Descrição
A introdução ao estudo da tomografia computadorizada e suas gerações de tomógrafos, até os dias de hoje.
PROPÓSITO
Obter conhecimento sobre a história da tomografia, a partir das correlações com a evolução tecnológica dos equipamentos e da própria Radiologia.
OBJETIVOS
Módulo 1
Identificar a história da tomografia
Módulo 2
Distinguir as gerações de tomógrafos
Introdução
A tomografia computadorizada (TC) foi um marco na história da Medicina e desde a sua introdução, nos anos 1970, proporcionou grande avanço na área. Trouxe benefícios incontestáveis para o diagnóstico médico a partir da análise de imagens seccionais. É um método capaz de formar imagens seccionais do organismo humano, utilizando a radiação ionizante liberada por uma fonte emissora que gira 360 graus ao redor do objeto, com emissão contínua de raios X.
Os princípios físicos da TC são similares aos da radiografia convencional, na qual tecidos que apresentam composições distintas absorvem a radiação X de maneira diferente. Quando os tecidos são transpostos por raios X, os mais densos absorvem mais radiação quando comparados a tecidos menos densos.
Deste modo, a TC evidencia a quantidade de radiação absorvida por cada parte do corpo que está sob análise, traduzindo essas variações entre as imagens em uma escala de cinza. Cada pixel da imagem representa a média da absorção dos tecidos no local, expresso em unidades de Hounsfield (nome dado em homenagem ao idealizador do primeiro aparelho de TC).
MÓDULO 1
Identificar a história da tomografia
O histórico predecessor da tomografia e os raios X como elementos essenciais para o método
Segundo Nacif e dos Santos (2009), em 8 de novembro de 1895, um professor de Física teórica, o Doutor Wilhelm Conrad Roentgen, descobriu os raios X, em Wurzburg, na Alemanha. Ele realizava experiências com ampolas de Hittorf (Johann Wilhelm Hittorf - físico alemão) e Crookes (William Crookes - físico e químico inglês). Ao anoitecer, Roentgen escolheu um dos tubos Hittorf-Crookes de que dispunha em uma estante de seu laboratório, recobriu-o com cuidado, usando uma cartolina preta, escureceu totalmente o laboratório e ligou o tubo aos eletrodos da bobina de Ruhmkorff.
Ao passar a corrente de alta tensão através do tubo, verificou que nenhuma luz visível atravessara a cartolina preta que o revestia. Preparava-se para interromper a corrente de alta tensão quando percebeu que, a aproximadamente 1 metro do tubo, havia uma luz fraca. Sem entender o que se passava, Roentgen acendeu um fósforo e, com surpresa, verificou que a forma da misteriosa luz era um pequeno écran de platinocianeto de bário deixado sobre um banco. Roentgen sabia que a luz do écran não provinha dos raios catódicos e que, pela distância, seria algum tipo de radiação. Sem saber qual a radiação, deu-lhe o nome de raios X.
Em dezembro de 1895, Roentgen fez a primeira radiografia da História, de uma das mãos de Anna Berta Ludwig Roentgen, sua esposa, em mais ou menos 15 minutos de exposição.
Isso culminou no surgimento dos raios X, elemento que serve como base para a tomografia computadorizada, modalidade diagnóstica que se utiliza da radiação ionizante para o entendimento corporal humano em planos (axial, coronal e sagital) com base em cálculos matemáticos, um tubo de raios X, uma mesa de exames e elementos detectores que transformam a captação em um sinal elétrico e, posteriormente, em informação que vai gerar a imagem após um complexo processamento computacional desenvolvido a partir de softwares.
O histórico de evolução do invento
Em 1972, foi apresentado por Ambrose e Hounsfield um novo método de utilização da radiação ionizante com a finalidade de medir as diferentes densidades corpóreas, obtendo imagens, primeiramente, do encéfalo, com finalidades diagnósticas. Este método se desenvolveu por cerca de 10 anos, sendo realizadas diversas medições de transmissão dos fótons de raios X em múltiplos ângulos. A partir desses valores, os coeficientes de absorção pelos diversos tecidos seriam calculados pelo computador e apresentados em uma tela, indo do branco ao preto (teoria das tonalidades de cinza). Os pontos formariam uma imagem correspondente à secção axial do cérebro, que poderia ser estudada posteriormente. Hounsfield apostava que um feixe de raios X continha mais informações do que aquela que seria possível capturar com o filme e imaginou que um sistema computacional formaria sua teoria de aumento de informações e posterior avanço diagnóstico.
