Descrição
Eletricidade aplicada à produção dos raios X. Interação dos raios X com o objeto e formação da imagem visível. Análise e interpretação de imagens radiográficas.
PROPÓSITO
Compreender como realizar a análise de radiografias e a interpretar os achados como descritos no laudo médico. Para isso, é necessário conhecer os princípios envolvidos na formação dos raios X, o processo de formação da imagem visível e como os fatores de exposição influenciam na tonalidade e na qualidade da imagem.
Preparação
Procure nas bibliotecas virtuais de sua universidade, livros ou manuais sobre Eletricidade para assimilar melhor os conceitos apresentados no primeiro módulo.
OBJETIVOS
Módulo 1
Relacionar os conceitos de eletricidade ao processo de produção dos raios X
Módulo 2
Interpretar o processo de interação dos raios X com os vários tecidos na formação da imagem radiográfica
Módulo 3
Identificar os aspectos radiográficos em padrão de normalidade clínica e em comparação aos sinais apresentados em lesões ou patologias
Introdução
Raios X são ondas eletromagnéticas de alta frequência e baixo comprimento. Como a alta frequência ultrapassa o espectro eletromagnético da luz, os raios X não são visíveis, têm alta energia e capacidade de atravessar estruturas materiais. São produzidos sempre que elétrons acelerados se descarregam sobre um material metálico pesado. Penetrando em sua estrutura química, os raios X são produzidos quando esses elétrons acelerados sofrem frenagem próxima aos núcleos ou colidem em elétrons orbitais.
Portanto, precisamos relembrar conceitos sobre eletricidade para compreender como os raios X interagem no corpo e no detector para formar a imagem radiográfica, seja em películas radiográficas, ou nas workstations.
Workstations
Workstation pode ser traduzido como “estação de trabalho”. Em sistemas digitais, o termo se refere ao computador no qual é realizada a manipulação das imagens.
MÓDULO 1
Relacionar os conceitos de eletricidade ao processo de produção dos raios X
Introdução
Veja algumas dúvidas comuns entre os iniciantes das ciências radiológicas:
- O tubo de raios X é radioativo?
- Por que a sala de exames é tão fria?
- Temos que tirar o aparelho da tomada para não contaminar?
- Por que enxergamos a radiografia tão embaralhada?
Por essas e outras dúvidas, vamos começar nosso estudo apresentando os conceitos elétricos associados aos raios X. Isso mesmo: raios X são produtos de interações elétricas! Por isso são reguláveis por um sistema de comando, com botões e seletores de tensão e de intensidade de corrente elétrica.
Eletricidade
Os primeiros estudos sobre fenômenos elétricos são atribuídos a Thales de Mileto. Usando um pedaço de âmbar, Thales percebeu que o material atraía pedaços de palha seca quando friccionado em couro animal. As descobertas do físico Joseph John Thomson, por sua vez, ajudaram a explicar melhor esse fenômeno. Para ele, essa atração se dava em razão do elétron: uma partícula leve e facilmente atraída ou repelida.
Thales de Mileto
Tales de Mileto, foi um filósofo, matemático, engenheiro, homem de negócios e astrônomo da Grécia Antiga.
Fonte: Wikipedia.
Âmbar
A palavra âmbar, em grego, se escreve ηλεκτρο (lê-se elektro). Por isso, foi convencionado o nome eletricidade aos fenômenos de atração e repulsão entre determinadas partículas.
Joseph John Thomson
Joseph John Thomson, mais conhecido como J. J. Thomson, foi um físico britânico.
Você sabia
Você pode fazer um experimento similar com pedaços de papel picotado e uma caneta de plástico. Após friccionar a caneta em seus cabelos ou em um pano, aproxime-a de pedaços de papel (que são eletricamente neutros). Eles serão atraídos pela caneta (que foi eletrizada) em razão do fenômeno de eletricidade estática.
Eletricidade é o conjunto de fenômenos que envolvem atração e repulsão de partículas.
