arterias, vasos, capilares e veia e volta para o coração. Como o contraste absorve os raios-x a regiao onde estiver presente aparecera branca na imagem. Os rins elimina os contrastes no sangue. Pacientes com historico de alergia, diabetes, condiçoes do coração, disfunção renal e tireoides indica alguns riscos de reaçaõ ao contraste. O efeito mais comum é uma sensação de aquecimento durante a injeção ou um gosto metalico na boca. Dificuldade de respiração inchaço em qualquer parte do corpo devera Rotina de Pention (identificação do paciente) O regsitro do paiente varia de acordo com o equipamento e os dados mais comuns dos equipamentos: nome, idade, sexo, nº do exame. Preparação Envolve a remoção de qualquer objeto metalico sas roupas ou outro que estejam sendo usado pelo paciente. Muitos exames necessitam da administração de agentes de contrastes intra-venoso. Posicionamento Com o paciente colocado na mesa e posicionado dentro da abertira do gantry, é auxiliado por um feixe de luz. Alguns equipamentos possuem do lado de fora do gantry um slaice de posicionamento. Alguns exames por exemplo coronal dos seios paranasais necessita que o paciente seja posicionado com o auxilio de um acessorio especifico Podem ser usados tiras de esparadrapos para o pisicionamento correto da area de interesse Após selecionada a tecnica de acordo com o exame, é solicidado ao paciente que prenda a respiração e permaneça imovel por alguns segundos, enquanto a imagem é obtida. TIPO DE TECIDO NÚMEROS DE TC ASPECTO Osso cortical Branco Cinza Músculo +1.000 Cinza-claro Substância branca +50 +45 +40 Cinza Substância cinzenta +20 Cinza Sangue* +15 Cinza O (linha de base) –100 Cinza-escuro a preto -200 Cinza-escuro a preto -1.000 *Branco se foi usado contraste iodado. Para o paciente idoso ou criança ou dispineia é aconselhavel que o operador após pedir que o paciente prenda a respiração, comunique –se com o paciente atraves do intercomunicador ao paciente que ele já pode respirar. Durante todo o topograma o tecnico devera observar o paciente e o desenvolvimento do exame atraves da mesa de comando. A qualquer momento o exame pode ser interronmpido e em casos de emergencia existem botoes que desligam o equipamento. Tomografia: palavra cujo o prefixo vem do grego e significa cortes. São usados 2 planos de cortes: axial (ou transversal) e coronal. Usa-se o plano axial para estudo do crânio, tórax, abdome, coluna Lombar e cervical. Usa-se o plano coronal para estudo de seios paranasais, se la túrcica, ouvido, orbita e articulação temporo mandibular. Alguns termos usados em TC - Aquisição: é a obtenção de dados de emissão de raios x após ser atenuado pelo paciente e atingir os detectores. - Matriz: é a quantidade de pontos dispostos horizontalmente e verticalmente na tela do computador. - Pixel: um corte tomográfico é representado na tela do monitor por pontos bidimensionais chamados pixel. - Voxel: representa o conjunto de pixel relativo a toda espessura do corte em questão - Reconstrução: é o tempo que o computador necessita para realizar os cálculos e evitar a imagem para tela. - Detectores: são os componentes que tem a finalidade de coletar os feixes de raios-x atenuados pela região do paciente em estudo. GANTRY Na sua parte frontal temos um painel como um teclado algumas de suas funções, subida e descida e movimento de entrada e saída da mesa de exame, angulação do gantry, sistema de desconexão de emergência. O gantry dispõe de um sistema de fania conectado com a mesa de comando por onde ouviremos o paciente e falaremos com o mesmo caso haja necessidade. Na parte central temos um orifício que é denominado anel do gantry, o seu diâmetro é de 70 cm e dentro deste ficara o paciente que ira ser tomografado. Mesa de Exames A mesa é regulável em altura e profundidade em relação ao gantry, na sua parte superior ela possui um tabuleiro móvel que é movimentado, no extremo mias próximo ao gantry, possui um sistema de encaixe. Mesa de Comando É um local de trabalho do técnico e do medico radiologista, tem um teclado alfa numérico para digitar os dados do paciente, nome, sexo, nº prontuário, densidade, distancia, magnificação, a frente do teclado temos um monitor de TV onde aparece as imagens no decorrer do exame. Artefatos - Movimento do paciente - Deglutição - Respiração - Peristaltismos - Posicionamento incorreto - Sombra - PAF (projetio de arma de fogo) Cabe ao tecnico orientar o paciente a retirar todos os objetos radio- opacos. Câmara Laser Multiformato A câmara permite a impressão em filmes radiograficos das imagens adiquiridas pelo tomografo. É semelhante a uma maquina fotografica gravando no filme um registro definitivo da imagem selecionada no munitor. O filme exposto é trnasferido para o magazine.