O notório Hounsfield nasceu em Nottinghamshire, na Inglaterra, no dia 28 de agosto de 1919. Era o irmão mais novo de uma família de cinco irmãos. No final do ano de 1939, ingressou na Royal Air Force-RAF (Força Aérea Real Britânica) como voluntário. Lutou na Segunda Grande Guerra Mundial e, logo após a guerra, obteve uma bolsa de estudos para ingressar no curso de Engenharia Mecânica e Elétrica na Casa Faraday, em Londres.
Uniu-se ao grupo de pesquisas da Eletric and Musical Instruments - EMI, em 1951. Em 1967, transferiu-se para o Laboratório Central de Pesquisas da EMI. A EMI, nessa época, era uma empresa quase totalmente voltada para a fabricação de discos e componentes eletrônicos e não tinha nenhuma experiência com equipamentos radiológicos. Os Beatles, que gravavam na época para o selo, foram os responsáveis pelo apoio financeiro mais significativo para a companhia. O então Departamento de Saúde foi procurado por Hounsfield e pelos radiologistas James Ambrose e Louis Kreel para financiar, junto com a EMI, o desenvolvimento de um scanner para a cabeça.
1972
O radiologista Ambrose orientou clinicamente e alavancou o primeiro experimento utilizando um protótipo de scanner (tomógrafo) para cabeça da EMI, o Mark 1, no ano de 1972.
1975
Logo depois, o Departamento de Saúde solicitaria mais 3 scanners. Em 1975, em uma conferência em Bermuda, Hounsfield anunciou um scanner capaz de estudar outras partes do corpo humano. Esse pronunciamento foi recebido com aplausos de pé do seletíssimo público local.
Em 1972, Hounsfield ganhou o prêmio MacRobert, a mais alta condecoração do Reino Unido dedicada a inovações científicas. Em 1975, recebeu o prêmio Lasker, nos Estados Unidos da América. Em 1979, junto com Cormack, recebeu o prêmio Nobel de Medicina, principal laurel da área, pelo feito iniciado antes de 1972, cujo reconhecimento tardio não diminuiu as honras e não causou demérito ao poder efetivo de sua invenção. Em 1981, foi condecorado “Sir” pela Rainha da Inglaterra. Em 1994, foi eleito Honorary Fellow da Academia Real de Engenharia. Continuou a trabalhar depois de sua aposentadoria oficial em 1986, como cientista e consultor da EMI, e trabalhou em alguns hospitais na Inglaterra.
Hounsfield foi um homem que contribuiu enormemente com o seu esforço e empenho, sempre à frente do seu tempo, para o avanço da medicina e do radiodiagnóstico.
Por falta de intervenção e apoio matemático, a tomografia computadorizada (TC) se desenvolveu no início da década de 1960 de forma muito lenta, mas, em 1964, Allan Cormack entrou com a ajuda matemática fundamental para o problema da reconstrução. Ele estudava a distribuição dos coeficientes de atenuação do corpo, para que o tratamento por radioterapia pudesse ser bem direcionado para o tumor alvo. Além disso, estava criando um algoritmo matemático para reconstrução tridimensional da distribuição da concentração de radionuclídeos, a partir dos dados coletados de um equipamento de câmara-pósitron, desenvolvido em 1962 (CARVALHO, 2007, p. 61).
Allan McLeod Cormack (1924 — 1998) foi um físico sul-africano laureado com o Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1979, por ter participado do aprimoramento do diagnóstico de doenças pela tomografia axial computadorizada.
Foi exatamente nessa época que surgiu um engenheiro de radares, representante da EMI, interessado em desenvolvimento computacional e criador do primeiro computador de transistores da Inglaterra. O célebre Hounsfield apresentava ideias de estudar o interior de objetos, utilizando a reconstrução obtida pela absorção de radiação pelos componentes tridimensionais (objetos tridimensionais).
Hounsfield foi o criador de um protótipo que demorava 150 minutos para processar uma única imagem e 9 dias para a aquisição da imagem total do objeto utilizando uma fonte de amerício 241, emissora de raios gama. Quando ele adquiriu um tubo gerador de raios X para substituir a radiação gama e aplicou ao desenvolvimento do método, o tempo de aquisição das imagens foi drasticamente reduzido para 9 horas.