Hoje sabemos que carga elétrica é a capacidade que algumas partículas têm de atrair ou repelir outras. Do polo negativo do circuito elétrico, o elétron é repelido e ganha movimento. O movimento dos elétrons continua em razão da atração que o elétron sofre do polo positivo do circuito elétrico.
Carga elétrica é a propriedade de atração e repulsão entre partículas. Cargas de sinais opostos se atraem, cargas de sinais iguais se repelem e partículas neutras não interagem.
BUSHONG, 2010.
Circuito elétrico é a integração de um ou mais componentes eletrônicos que permite a circulação da carga elétrica de forma fechada.
A circulação de eletricidade em um circuito eletrônico tem motivação potencial, ou seja, produzir outra forma de energia (som, luz, calor). Por isso, os circuitos eletrônicos são compostos por um gerador de energia (pilhas, baterias ou tomada elétrica), por condutores (geralmente fios elétricos) e por um sistema consumidor.
Corrente elétrica
Em um circuito elétrico para produção de raios X, o movimento da carga elétrica não pode ser desordenado: precisa ter direção e sentido.
Como isso é possível?
Lembre-se de que elétrons podem ser atraídos ou repelidos e que a atração ocorre sempre entre partículas de cargas opostas. O movimento ordenado ocorre quando existem dois polos elétricos: negativo (catódico), que repele a carga elétrica, e positivo (anódico), que produz o efeito de atração sobre o elétron. A isto foi dado o nome de corrente elétrica.
Corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas em um condutor sob alguma diferença de potencial em suas extremidades.
Imagine uma fila no caixa do supermercado. As pessoas, em muita ou pouca quantidade, movem-se em direção ao caixa num determinado sentido. De modo semelhante, esse movimento de elétrons em um condutor tem duas características distintas:
- a) A quantidade de elétrons em movimento;
- b) A velocidade ou energia com a qual estes elétrons se movimentam.
Quando analisamos a quantidade de cargas elétricas que passa pelo condutor em um intervalo de tempo, estamos medindo a intensidade de corrente.
A unidade de medida para avaliar a intensidade de corrente é o Ampère (A), em homenagem ao físico francês André-Marie Ampère. Uma pilha (AAA) transporta 15mA (lê-se miliamperes) de corrente. Em média, um aparelho de radiologia convencional produz raios X utilizando entre 50mA até 800mA de corrente.
André-Marie Ampère
André-Marie Ampère (Lyon, 20 de janeiro de 1775 — Marselha, 10 de junho de 1836) foi um físico, filósofo, cientista e matemático francês que fez importantes contribuições para o estudo do eletromagnetismo.
Intensidade de corrente ou amperagem é a quantidade de carga que atravessa uma secção transversal de um condutor em um determinado intervalo de tempo.
O que causa o movimento da corrente elétrica? Você se lembra de que cargas de sinais iguais se repelem?
Elétrons em conjunto repelem-se entre si, fazendo com que haja movimento. Por isso, a voltagem também é conhecida como tensão elétrica ou voltagem.
Quanto maior o aglomerado de cargas elétricas maior será a tensão entre elas, pois a força de repulsão aumenta. É simples: quanto mais próximo uma carga é colocada de outra igual, mais diferença de potencial elétrico se produz, em razão da maior repulsão entre elas. Este conceito foi desenvolvido pelo físico italiano Alessandro Volta.
Tensão elétrica ou voltagem
Tensão elétrica ou voltagem é a diferença de potencial entre duas extremidades de um condutor. Quanto mais elétrons acumulados em um dos polos, maior é a energia potencial (de repulsão) produzida, causando o movimento da corrente elétrica.
Alessandro Volta
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (1745 – 1827) foi um químico, físico e pioneiro da eletricidade e da potência.
Tipos de corrente
Embora não percebamos, existem dois tipos de corrente elétrica. A energia elétrica de uma pilha e a de uma tomada de parede são diferentes.
Mas qual é a diferença entre elas?