Formação da Imagem

Formação da imagem radiológica Na realização de um exame radiológico, a partir da interação dos raios X com a matéria, a última etapa da cadeia de obtenção de uma imagem radiográfica é o registro da imagem da anatomia de interesse sobre um elemento sensível a radiação. O elemento sensor, que será o filme radiográfico, está posicionado atrás do paciente, dentro de um acessório chamado chassi, que é colocado em uma gaveta (porta-chassi), sob a mesa de exames. Para alguns tipos de exames, o chassi pode ser posicionado em suportes verticais acoplados ao Bucky vertical (grade antidifusora) , ou ainda sob pacientes radiografados em leitos. O filme radiográfico é pouco sensível à radiação X, pois somente 5% dos fótons incidentes são absorvidos e contribuem para a formação da imagem, sendo necessário a utilização de um outro material para detectar e registrar a imagem formada pela radiação ao atravessar o paciente. Os melhores elementos de interação com a radiação são os fósforos (convertem ondas eletromagnéticas em luz). Porém os fósforos não tem capacidade de registrar a imagem por um longo período. Um acessório chamado tela intensificadora (écran), composta de uma lâmina plástica recoberta com fósforo, é colocada na frente do filme para converter a radiação X em luz. Assim, o filme é construído para ser sensível à luz, e não à radiação. Por esse motivo, o filme deve ser protegido da luz para que não vele durante o manuseio, antes ou após o exame radiográfico. Imagem radiológica primária (contraste virtual) O corpo humano apresenta índices de absorção de radiação bastante diferenciados. Sabemos, por exemplo, que para que os ossos sejam penetrados por raios X, estes precisam ser de maior energia do que para a penetração de tecidos moles. Após a interação da radiação com as diferentes estruturas do corpo, emerge destas uma radiação cuja a distribuição é diferente daquela que penetrou no corpo, devido ao fato de, no trajeto, haver transposto estruturas de características diferenciadas. A essa nova distribuição de energias que compõem o feixe, dá-se o nome de contraste virtual. A quantidade de contraste virtual produzida é determinada pelas características do contraste físico do objeto (número atômico, densidade e espessura) e também pelas características de penetração (espectro de energia dos fótons) do feixe de raios X. O contraste e reduzido conforme aumenta a penetração dos raios X através do objeto. Imagem latente Quando o feixe de radiação emerge do paciente e interage com os elementos sensíveis presentes no filme ocorre um fenômeno físico que faz a estrutura física dos microcristais de haletos de prata do filme radiográfico ser modificada, formando o que se conhece como Imagem Latente. A visualização somente será possível pelo processo de revelação, que fará com que aqueles microcristais que foram sensibilizados sofram uma redução de maneira a se transformarem em prata metálica enegrecida. É importante lembrar que a imagem já esta formada, porém não pode ser visualizada, por isso deve-se ter cuidado na sua manipulação. Apenas quando a prata for enegrecida, suspensa na gelatina, a imagem será visível na radiografia e supõe-se que conterá as informações acerca das estruturas irradiadas. Fatores influentes na imagem Pode-se avaliar a imagem radiográfica a partir de cinco fatores: Densidade óptica Contraste Detalhe Distorção Efeito Anódico - Densidade Densidade óptica pode ser descrita como o grau de enegrecimento da radiografia processada. Quanto maior o grau de enegrecimento, é menor a quantidade de luz que atravessará a radiografia quando colocada na frente de um negatoscópio ou de um foco de luz. O fator primário de controle da densidade é o mAs, que controla a quantidade de raios X emitida pelo tubo de raios X durante uma exposição. Assim, a duplicação do mAs duplicará a quantidade de raios X emitida e a densidade. O ajuste de corrente (mAs) deve ser alterado em no mínimo 30 a 35 % para que haja uma modificação notável na densidade radiográfica. Portanto, se uma radiografia for subexposta o suficiente para ser inaceitável, um aumento neste percentual produziria uma alteração notável, mas geralmente não