Ao longo do tempo, após várias imagens experimentais com peças tridimensionais e animais, foi realizada a primeira imagem diagnóstica de uma suspeita de tumor no lobo frontal esquerdo de uma paciente escolhida pelo Dr. Ambrose. A imagem obtida, mostrando o tumor, causou euforia em Hounsfield e em sua equipe.
Essas primeiras imagens foram mostradas no Congresso Anual do British Institute of Radiology, em 20 de abril de 1972. As reações foram de perplexidade e empolgação, principalmente dos neurologistas, que vislumbraram o estudo por imagem intracraniano por imagem.
Curiosamente, Hounsfield havia mostrado imagens seccionais de peças de cadáveres e de animais no congresso europeu realizado em Amsterdã, no ano anterior, sem despertar nenhum interesse. A comunidade médica ali reunida não percebeu e não teve noção da revolução científica e médica que se aproximava. Já em 1973, foram comercializados vários aparelhos tomográficos pelo mundo, principalmente na Europa e nos Estados Unidos.
Quando o equipamento começou a ser comercializado, o tempo de aquisição de cada corte era de 6 minutos e de 2 minutos para reconstrução de imagem. A redução do tempo se deu por conta de um minicomputador mais eficiente, que foi incorporado no sistema.
Saiba mais
No Brasil, o primeiro tomógrafo foi instalado em São Paulo, em 1977, no Hospital da Real e Benemérita Sociedade Portuguesa de Beneficência. Logo após, na Santa Casa de Misericórdia, no Rio de Janeiro, o primeiro aparelho teve seu funcionamento iniciado, em 28 de julho de 1977.
A partir daí, a tecnologia só evoluiu e surgiram os aparelhos de segunda, terceira, quarta geração e helicoidais, cada vez mais rápidos, com imagens mais nítidas e melhores resoluções. Seus tempos de exame eram cada vez menores, assim como os custos de produção, consequentemente, reduzindo valor dos equipamentos e dos exames.
Em 1976, foi patenteada a aquisição volumétrica e, em junho de 1980, imagens tridimensionais com resolução de 1200 x 1200 pixels passam a ser adquiridas e apresentadas quase em tempo real.
A ordem textual não contempla a ordem cronológica dos fatos, mas, sim, a relevância de Hounsfield, como o principal ator da história da Tomografia Computadorizada. Veja no quadro abaixo a ordem cronológica dos principais eventos:
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ÉPOCA |
EVENTO |
|---|---|
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1895 |
Descoberta dos raios X |
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1919 |
Nascimento de Hounsfield |
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1939 |
Ingresso de Hounsfield na Força Aérea Britânica |
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1962 |
Utilização dos raios Gama por Cormack – câmara-pósitron |
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1964 |
Ajuda matemática para a reconstrução por Cormack |
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1967 |
Ingresso de Hounsfield na EMI |
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1971 |
Hounsfield havia mostrado imagens seccionais de peças de cadáveres e de animais no congresso europeu realizado em Amsterdã em 1970 |
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1972 |
Primeiras imagens tomográficas de uma paciente são mostradas no Congresso Anual do British Institute of Radiology |
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1973 |
Tomógrafo entra no mercado |
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1975 |
Anúncio de um scanner de outras regiões do corpo humano |
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1976 |
Patente da aquisição volumétrica |
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1977 |
Primeiros tomógrafos no Brasil, em SP e no RJ |
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1979 |
Prêmio Nobel para Cormack e Hounsfield |
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1980 |
Patente da aquisição volumétrica tridimensional |
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1981 |
Condecoração de Cavaleiro para Sir Hounsfield, pela rainha da Inglaterra |
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1986 |
Aposentadoria de Hounsfield, ainda representando a EMI até 1994 |
O método tomográfico
TC é um método de diagnóstico por imagem que utiliza os raios X em combinação com computadores adaptados para processar muitas informações e produzir imagens com alta resolubilidade. O tubo de raios X fica dentro do corpo do aparelho, no gantry, que é uma espécie de portal ou pórtico onde o paciente entra para gerar a aquisição dos cortes. A radiação “entra” no paciente (objeto) e atinge os detectores, que formam o principal elemento de coleta do sinal da tomografia, para ser processada pelo computador.
Detectores
Conjunto de receptores ou sensores que coletam o residual do feixe de radiação que atravessa o paciente.