A corrente elétrica que vem das estações de fornecimento trafega em um único fio, invertendo sua polaridade 60 vezes por segundo (60 Hz). Por isso é chamada de corrente alternada (AC).
Exemplo
Quando as lâmpadas natalinas (pisca-pisca) se apagam, a polaridade da corrente inverte. Conseguimos ver isso, porque o circuito é programado com uma frequência baixa. Embora pareça constante, a lâmpadas usada em casa também pisca, mas os olhos não percebem frequências acima de 50Hz.
Veja no gráfico a seguir como os tipos de corrente elétrica se comportam em um fio condutor.
A maioria dos eletroeletrônicos precisa de energia limpa, constante e contínua para funcionar. Ou seja, precisam de corrente contínua (DC). Celulares, computadores, videogames e outros eletrônicos, embora sejam plugados na tomada, precisam de uma fonte de alimentação para funcionar. Este dispositivo é o responsável por transformar a corrente alternada em contínua, para que o circuito funcione. Nesses circuitos, temos dois condutores com cargas distintas: um fio catódico (-) e um fio anódico (+). Inverter a polaridade entre eles pode causar um curto-circuito e queimar o dispositivo.
Fonte de alimentação
A fonte de alimentação é um dispositivo que realiza duas tarefas: a) retificar a corrente (converte corrente alternada em contínua); b) regular a tensão de saída. Para carregar a bateria de um celular, por exemplo, a fonte de alimentação precisa retificar a corrente para DC e reduzir a tensão de entrada de 110/220V para 19V antes de a energia elétrica chegar à bateria do celular. Caso contrário, o eletrônico pode ser danificado.
A seguir, exemplos de fonte de alimentação:
Equipamentos de raios X também são plugados em tomadas convencionais, mas a energia fornecida é insuficiente. Fótons de alta energia precisam de corrente elétrica com quilovolts para serem produzidos. Para isso, o aparelho tem um gerador de alta tensão, que regula a tensão de saída e retifica a corrente para fluxo contínuo.
Atenção
Para produzir raios X diagnósticos, o equipamento precisa receber corrente contínua, com quilovolts de energia e miliamperes de intensidade. Deve ter também um sistema de comando que permita a regulagem do tempo de exposição.
A produção dos raios X
Agora que já revisamos os conceitos elétricos mais básicos, vamos acompanhar o processo da produção de raios X com o auxílio deste esquema:
Como visto na imagem, o equipamento de raios X divide-se em três seções:
Painel de controle
Gerador de alta tensão
Tubo de raios X
Vamos entender o processo?
Seção 1 (painel de controle)
Nessa seção a tensão da tomada chega primeiro ao painel de comando do aparelho. Aqui, são efetuados alguns controles básicos:
a) seleção da tensão aplicada ao gerador;
b) seleção da intensidade de corrente;
c) ajuste do circuito temporizador;
d) regulagem do compensador de tensão de entrada.
Os botões de aquecimento (preparo) do tubo e disparo dos raios X também ficam dispostos no painel de comando do aparelho, como na figura a seguir.
Seção 2 (Gerador de alta tensão)
O gerador de tensão recebe a corrente devidamente regulada e realiza três tarefas:
a) elevação da tensão para quilovolts, realizada por transformadores de alta tensão;
b) retificação da corrente, realizada por diodos;
c) seleção do ponto focal, realizada por um circuito transformador do filamento para o tubo de raios X.
Aqui, é importante entender que já estamos trabalhando com alta tensão e qualquer acidente pode causar sérios danos à estrutura e colocar em risco a vida do operador.
Seção 3 (Tubo de raios X)
Na última seção, temos o circuito do tubo de raios X. Aqui, vemos os cabos vindos do gerador de alta tensão, que produz a diferença de potencial no polo catódico (negativo), para que ocorra a colisão dos elétrons produzidos com o disco anódico (polo positivo) do tubo. Vamos entender agora essa interação elétrica.
O tubo de raios X
Raios X são produzidos sempre que elétrons acelerados colidem com um alvo metálico. Em outras palavras, precisamos de alta tensão para acelerar os elétrons, que precisam ser descarregados contra um anteparo metálico.