seria suficiente para corrigir a radiografia. Uma boa regra geral sugere que geralmente uma alteração mínima de 50% do mAs é necessário para corrigir uma radiografia subexposta. As características do receptor de imagem, filme/écran, tem grande imfluência na densidade óptica que será obtida como busca demonstrar o esquema abaixo. - Contraste O contraste radiográfico é definido como a diferença de densidade em áreas adjacentes de uma radiografia ou outro receptor de imagem. Também pode ser definido como a variação na densidade. Quanto maior esta variação, maior o contraste. Quanto menor esta variação ou menor a diferença de densidade de áreas adjacentes, menor o contraste. O objetivo ou função do contraste é tornar mais visível os detalhes anatômicos de uma radiografia. Portanto, o contraste radiográfico ótimo é importante, sendo essencial uma compreensão do contraste na avaliação da qualidade. Um contraste menor significa escala de cinza mais longa, menor diferença entre densidades adjacentes. O fator de controle primário para contraste é a alta-tensão (kV). A kV controla a energia ou a capacidade de penetração do feixe primário. Quanto maior a kV, maior a energia e mais uniforme é a penetração do feixe de raios X nas várias densidades de massa de todos os tecidos. Assim, maior kV produz menor variação na atenuação (absorção diferencial), resultando em menor contraste. A alta-tensão (kV) também é um fator de controle secundário da densidade. Maior kV, em raios X de maior energia, e estes chegando ao filme produzem um aumento correspondente da densidade geral. Uma regra simples e prática afirma que um aumento de 15% na kV produzirá aumento da densidade igual ao produto produzido pela duplicação do mAs. Deve ser usada a maior kV e o menor mAs que proporcionem informação diagnóstica suficiente em cada exame radiográfico. Isto reduzirá a exposição do paciente e, em geral resultará em radiografias com boas informações diagnósticas (o equipamento deve permitir). O quadro a seguir apresenta um resumo de como o poder de penetração do feixe de raios X, as condições que determinam o espalhamento e as características do filme radiográfico influenciam no contraste radiográfico da imagem que se deseja obter. - Detalhe O detalhe pode ser definido como a nitidez de estruturas na radiografia. Essa nitidez dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de linhas estruturais finas e pelas bordas de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A ausência de detalhes é conhecida como borramento ou ausência de nitidez. A radiografia ideal apresentará boa nitidez da imagem. O maior impedimento para a nitidez da imagem relacionado ao posicionamento é o movimento. Outros fatores que influenciam no detalhe são tamanho do ponto focal, DFoFi (Distância foco-filme) e DOF (Distância objeto-filme). O uso de menor ponto focal resulta em menor borramento geométrico, ou seja, em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes. Portanto, o pequeno ponto focal selecionado no painel de controle deve ser usado sempre que possível. O uso do pequeno ponto focal, a menor DOF possível e uma DFoFi maior, também melhora os detalhes registrados ou a definição na radiografia conforme descrito e ilustrado adiante. Sumário para controle de detalhes: Pequeno ponto focal – usar pequeno ponto focal, sempre que possível, para melhorar os detalhes. Menor tempo de exposição – usar menor tempo de exposição possível para controle voluntário e movimento involuntário. Velocidade filme/écran – Usar velocidade filme-écran mais rápida para controlar os movimento voluntário e involuntário. DFoFi – usar maior DFoFi para melhorar os detalhes. DOF – usar menor DOF para melhorar os detalhes. - Distorção O quarto fator de qualidade da imagem é a distorção, que pode ser definida como a representação errada do tamanho ou do formato do objeto projetado em meio de registro radiográfico. A ampliação algumas vezes é relacionada como um fator separado, mas, como é uma distorção do tamanho, pode ser incluída com a distorção do formato. Portanto, a distorção, seja de formato ou de tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e, como tal, é indesejável. O correto alinhamento da parte anatômica que esta sendo radiografada é fator importante para a redução da distorção e consequentemente para a melhoria da imagem obtida. Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que esta sendo radiografada. Isso é impossível porque há sempre alguma ampliação e/ou distorção devido a DFoFi e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e controlada. - Efeito anódico Um fator às vezes esquecido pelos profissionais das técnicas radiológicas é a não uniformidade do feixe de radiação ao longo do eixo ânodo-catodo (eixo longitudinal da mesa). Conhecido por efeito anódico, esta deformidade na intensidade do feixe pode provocar a diminuição da qualidade da imagem radiológica. O efeito anódico resulta num contraste do sujeito diferenciado ao longo do eixo ânodo-catodo alterando a qualidade da imagem radiológica primária. A inclinação do ponto focal quando da confecção do ânodo irá influir na absorção da radiação produzida pelo próprio ânodo Por isso, na aquisição de equipamentos novos, o tecnólogo, além do tamanho do foco deverá se preocupar com o ângulo de construção deste ponto focal e informar-se sobre a redução da intensidade do feixe devido ao efeito anódico. Divergência do feixe de raios X Este é um conceito básico, porém importante, a ser compreendido em um estudo de posicionamento radiográfico. A divergência do feixe de raios X ocorre porque os raios X originam-se de uma fonte estreita no tubo e divergem ou espalham-se para cobrir todo o filme ou receptor de imagem. O tamanho do feixe de raios X é limitado por colimadores ajustáveis, que absorvem os raios X periféricos dos lados, controlando, assim, o tamanho do campo de colimação. Quanto maior o campo de colimação e menor o DFoFi, maior o ângulo de divergência nas margens externas. Isso aumenta o potencial de distorção nestas margens externas. Luciano Santa Rita Oliveira Pós-graduado em Gestão da Saúde e Admistração Hospitalar Tecnólogo em Radiologia tecnologo@lucianosantarita.pro.br

Proteção Radiológica

Princípios básicos de proteção radiológica No setor saúde, onde a radiação ionizante encontra o seu maior emprego e como conseqüência, a maior exposição em termos de dose coletiva, é também onde mais são realizadas pesquisas no sentido de se produzir o maior benefício com o menor risco possível. Apesar dos esforços de alguns órgãos governamentais em difundir conhecimentos voltados para as atividades de Proteção Radiológica é ainda, de pouco domínio, mesmo entre os profissionais da área, o conhecimento a respeito dos efeitos maléficos produzidos por exposições que ultrapassam os limites permitidos. Fontes de radiações ionizantes Durante toda a vida, os seres humanos estão expostos diariamente aos efeitos das radiações ionizantes. Estas radiações podem ser de origem natural ou artificial. Quanto à proteção radiológica, pouco podemos fazer para reduzir os efeitos das radiações de origem natural. No entanto, no que diz respeito às fontes artificiais, todo esforço deve ser direcionado a fim de controlar seus efeitos nocivos. É neste aspecto, que a proteção radiológica pode ter um papel importante. Pode-se observar que a maior contribuição deve-se às irradiações médicas e, dentro desta categoria, o radiodiagnóstico é o que possui a maior porcentagem. Devido à esta constatação, todo esforço deve ser direcionado no sentido de controlar e reduzir estes valores, o que pode ser atingido através da aplicação efetiva dos preceitos de proteção radiológica. Proteção radiológica Segundo a norma da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é o conjunto de medidas que visam proteger o homem, seus descendentes e seu meio ambiente contra possíveis efeitos indevidos causados por radiação ionizante proveniente de fontes produzidas pelo homem e de fontes naturais modificadas tecnologicamente. Essas medidas estão fundamentadas em três princípios básicos: Justificação da prática Otimização Limite de dose - Justificação da prática Nenhuma prática deve ser autorizada a menos que produza suficiente benefício para o indivíduo exposto ou para a sociedade. A exposição médica deve resultar em um benefício real para a saúde do indivíduo e/ou para a sociedade. Deve-se