Na aquisição dos cortes tomográficos, o tubo gira em torno do paciente e um feixe de radiação é emitido, incidindo nos detectores após a interação com o corpo do paciente, que coletam informações obtidas das projeções múltiplas para, logo em seguida, serem processadas e transformadas em imagem.
O princípio básico para a geração de imagens digitais é a captação de sinais elétricos, que são transformados em dígitos binários pelo computador, com a essencial estrutura física dos detectores, que podem ser sólidos (cristais luminescentes) ou gasosos (câmara de ionização à base do gás Xenônio).
A matriz de TC é definida por linhas e colunas arranjadas que formam a imagem digital. O elemento de imagem que é formado pela intersecção dessas linhas é o pixel (picture element), e uma matriz de alta resolução apresenta pixels de pequenas dimensões. Já a espessura do corte está relacionada à profundidade, e o volume formado é conhecido como voxel (volume element). O voxel é formado pelas dimensões do pixel e a profundidade do corte. Essa matriz de alta resolução forma a base da imagem em tomografia, sendo notoriamente explorada, pois o aumento da matriz está relacionado à melhora da resolução das imagens digitais tomográficas.
As características essenciais do método tomográfico são:
Feixe de raios X de aspecto laminar
Aquisição das imagens que ocorrem no gantry
Imagem final, que é digital e manipulada por softwares
Quanto maior a matriz, melhor a resolução de imagens
A aplicação do método tomográfico é essencialmente composta por uma ordem de acontecimentos intuitivos, que vão desde a chegada do paciente ao equipamento até a saída da sala de exames, perpassando a aquisição de imagens no gantry e encontrando assentamento no processamento das imagens que ocorre na sala de comando do aparelho. No próximo módulo, você vai compreender a evolução da tomografia computadorizada segmentada por gerações.
O INÍCIO DA TOMOGRAFIA
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MÓDULO 2
Distinguir as gerações de tomógrafos
Evolução da tomografia
Desde a sua criação, várias gerações de equipamentos de tomografia surgiram, sendo a primeira e a segunda gerações com características de translação e rotação do tubo, e poucos detectores em torno do objeto estudado. Os aparelhos de terceira geração têm maior número de detectores, onde o tubo e os detectores realizam rotação em torno do objeto. Os aparelhos da quarta geração têm a coroa de detectores fixa e apenas o tubo gira em torno do paciente.
A geração posterior é a dos aparelhos helicoidais, que têm movimentos simultâneos do gantry e da mesa. Na evolução dos helicoidais, temos os aparelhos multislice (multidetectores ou multicortes) que, além dos movimentos simultâneos do gantry e da mesa, possuem fileiras de detectores que permitem múltiplas aquisições simultâneas, o que possibilita uma melhora na qualidade da imagem e uma aceleração na execução do exame, fazendo com que o paciente permaneça menos tempo na mesa de exames.
Gradação evolutiva dos tomógrafos computadorizados:
1ª geração
2ª geração
3ª geração
4ª geração
Sistema helicoidal simples
Sistema helicoidal multicortes
Tomografia computadorizada por feixe de elétrons
A tomografia linear e a tomografia computadorizada por emissão de pósitrons serão apresentadas aqui conceitualmente, mas não são consideradas gerações de tomógrafos para fins de compreensão evolutiva.
A tomografia linear
O exame de tomografia linear foi criado para tentar realizar a radiografia de um plano, ou uma fatia do corpo humano, tentando dar mais contraste e definição à anatomia ali presente. Isso é conseguido não por incremento da anatomia em questão, e sim por borramento ou desfocagem das anatomias que estão acima e abaixo da região de interesse.
É realizada por um aparelho cuja ampola de raios X emite radiação, movendo-se simultaneamente em direção oposta ao filme, sendo a ele conectado por uma haste. Este método utiliza o princípio de que a irradiação de um corpo em movimento impede a formação de imagem nítida. O plano de corte do paciente é o único que permanece sem movimento durante a exposição, permitindo que a imagem formada seja nítida.
Atenção
A tomografia linear é considerada um método precedente da TC por utilizar princípios físicos que levaram à inclusão de um novo método investigativo de imagem. A seguir, veremos a evolução de todas as gerações de tomógrafos de modo um pouco mais detalhado.
Primeira geração
Os aparelhos de primeira geração foram aqueles criados por Sir. Godfrey Newbold Hounsfield em 1972 e eram utilizados somente para exames de crânio. Baseiam-se no princípio de translação e rotação como método de aquisição, que consiste em uma translação do tubo de raios X e do detector (um, no máximo, dois) em conjunto, seguidas de uma pequena rotação. Esse processo era repetido até completar 180°.