O tubo de raios X é um sistema com dois eletrodos emparelhados, no qual o polo negativo produz a tensão e a carga a ser disparada contra o eletrodo positivo. Desta colisão são produzidos raios X e calor.
Montado dentro de um cabeçote de proteção, o tubo é uma cúpula de vidro temperado, encapsulado a vácuo, com dois polos: ânodo (+) e cátodo (–). O vácuo no interior do tubo é necessário para que os elétrons não encontrem a resistência do ar no trajeto para o ânodo. Cada eletrodo contém componentes essenciais na produção dos raios X.
O cátodo é formado por um conjunto de dois filamentos metálicos montados dentro de uma capa focalizadora. Os filamentos são fabricados de tungstênio e produzem uma carga elétrica livre por efeito termiônico. Esses elétrons livres são usados para produzir a descarga sobre o ânodo. A capa focalizadora mantém o feixe convergente, uma vez que os elétrons se dispersam no trajeto. O filamento menor produz um ponto focal pequeno, útil nos exames de extremidades e estruturas que precisam de mais nitidez. O filamento maior é usado para radiografar estruturas grandes, mais densas ou espessas.
O ânodo é um disco giratório usado como alvo para a descarga da carga elétrica produzida no cátodo. Antes, o tubo era montado com um ânodo de alvo fixo. Entretanto, a descarga constante no ponto focal fixo desgastava mais rapidamente o alvo, reduzindo a vida útil da ampola. Com o disco giratório, produzimos uma pista focal circular, aumentando o campo de impacto e reduzindo o desgaste da ampola. Para girar o alvo, é utilizado um motor de indução magnética composto por um rotor e estatores, como no motor de ventiladores.
Tungstênio
Tungstênio é um metal, com número atômico 74 e alta dureza. Seu ponto de fusão é de 3.422 °C, o que lhe confere maior resistência ao calor. Como os filamentos aquecem para produzir os elétrons livres, um ponto de fusão alto garante maior rendimento e durabilidade aos filamentos. É o mesmo material usado nas lâmpadas incandescentes.
Efeito termiônico
Quando aquecidos, os átomos de um metal sofrem excitação e seus elétrons saltam das camadas internas e ficam dispersos nas camadas mais externas. Esse fenômeno é denominado efeito termiônico e foi descoberto pelo físico Thomas Edison.
Você sabia
Em razão do pouco uso, aparelhos de raios X odontológicos periapicais e aparelhos de raios X veterinários ainda utilizam sistema de ânodo fixo. Neste sistema, o tubo é menor, permitindo a produção de aparelhos menores e portáteis.
Tipos de raios X
Quando acionamos o botão de preparo, o filamento aquece e o disco gira, aguardando o disparo. Quando pressionamos o botão de exposição, a tensão é aplicada ao tubo e os elétrons livres do cátodo são violentamente disparados contra o disco anódico.
O que faz a diferença na produção dos raios X é a combinação entre a quilovoltagem e a miliamperagem usadas no disparo. Dependendo desta combinação, podemos ter dois tipos distintos de produção: por frenagem ou por colisão orbital.
Atenção
Todos os processos descritos aqui acontecem na estrutura atômica da pista focal do ânodo e são modelos teóricos usados para explicar fenômenos físicos.
Vamos entender esses dois tipos de produção.
Produção de raios X por frenagem ou bremmstrahlung
Quando os elétrons do filamento passam próximo aos núcleos do alvo, eles sofrem desaceleração (frenagem), e a energia cinética liberada é convertida em raios X e calor. A frenagem acontece porque o alvo é composto por tungstênio, que possui 74 prótons em cada núcleo. Dessa forma, o poder de atração é muito alto.
Bremmstrahlung
É a radiação produzida quando cargas elétricas sofrem desaceleração. A palavra de origem alemã significa: Bremsen= frear e Strahlung= radiação.