considerar a eficácia, os benefícios e riscos de técnicas alternativas disponíveis com o mesmo objetivo, mas que envolvam menos ou nenhuma exposição a radiações ionizantes. - Otimização O princípio da otimização implica em que as exposições devem manter o nível de radiação o mais baixo possível. Esse princípio se aplica a todas as atividades que demandam exposições às radiações ionizantes. Tais atividades devem ser planejadas, analisando-se em detalhe o que se pretende fazer e como será feito. A proteção radiológica é otimizada quando as exposições empregam a menor dose possível de radiação, sem que isso implique na perda de qualidade de imagem. - Limitação de doses individuais As doses de radiação não devem ser superiores aos limites estabelecidos pelas normas de radioproteção de cada país. Esse princípio não se aplica para limitação de dose ao paciente, mas sim para trabalhadores ocupacionalmente expostos à radiação ionizante e para o público em geral. Incide sobre o indivíduo considerando todas as exposições, decorrentes de todas as práticas que o indivíduo possa estar exposto. Exposições ocupacionais Nas exposições ocupacionais normais, nas práticas abrangidas pela Portaria 453, o controle deve ser feito de maneira que: A dose efetiva anual não deve exceder 20mSv em qualquer período de 5 anos consecutivos, não podendo exceder 50mSv em um ano; Menores de 18 anos não podem trabalhar com raios-X diagnósticos, exceto em treinamentos; Estudantes com idade entre 16 e 18 anos, em estágio de treinamento profissional a dose efetiva anual não deve exceder o valor de 6mSv; É proibida a exposição ocupacional de menores de 16 anos; A dose efetiva anual de indivíduos do público não deve exceder a 1mSv. Para mulheres grávidas devem ser observados os requisitos adicionais: A gravidez deve ser notificada ao titular do serviço tão logo seja constatada; As condições de trabalho devem garantir que a dose na superfície do abdômen não exceda 2mSv durante todo o período restante da gravidez. Métodos de redução de exposição as radiações Os métodos descritos a seguir podem ser adotados visando a redução de exposição as radiações. Tempo, blindagem e distância Hábitos de trabalho Sinalização Monitoração - Tempo, blindagem e distância A redução do tempo de exposição ao mínimo necessário, para uma determinada técnica de exames, é a maneira mais prática para se reduzir a exposição à radiação ionizante e quanto mais distante da fonte de radiação, menor a intensidade do feixe. - Hábitos de trabalho Utilizar sempre as técnicas adequadas para cada tipo de exame, evitando a necessidade de repetição e reduzindo o efeito da radiação espalhada sobre o profissional das técnicas radiológicas; O Tecnólogo e o Técnico deverão sempre utilizar seu dosímetro pessoal durante a jornada de trabalho; Sempre posicionar-se atrás do biombo ou na cabine de comando durante a realização do exame; Usando aparelhos móveis de raios X o profissional das técnicas radiológicas deve aplicar, da melhor maneira os conceitos de radioproteção (tempo, blindagem e distância); Sempre utilizar acessórios plumbíferos e o dosímetro por fora do avental nos exames em que seja necessário permanecer próximo ao paciente; As portas de acesso de instalações fixas devem ser mantidas fechadas durante as exposições. - Sinalização - Monitoração O uso do dosímetro individual por parte dos Tecnólogos e Técnicos constitui o principal meio de avaliação da eficiência de um programa de controle de dose estabelecido e dos procedimentos adotados no serviço de radiodiagnóstico. O dosímetro individual é de uso exclusivo do usuário no serviço para o qual foi designado. Procedimentos de proteção radiológica Na utilização dos raios X nos procedimentos em radiodiagnóstico para atingir o objetivo radiológico, deve-se ter em mente que é o paciente que obtém o benefício do exame. Portanto todo meio de proteção radiológica deve ser utilizado para que as doses, principalmente nos trabalhadores, sejam tão baixas quanto razoavelmente exeqüíveis. - Proteção dos Indivíduos Ocupacionalmente Expostos (IOE) Efetuar rodízio na equipe durante os procedimentos de radiografia em leito e UTI; Utilizar sempre as técnicas