Com a primeira geração de aparelhos, a Medicina compreendeu que o “enxergar por dentro” mudou de modo. A descoberta dos raios X trouxe uma forma bidimensional de compreensão. Os novos aparelhos traziam uma melhor diferenciação de tecidos do corpo, pois permitiam noções de tridimensionalidade e reconstrução de imagens em vários planos.
O feixe de raios X dessa geração era em forma de lápis (pencil beam) e a imagem possuía uma matriz de 80x80 com péssima resolução. Um único corte durava em torno de 5 minutos e o estudo completo do crânio durava mais de 1 hora.
Esses equipamentos possuíam como principais vantagens:
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Baixo custo. |
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Processos de varredura e aquisição simples. |
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Algoritmo de reconstrução de imagem simples. |
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Inovação tecnológica inserida no mercado. |
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Maior qualidade de imagens devido ao uso de
um único
detector, |
E como principais desvantagens:
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Processo de varredura muito demorado. |
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Apenas uma fatia coletada a cada varredura. |
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Falta de suporte computacional para a época. |
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Dificuldade de inserção no mercado, por se tratar de um método novo e precisar de apresentações à comunidade médica. |
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Possibilidade de estudar somente o crânio. |
Segunda geração
A segunda geração de tomógrafos foi amplamente melhorada. Ao invés de um detector, encontrava-se um conjunto de detectores (30 ou mais) do outro lado do tubo de raios X, formando um feixe em forma de leque, e não uma única linha. Ainda é utilizado o movimento de translação e rotação para varrer todo o objeto, porém a utilização de vários detectores resultou em menos rotações por varredura. Com isso, a principal vantagem desta geração em relação à primeira foi seu menor tempo de aquisição de imagens (15 segundos para cada corte).
O primeiro tomógrafo de segunda geração foi lançado em 1974 pela empresa americana Ohio Nuclear e, após este, outros tomógrafos mais aprimorados e com mais detectores foram incluídos no mercado, impulsionando a TC de corpo inteiro, pois eram mais rápidos e diminuíam fortemente os artefatos de movimento.
Atenção
É preciso compreender que a evolução tecnológica, a partir da primeira geração, foi muito acelerada, tendo em vista que a inserção da TC na década de 1970 era uma expectativa tangível e os cientistas utilizaram muitos recursos na apresentação de novas tecnologias para associar ao método recém-concebido.
Essa geração apresentava como principais vantagens:
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Menor tempo de coleta de dados. |
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Borramento e artefatos de movimento respiratório são reduzidos. |
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Maior chance de comercialização. |
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Realização de estruturas corporais além do crânio. |
E como principais desvantagens:
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Dados inúteis são coletados no processo de varredura, pois o raio interno do feixe de raios X deve tocar a superfície do objeto no início e no final de cada translação. |
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Sua utilização no Brasil foi proibida pela ANVISA por conter das altas taxas de radiação em seus cortes e por consequência na realização total do exame tomográfico. |
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Necessidade de atualização maior dos softwares utilizados. |
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Geralmente, existem pequenas variações entre as respostas dos detectores. Se não for corrigido por software, esse fator causa artefato nas imagens finais. |
Terceira geração
Surgindo no ano de 1977, esses equipamentos tiveram sua geometria de aquisição de dados drasticamente modificada, eliminando o movimento de translação, mantendo-se apenas o movimento de rotação de 360°. Isso possibilitou tempos de aquisição ainda mais curtos que os equipamentos de segunda geração.
Nestas máquinas, um conjunto de 200 a 600 detectores, em conjunto com o tubo de raios X, giram em torno do paciente. Porém, esses equipamentos possuíam cabos elétricos usados para abastecer o tubo de raios X. Por isto, não era possível mais de duas rotações completas antes que o gantry tivesse sua direção revertida, em função do enrolamento dos cabos. O tempo de corte é de 2 a 3 segundos e o tempo de reconstrução de 30 segundos. Esse equipamento também permitiu uma varredura de todo o corpo, o que antes não era possível.
No Brasil, ainda podemos ver alguns exemplares de tomógrafos de 3ª geração sendo utilizados para o diagnóstico de imagens, sendo o seu maior empecilho a manutenção e a falta de algumas peças de reposição.