Fonte: WikipediaNa prática, exposições com alta quilovoltagem e baixa miliamperagem aumentam a porcentagem de raios X de frenagem. O feixe produzido é muito heterogêneo e difuso, formado por raios X de energias diferentes.
Na imagem, raios X de frenagem produzem mais borramento, muitos tons de cinza — aspecto típico em radiografias de abdome e tórax para avaliação pulmonar, por exemplo.
Atenção
Quanto maior a quilovoltagem, maior a aceleração dos elétrons catódicos, maior a desaceleração e mais raios X de frenagem são produzidos.
Produção de raios X por colisão orbital ou raios X característicos
Raios X característicos são produzidos quando elétrons do filamento colidem com átomos do alvo. Quando isso acontece, elétrons são arrancados e uma vacância é produzida em uma das camadas orbitais. O espaço é ocupado por um elétron de camada mais externa e, nesse “salto”, o excesso de energia é liberado. Ou seja, em todos os átomos, a emissão característica é a mesma.
A produção de raios X característicos não depende da quilovoltagem, mas sim do tipo de elemento químico do alvo. Elementos de alto número atômico têm camadas mais energéticas, e o espectro característico será maior. Exposição com baixa quilovoltagem reduz a frenagem e aumenta a porcentagem de raios X característicos. Além disso, maior amperagem produz mais raios X, aumentando o número de raios X característicos.
Exposições com baixo KV e alto mAs tendem a produzir mais raios X característicos pela menor quantidade de frenagem e pela maior intensidade de corrente.
O tubo de raios X não é radioativo, é um dispositivo que produz raios X por interações elétricas, por isso produzir raios X gera calor residual. Para evitar danos às peças, a sala de exames precisa ser muito refrigerada.
Por serem ondas eletromagnéticas de alta frequência, raios X não podem ser vistos e não causam contaminação física. Uma vez que o equipamento usa eletricidade na produção, basta desligar a entrada de corrente elétrica para evitar exposições acidentais.
Por fim, a imagem é formada pela sobreposição de estruturas com espessuras e densidades diferentes. Dependendo do objeto examinado e dos fatores de exposição selecionados, teremos uma imagem com muitos tons de cinza diferentes, o que causa o aspecto “embaralhado”. No próximo módulo, falaremos da formação da imagem.
Assista ao vídeo a seguir para entender a diferença entre a produção de raios X característicos e de frenamento.
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MÓDULO 2
Interpretar o processo de interação dos raios X com os vários tecidos na formação da imagem radiográfica
Formação da imagem
Aprendemos como os raios X são produzidos e como os fatores elétricos influenciam no processo.
Agora, como esses fatores influenciam na formação da imagem?
A primeira coisa que precisamos entender é que a imagem radiográfica é uma projeção, da mesma forma que uma sombra na parede. Veja a figura a seguir:
Utilizando a figura anterior, vamos aprender os princípios de formação da imagem.
Fatores geométricos
A radiografia utiliza princípios similares aos da fotografia: os princípios de imagem projetada. Precisamos de três elementos para a formação da imagem:
Fonte de energia; neste caso, a luz de fonte artificial (lâmpada). Na realização do exame, o equipamento de raios X é a fonte de energia.
Estrutura material que será projetada; neste caso, é a mão onde a luz incide para formar a sombra. Na realização do exame, é a parte do corpo a ser radiografada.
Anteparo da fonte de energia; neste caso, é a parede ou qualquer superfície em que a luz incide e a sombra é projetada. Na realização do exame, é o detector digital ou película radiográfica onde a imagem será formada.
Projeção da imagem de uma sombra
A luz tem um comprimento de onda alto, entre 400 e 750 nanômetros, o que faz com que seja refletida ou absorvida pelo objeto. A sombra é formada na parte posterior do objeto, onde não incide luz. No entorno, pelas frestas onde a luz atravessa, é formada a silhueta do objeto.
Projeção da imagem do Raio X
O comprimento dos raios X é muito baixo, entre 10 e 0,01 nanômetros, o que lhe permite atravessar alguns objetos. Esse é o diferencial dos raios X: produzir imagens de estruturas internas do corpo, o que não é possível por meio de fotografias ou sombras, que mostram apenas a silhueta externa.