adequadas para cada tipo de exame, evitando a necessidade de repetição, reduzindo o efeito sobre ele da radiação espalhada; Informar corretamente ao paciente os procedimentos do exame, evitando a necessidade de repetição; Sempre utilizar acessórios plumbíferos e o dosímetro por fora do avental nos exames em que seja necessário permanecer próximo ao paciente; Utilizar o dosímetro pessoal durante a jornada de trabalho; Posicionar-se atrás do biombo ou na cabine de comando durante a realização do exame; Usando aparelhos móveis de raios X deve-se aplicar, da melhor maneira os conceitos de radioproteção (tempo, blindagem e distância); As portas de acesso de instalações fixas devem ser mantidas fechadas durante as exposições. - Proteção dos pacientes O paciente busca e deve obter um benefício real para a sua saúde em comparação com detrimento que possa ser causado pela radiação. Deve-se dar ênfase à otimização nos procedimentos de trabalho, por possuir um influência direta na qualidade e segurança da assistência aos pacientes. Sempre fazer uso de protetor de gônadas e saiote plumbífero em pacientes, exceto quando tais blindagens excluam ou degradem informações diagnósticas importantes; Sempre buscar a repetição mínima de radiografias; Efetuar uma colimação rigorosa à área de interesse do exame; Otimizar seus fatores de técnica (tempo, mA e kV) para uma redução de dose, mantendo a qualidade radiográfica. - Prevenção de acidentes Deve-se desenvolver os meios e implementar as ações necessárias para minimizar a contribuição de erros humanos que levem à ocorrência de exposições acidentais. Manter as instalações e seus equipamentos de raios-X nas condições exigidas pela Portaria 453, devendo prover serviço adequado de manutenção periódica; Evitar a realização de exposições médicas desnecessárias; Compensações ou privilégios especiais para indivíduos ocupacionalmente expostos não devem, em hipótese alguma, substituir a observação das medidas de proteção e segurança. Luciano Santa Rita Oliveira Pós-graduado em Gestão da Saúde e Admistração Hospitalar Tecnólogo em Radiologia tecnologo@lucianosantarita.pro.br

Física dos Rx - característico, freamento, efeito anódico etc

A física dos raios X Os raios X são radiações da mesma natureza da radiação gama (ondas eletromagnéticas), com características semelhantes. Só diferem da radiação gama pela origem, ou seja, os raios X não são emitidos do núcleo do átomo. Os raios X são radiações de natureza eletromagnética, que se propagam no ar (ou vácuo). Essa radiação é produzida quando ocorre o bombardeamento de um material metálico de alto número atômico (tungstênio), resultando na produção de radiação X por freamento ou ionização. Propriedades dos raios X Os raios X são produzidos quando elétrons em alta velocidade, provenientes do filamento aquecido, chocam-se com o alvo (anodo) produzindo radiação. O feixe de raios X pode ser considerado como um “chuveiro” de fótons distribuídos de modo aleatório. Os raios X possuem propriedades que os tornam extremamente úteis. Enegrecem filme fotográfico; Provocam luminescência em determinados sais metálicos; São radiação eletromagnética, portanto não são defletidos por campos elétricos ou magnéticos pois não tem carga; Tornam-se “duros” (mais penetrantes) após passarem por materiais absorvedores; Produzem radiação secundária (espalhada) ao atravessar um corpo; Propagam-se em linha reta e em todas as direções; Atravessam um corpo tanto melhor, quanto maior for a tensão (voltagem) do tubo (kV); No vácuo, propagam-se com a velocidade da luz; Obedecem a lei do inverso do quadrado da distância (1/r2), ou seja, reduz sua intensidade dessa forma; Podem provocar mudanças biológicas, que podem ser benignas ou malignas, ao interagir com sistemas biológicos. As máquinas de raios X foram projetadas de modo que um grande número de elétrons são produzidos e acelerados para atingirem um anteparo sólido (alvo) com alta energia cinética. Este fenômeno ocorre em um tubo de raios X que é um conversor de energia. Recebe energia elétrica que converte em raios X e calor. O calor é um subproduto indesejável no processo. O tubo de raios X é projetado para maximizar a produção de raios X e