Suas principais vantagens são:
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Artefatos respiratórios são praticamente eliminados. |
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Varredura de todo o corpo. |
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Sistema mecânico simples. |
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Menor tempo de varredura. |
Suas principais desvantagens são:
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Obsolescência na atualidade. |
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Alto custo de manutenção corretiva. |
Quarta geração
Em 1976, foi inserido o conceito de tomógrafo de quarta geração pela empresa AS&E. Tratava-se de um tubo de raios X com movimento de rotação dentro de um conjunto fixo de detectores. Porém, devido a problemas de tecnologia dos computadores e dos detectores, matemática de reconstrução, processamento dos sinais e tubos de raios X, só puderam entrar em uso em 1981.
Atenção
Essa geração é constituída por detectores em toda a circunferência, bastando assim rotacionar a fonte ao redor do objeto para coletar os dados.
Este equipamento possui um anel fixo de 4800 detectores ou mais, que fazem um giro completo de 360° no paciente. Através de todo o movimento rotatório contínuo, pequenas rajadas de radiação são fornecidas por um tubo de raios X pulsado com anodo giratório que fornece tempos de varredura menores. Isso reduz o tempo de exame para 1 minuto em um exame de cortes múltiplos. Essa geração teve poucas unidades comercializadas por conta do seu alto custo de produção.
Helicoidal
Um novo tipo de scanner foi criado durante os primeiros anos da década de 1990, chamado de helicoidal/espiral.
Nesse sistema, o paciente é movido de forma contínua e lenta através do gantry durante o giro de 360° do tubo de raios X e dos detectores, formando um tipo de aquisição de dados helicoidal ou “em mola”. Assim, ao invés dos cortes individuais vistos em outras gerações, um volume maior de tecido é examinado e os dados são coletados.
Para haver a rotação contínua do tubo, fundamental para que haja a varredura do tipo helicoidal, foram utilizados anéis deslizantes no lugar dos cabos elétricos do tubo de raios X. Neste equipamento, ao mesmo tempo em que a mesa é deslocada, a ampola gira, emitindo radiação e obtendo a imagem através de um espiral (perspectiva helicoidal).
Com esta evolução, surgiram conceitos importantes, tais como pitch, revolução e interpolação, que só podem ser compreendidos a partir da metodologia helicoidal. Esta tecnologia permanece conceitualmente e com evoluções tecnológicas práticas no século XXI, sendo então considerado o verdadeiro avanço do mecanismo entre a mesa, o paciente e o gantry.
O que também mudou com o surgimento dessa técnica foi o ganho de velocidade e o ganho em realizar vários cortes durante uma apneia, já que, quando não há movimento respiratório, a reconstrução se torna muito melhor, possibilitando uma maior gama de regiões a serem melhor investigadas. É importante frisar que o sistema helicoidal não foi considerado a 5ª geração de tomógrafos, como uma ordem natural propunha e, apesar de sua complexidade, é uma versão da 4ª geração.
Helicoidal Multislice
Também conhecida como multidetectores, é um método que utiliza de 4 a 256 canais detectores, que, por meio de aquisição volumétrica e sequencial, cortam fatias de pequena espessura da região estudada. Isso permite uma análise mais segura e correta, com qualidade muito superior às tomografias convencionais e helicoidais comuns.
O número de cortes realizados por segundo é a principal diferença entre a tomografia helicoidal e multislice, onde são obtidas várias imagens por segundo, com tempo de estudo muito menor. As imagens são adquiridas em um plano de corte e podem ser reformatadas em qualquer plano, permitindo reconstruções tridimensionais graças à tecnologia multislice, tanto em imagens estáticas, quanto dinâmicas.
Esses equipamentos também possuem vantagens e desvantagens:
Vantagens
Como vantagem principal, temos a velocidade de obtenção de imagens, o que torna possível exames pediátricos, estudos cardiovasculares ou outros exames que necessitam de rápido tempos de exposição.
Desvantagens
Como desvantagens, podemos citar os custos bem maiores e a tecnologia de processamento, que não é capaz de contabilizar e executar o grande volume de dados que podem ser adquiridos por esses sistemas.
O avanço tecnológico das gerações de tomógrafos visava à maior velocidade dos cortes (slices) e do tempo total do exame, sem prejudicar a qualidade das imagens, ao passo que a tecnologia computacional, ao acompanhar esse avanço, agia principalmente no pós-processamento das imagens e nos cálculos logarítmicos avançados.