No entanto, as imagens projetadas podem nos enganar. A combinação de silhuetas ou da sobreposição de estruturas pode confundir nossos olhos.
A formação de animais com a sombra na parede, na verdade, é uma ilusão de óptica produzida pela combinação dos posicionamentos das mãos. Na figura a seguir, a posição do coelho forma a sombra projetada de uma mão: o pé esquerdo do coelho forma o dedo polegar, as duas orelhas formam os dedos médio e anelar, e os dois braços do coelho formam os dedos indicador e mínimo da mão.
Relações geométricas entre foco, objeto e receptor
Ao tirar uma fotografia, você já precisou se afastar um pouco para caberem todos na imagem?
Esse movimento de tomar distância tem a ver com as relações geométricas entre foco, objeto e receptor. Esses conceitos também são utilizados na radiologia, e problemas dessa ordem causam efeitos indesejados: imagens borradas, cortadas ou muito ampliadas.
Para dominar essa técnica, precisamos entender que o tamanho da imagem depende da combinação das distâncias entre os três elementos de formação da imagem: fonte, objeto e receptor.
Existem três distâncias que precisam ser consideradas na formação da imagem. Vamos acompanhar observando a figura a seguir:
Distância foco-receptor (DFR)
Distância total, do refletor à parede. Em radiologia, a distância do aparelho até o detector de imagem.
Distância objeto-receptor (DOR)
Distância entre o rapaz e a parede. Em radiologia, a distância entre o paciente e o detector de imagem.
Distância foco-objeto (DFO)
Distância entre o refletor e o rapaz. Em radiologia, a distância entre o aparelho e o paciente.
Observe, ainda na figura a seguir, que a sombra do rapaz parece muito maior que ele. Isso acontece em razão do fenômeno de magnificação, que ocorre quando afastamos o objeto do anteparo ou quando aproximamos a fonte de energia do objeto.
Na realização dos exames radiográficos, o maior cuidado é para que as estruturas sejam projetadas no tamanho mais próximo do real. Por isso, essas distâncias são ajustáveis. Para facilitar o trabalho dos profissionais de imagem, os manuais técnicos e livros especializados indicam distâncias-padrão para cada tipo de exame.
Exemplo
Por exemplo, para a maioria das radiografias de extremidades, recomenda-se 100 cm de distância total (DFR), que varia de acordo com o tamanho ou a posição da estrutura a ser radiografada.
Fatores de qualidade da imagem radiográfica
Agora que já aprendemos como posicionar aparelho, paciente e detector, vamos entender como são produzidos os tons de imagem na radiografia?
A primeira coisa a entender: a radiografia é monocromática. Em outras palavras, é formada por diferentes tons de cinza até chegar ao preto. Ao contrário do que os leigos pensam, a radiografia não é preto e branco. Podemos dizer que ela é formada por preto e “não preto”.
Veja na imagem que as partes “não pretas” têm um tom azulado. Isso se dá em razão da coloração do acetato, material plástico sobre o qual é montada a emulsão fotográfica, usada para registrar as imagens em processamento químico. Portanto, não se trata de preto e branco, mas sim de tons claros e escuros.
Processamento químico
Processamento químico é um método mais tradicional em que são utilizados compostos químicos para realizar a revelação da película, assim como era feito com as fotografias. O procedimento ocorre em um ambiente controlado, chamado de câmara escura, para evitar artefatos indesejados na imagem latente (não processada e invisível).
Atenção
● O detector enegrece proporcionalmente à quantidade de
raios X presentes.
● Objetos pouco densos permitem que mais raios X atravessem para o detector.
● A redução ou a ausência de tons escuros indica menos raios X no detector.
● Objetos densos absorvem mais raios X, impedindo-os de atravessar o objeto.
A imagem radiográfica é formada em razão da diferença de densidades da estrutura examinada.