dissipar o calor tão rápido quanto possível. Elementos do tubo de raios X O tubo de raios X possui dois elementos principais e que serão a partir de agora objeto de estudo: cátodo e ânodo. O cátodo é o eletrodo negativo do tubo. É constituído de duas partes principais: o filamento e o copo focalizador. A função básica do cátodo é emitir elétrons e focalizá-los em forma de um feixe bem definido apontado para o anodo. Em geral, o cátodo consiste de um pequeno fio em espiral (ou filamento) dentro de uma cavidade (copo de focagem) como mostrado na figura anterior. O filamento é normalmente feito de Tungstênio (com pequeno acréscimo de Tório) Toriado, pois esta liga tem alto ponto de fusão e não vaporiza facilmente (a vaporização do filamento provoca o enegrecimento do interior do tubo e a conseqüente mudança nas características elétricas do mesmo). A queima do filamento é, talvez, a mais provável causa da falha de um tubo. O corpo de focagem serve para focalizar os elétrons que saem do cátodo e fazer com que eles “batam” no anodo e não em outras partes. A corrente do tubo é controlada pelo grau de aquecimento do filamento (cátodo). Quanto mais aquecido for o filamento, mais elétrons serão emitidos pelo mesmo, e maior será a corrente que fluirá entre anodo e catodo. Assim , a corrente de filamento controla a corrente entre anodo e catodo. O ânodo é o pólo positivo do tubo, serve de suporte para o alvo e atua como elemento condutor de calor. O ânodo deve ser de um material (tungstênio) de boa condutividade térmica, alto ponto de fusão e alto número atômico, de forma a otimizar a relação de perda de energia dos elétrons por radiação (raios X) e a perda de energia por aquecimento. Existem dois tipos de ânodo: ânodo fixo e ânodo giratório. Os tubos de anodo fixo são usualmente utilizados em máquinas de baixa corrente, tais como: raios X dentário, raios X portátil, máquinas de radioterapia, raios X industrial, etc. Os tubos de ânodo giratório são usados em máquinas de alta corrente, normalmente utilizadas em radiodiagnóstico. Ele permite altas correntes pois a área de impacto dos elétrons fica aumentada. Como exemplo, tomemos um alvo fixo, cuja área de impacto é de 1mm x 4 mm, isto é, 4mm2. Se este alvo girar com um raio de giro igual 30mm, a área de impacto seria aproximadamente: 754mm2; nestas condições, o tubo giratório teria cerca de 200 vezes mais área do que o tubo fixo. O ânodo e o cátodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de promover isolamento térmico e elétrico entre ânodo e cátodo. O cabeçote contém a ampola e demais acessórios. É revestido de chumbo cuja função é de blindar a radiação de fuga e permitir a passagem do feixe de radiação apenas pela janela radiotransparente direcionando desta forma o feixe. O espaço é preenchido com óleo que atua como isolante elétrico e térmico. Radiação de reamento (Bremsstrahlung) Essa radiação é produzida quando um elétron passa próximo ao núcleo de um átomo de tungstênio, sendo atraído pelo núcleo deste e desviado de sua trajetória original. Com isto, o elétron perde uma parte de sua energia cinética original, emitindo parte dela como fótons de radiação, de alta e baixa energia e comprimento de onda diferentes, dependendo do nível de profundidade atingida pelo elétron do metal alvo. Isto significa dizer que, enquanto penetra no material, cada elétron sofre uma perda energética que irá gerar radiação (fótons) com energia e comprimento de onda também menores. Se formos considerar percentualmente a radiação produzida, veremos que 99 por cento dela é emitida como calor e somente 1% possui energia com características de radiação X. Existem situações (raras) em que alguns elétrons muito energéticos se chocam diretamente com os núcleos, convertendo toda a sua energia cinética em um fóton de alta energia e freqüência (a rigor, esta seria uma outra forma de geração de radiação, onde a energia do fóton gerado é igual à energia do elétron incidente, o que se configura como um fóton de máxima energia). Durante o bombardeamento do alvo, todas as possibilidades em termos de geração de fótons acontecem, na medida que temos interações diferentes entre elétrons incidentes com o material