TC por feixe de elétrons – 5ª geração
Este modelo de tomógrafo é conhecido como Electronic Beam Computed Tomography, EBCT (Tomografia Computadorizada por Canhão de Elétrons), e não possui tubo de raios X convencional ou ampola.
Nessa tecnologia, um canhão de elétrons gera um feixe de elétrons que é acelerado, focado e desviado por um conjunto de bobinas eletromagnéticas ao longo do trajeto, para colidir com um anel de tungstênio. Quando os elétrons alcançam o alvo com energia suficiente, há o fenômeno de geração de raios X pela transferência de energia dos elétrons para o átomo de tungstênio.
Esse fenômeno é idêntico ao que acontece em uma ampola comum de raios X. O feixe é colimado em forma de leque, atravessando o paciente e atingindo detectores do lado oposto.
Vantagem
A vantagem deste equipamento está no fato de não existirem partes móveis, o que sempre é um fator de limitação na velocidade de geração de imagens nos tomógrafos giratórios. Além disso, há uma grande melhora na dissipação de calor gerado pela produção de raios X, já que a pista anódica possui área muito maior e fica um tempo muito menor recebendo o impacto dos elétrons acelerados.
Desvantagem
Ainda não está sendo comercializado amplamente, devido aos altos custos e à tecnologia aplicada aos tomógrafos que utilizam radiação ionizante que não podem, simplesmente, serem descartados, o que geraria uma perda de capital na troca de toda tecnologia tomográfica.
COMO OCORRE A AQUISIÇÃO DE IMAGENS PELAS GERAÇÕES ATUAIS DE TOMÓGRAFOS
Tomografia computadorizada por emissão de pósitrons (PET-CT, de Positron Emmission Tomography – Computadorized Tomography)
A tomografia por emissão de pósitrons (PET) é um exame da medicina nuclear que utiliza radionuclídeos que emitem um pósitron no momento da sua desintegração. O pósitron (b+) interage com um elétron do meio estudado fazendo aniquilação. No processo de aniquilação, as partículas elétron e pósitron se desintegram, gerando 2 fótons com 511 keV cada um, que são emitidos na mesma direção, mas em sentidos imediatamente opostos. Os fótons são então detectados ao redor do paciente e os eventos de coincidência são contabilizados, formando a imagem.
Atenção
O exame PET avalia o metabolismo das estruturas analisadas, que podem ser: o osso, o músculo, o encéfalo, o pulmão, o pâncreas, o fígado, entre outros órgãos.
Esse método junta duas modalidades, a PET que avalia o metabolismo das estruturas e a TC que permite combinar as imagens metabólicas com as anatômicas, obtidas pelas duas técnicas. É considerado um exame híbrido de excelência e de amplo diagnóstico para o rastreamento e o pós-tratamento do câncer.
O exame é realizado após administração intravenosa de um material radioativo que se concentra na área do corpo a ser examinada e irá emitir raios gama que serão captados por um detector de radiações acoplado a um computador que gera as imagens posteriormente.
Saiba mais
Em Oncologia, a principal indicação da PET-TC é para a detecção de tumores e seus avanços metastáticos. Levando-se em consideração que o exame não detecta apenas a presença de tumores, mas também é capaz de medir a intensidade luminosa que aparece nas imagens por meio da análise dessa intensidade, temos noção da atividade metabólica tumoral, pois quanto maior essa atividade, mais intenso é o brilho.
O PET-TC é um exame essencial nos casos em que há suspeita de metástases que não ficam óbvias em outros exames de imagem, tornando-se assim uma excelente alternativa diagnóstica no esclarecimento da benignidade ou malignidade do tumor.
É necessário compreender que a PET-TC não é uma nova geração de tomógrafos, e sim, como já descrito aqui, um sistema híbrido.
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Conclusão
Considerações Finais
Fizemos aqui uma varredura histórica para compreensão da evolução tecnológica da tomografia, desde os primeiros passos da modalidade até os dias atuais. As análises contidas nos mostraram a importância de cada geração de tomógrafos acoplada aos ensinamentos empíricos e cronológicos para a fixação de conceitos introdutórios à disciplina.
Vimos ainda que, junto às gerações de tomógrafos, a evolução tecnológica nos trouxe a compreensão do sistema helicoidal e a modalidade híbrida PET-TC, que deu suporte aos exames de imagem médica, além de possibilitar o avanço contínuo, a partir daqui.