Quanto mais mole o objeto (gases, líquido, vísceras, cartilagem ou gordura) mais escura fica a sua projeção.
Quanto mais duro o objeto (músculo, osso ou metal) mais clara fica a sua projeção.
Como se vê na imagem, os ossos aparecem mais claros e são classificados como objeto radiopaco, por serem bons absorvedores de raios X. O espaço entre os ossos é escuro em razão da presença de cartilagem, classificada como objeto radiotransparente. O gradiente de cinza mais para o tom escuro indica objetos com menos densidade. Por sua vez, o gradiente de cinza mais claro revela objetos mais densos, como é o caso do tecido muscular entre os metacarpos (ossos da região palmar). Entre os dedos fica preto em razão do ar (oxigênio), totalmente radiotransparente.
Densidade óptica
Densidade óptica é o grau de enegrecimento da radiografia e está diretamente ligada à quantidade de raios X recebida no detector. É controlada por dois fatores: miliamperagem por segundo (mAs) e distância foco-filme (DFR).
Quanto mais o aparelho estiver próximo do paciente, maior a densidade óptica.
Radiografia com densidade óptica alta é classificada como superexposta. Do contrário, radiografia muito clara é considerada subexposta. Nos dois casos, pode ser necessário repetir o exame se a falta ou o excesso de radiação prejudicar a visualização das estruturas anatômicas.
Veja a diferença entre radiografias de densidade óptica normal, superexposta e subexposta, respectivamente:
Normal
Imagem normal
Superexposta
Imagem muito escura
Subexposta
Imagem muito clara
Contraste
Contraste é a diferença de densidades ópticas entre estruturas adjacentes. Essa diferença cria uma linha imaginária que divide os dois tons de imagens, formando o contorno ou a silhueta do objeto. Quanto maior essa diferença, melhor esses contornos são visualizados.
Alto contraste
Quando a diferença de densidade óptica é alta, temos nitidamente tons muito claros e muito escuros na imagem.
Baixo contraste
Quando a diferença entre as densidades ópticas é muito pequena, os limites entre os dois objetos são pouco visualizados e os contornos perdidos. Esse conjunto dá um aspecto “embaçado” ou “borrado” à imagem, predominantemente formada por gradiente de um mesmo tom.
Veja exemplos de tonalidades:
Alto contraste
Baixo contraste, de gradiente fechado (radiotransparente)
Baixo contraste, de gradiente aberto (radiopaco)
Mas o que faz um tom aumentar e outro diminuir?
Quanto mais os raios X penetram, mais raios X chegam ao detector. Assim, o fator primário de controle do contraste é a quilovoltagem (KV). Se aplicamos alto KV, temos mais raios X de frenagem e, consequentemente, mais tons de cinza. Quando ajustamos um KV reduzido, somente os tecidos moles são atravessados e os tecidos duros absorvem todos os feixes de raios X. Essa combinação cria uma imagem com alta diferença de tons claros e escuros.
Atenção
O equilíbrio é fundamental no controle do contraste. Aumentar mA e KV em uma exposição implica maior penetração e mais raios X, deixando a imagem superexposta. Se reduzirmos os dois, teremos uma imagem totalmente subexposta por insuficiência de raios X e baixa penetração no tecido. A combinação entre eles dá o tom adequado para cada tipo de exame.
Nitidez
Nitidez é a boa definição das linhas estruturais, contornos e bordas dos tecidos na imagem. Como já vimos, o contraste auxilia a produzir essas bordas, mas existem dois fatores que também podem contribuir para isso:
Pode ser voluntário ou involuntário. O batimento cardíaco, por exemplo, é um tipo de movimento que não podemos controlar. Mas manter a mão imóvel sobre um detector é algo controlável, salvo em casos associados a distúrbios motores. Qualquer tipo de movimento do objeto durante o disparo produz o oposto de nitidez, o borramento, que é a perda da definição dos contornos de um objeto.
Atenção
Para uma imagem nítida, é necessário manter o objeto imóvel durante a realização do exame e usar o menor tempo de exposição possível.