do alvo, gerando fótons de diferentes energias. A radiação de freamento, ou Bremsstrahlung, se caracteriza por ter uma distribuição de energia relativa aos fótons gerados, bastante ampla, como mostra a figura a seguir. Como se pode observar pelo gráfico ao lado, a maioria dos fótons obtidos possui baixa energia, sendo que somente uns poucos têm a energia equivalente à diferença de potencial (voltagem) aplicada ao tubo. Esse gráfico mostra que são gerados muitos fótons de baixa energia, o que pode ser perigoso para o paciente irradiado, pois estes fótons de baixa energia interagem com os tecidos vivos, sem contribuir para a formação da imagem radiográfica. O espectro, distribuição das energias dos fótons gerados por uma radiação de freamento, é mostrado na figura a seguir, onde se pode observar que a radiação não é monoenergética, mas sim polienergética, pois temos fótons de diferentes energias, em quantidades diferentes. Radiação característica Pelo visto anteriormente, alguns fótons interagem diretamente com os núcleos, convertendo toda sua energia em radiação, sem modificar o átomo alvo, ou seja, sem ionizá-lo. Existem situações, no entanto, em que elétron pode interagir com um átomo quebrando sua neutralidade (ionizando-o), ao retirar dele elétrons pertencentes à sua camada mais interna (K). Ao retirar o elétron da camada K, começa o processo de preenchimento dessa lacuna (busca de equilíbrio), por elétrons de camada superiores. Dependendo de camada que vem o elétron que ocupa a lacuna da camada K, teremos níveis de radiação diferenciados. Como exemplo, vamos considerar que um elétron da camada L ocupe a lacuna da camada K, emitindo uma radiação da ordem de 59 keV; se o elétron ocupante vem da camada M, a energia gerada é da ordem de 67 keV; se o elétron ocupante vem da camada N, teremos uma radiação da ordem de 69 keV. Quando se usa como alvo um material com o tungstênio, o bombardeamento por elétrons de alta energia gera uma radiação com características específicas (radiação característica), pois esse material possui um número atômico definido (bastante alto), necessitando um nível alto de energia para retirar os elétrons de sua camada K. A energia da radiação gerada por um alvo de tungstênio é da ordem de 70 keV. A condição necessária e imprescindível para que se produza a radiação característica do tungstênio é que os fótons devem ter uma energia máxima superior a 70 keV, já que a energia de ligação da camada K é da ordem de 70 keV. Como se da o processo de geração da radiação característica do tungstênio? Exemplo: Quando bombardeamos um alvo de tungstênio com elétrons submetidos a uma tensão de 100 kV, serão gerados fótons com energia de poucos keV até 100 keV, mas uma grande parte deles terão energia da ordem de 70 keV, característica do tungstênio. Cada material emite um nível definido de radiação característica, dependendo de seu número atômico, como são os casos do tungstênio (radiologia convencional) e molibidênio (mamografia), que possuem radiações características da ordem de 70 keV e 20 keV, respectivamente. Essa figura é o resultado da superposição da radiação característica do tungstênio com o espectro contínuo gerado com 100 kVp. Nela se pode observar que, além de fótons, com energia baixas e altas, temos um grande número deles com energias correspondentes somente ao tungstênio. Quando o alvo bombardeado é de molibidênio, a radiação característica se situa na faixa de 20 keV. Efeito anódico Descreve um fenômeno no qual a intensidade da radiação emitida da extremidade do cátodo do campo de raios X é maior do que aquela na extremidade do ânodo. Isso é devido ao ângulo da face do ânodo, de forma que há maior atenuação ou absorção dos raios X na extremidade do ânodo. A diferença na intensidade do feixe de raios X entre cátodo e ânodo pode variar de 30% a 50%. Na realização de estudos radiológicos do fêmur, perna, úmero, coluna lombar e torácica deve-se levar em conta a influência do efeito anódico na realização das incidências radiológicas pertinentes a estes estudos. Luciano Santa Rita Oliveira Pós-graduado em Gestão da Saúde e Admistração Hospitalar Tecnólogo em Radiologia tecnologo@lucianosantarita.pro.br