Quando longo demais, pode favorecer o movimento durante o processo de aquisição da imagem. Imagine um exame do tórax para análise pulmonar que requer apneia inspiratória. Neste caso, um tempo longo pode incomodar e até mesmo causar uma hipóxia (baixa oxigenação no sangue). Portanto, o ideal é utilizar um tempo de exposição curto, sempre que possível.
Distorção
Distorção é a alteração da geometria natural do objeto. Geralmente ocorre pela incorreta disposição entre foco, objeto e detector. É muito comum o paciente se mexer durante o exame, e a região de interesse ficar fora do plano. Às vezes, o objeto pode ficar afastado do detector.
Sempre que aumentamos a distância objeto-filme (DOF), a imagem sofre ampliação.
Outros fatores podem contribuir para a distorção da imagem:
O alinhamento incorreto do detector ou do tubo de raios X.
A estrutura mal posicionada.
A distância total (DFR) maior ou menor que o padrão.
Nestes casos, pode acontecer alongamento, encolhimento, redução ou magnificação da área de interesse.
É importante que você esteja preparado ao interpretar uma radiografia. Por vezes, a inobservância de alguns dos itens estudados neste módulo pode sugerir pseudopatologias. Tenha em mente que a radiografia é uma reprodução do real, mas os fatores ópticos e geométricos podem enganar seus olhos.
No vídeo a seguir, o especialista explica os efeitos fotoelétrico e Compton, relacionando as interações com a atenuação no tecido, dando ênfase ao contraste radiográfico e densidade óptica.
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MÓDULO 3
Identificar os aspectos radiográficos em padrão de normalidade clínica e em comparação aos sinais apresentados em lesões ou patologias
Diagnóstico por imagem
Agora que já aprendemos o processo de formação da imagem radiográfica, temos condições para realizar análises e interpretações de imagens radiográficas. Do ponto de vista biológico, análise e síntese são processos opostos. Síntese é a união de estruturas simples para formar uma estrutura complexa. Análise é o oposto, ou seja, a divisão de uma estrutura complexa em outras mais simples. Portanto, a análise radiográfica consiste em dividir a observação em critérios, para que sejam estudados separadamente.
Em seguida, reunimos os achados em cada critério para termos uma síntese do que foi observado na radiografia. A análise radiográfica não pode se basear em opinião pessoal, mas em critérios concretos, presentes no processo de aquisição da imagem, para entendermos o produto final.
Critérios de análise radiográfica
Vamos praticar alguns princípios de análise radiográfica? Observe as imagens a seguir e reflita qual o máximo de diferenças encontradas entre elas:
Veja que a melhor estratégia para identificar notas falsas é conhecer a nota verdadeira. O mesmo se aplica à análise radiológica: quando conhecemos o aspecto normal de uma estrutura anatômica, reconheceremos possíveis lesões.
Vamos começar apresentando cinco critérios que devem ser observados durante a análise de qualquer radiografia:
Identificação
Toda radiografia deve estar devidamente identificada, seja em sistema químico (numeradores de chumbo) ou em sistema digital. É importante verificar se a data do exame e o número de registro do prontuário conferem com os dados do sistema. Além disso, indicações do lado direito/esquerdo costumam ser acrescentadas.
A identificação é com numerador de chumbo “R” (right, direita) e identificação digital no software da workstation.
Centralização
A imagem radiográfica deve estar bem centralizada no detector. Para se certificar disso, é importante conferir se as bordas da imagem estão equidistantes e checar se toda a distribuição da anatomia está associada ao centro do detector de imagem, sem cortes.
Na imagem, observamos que a coluna torácica não está corretamente alinhada ao maior eixo do receptor, o que indica falha na centralização. Esta falha levou ao corte do pulmão esquerdo na imagem.
Colimação
É a delimitação da área do objeto que deve ser exposta aos raios X. Diretamente associada à centralização, é preciso checar se a colimação está “cortando” alguma estrutura. Se sim, o exame não tem validade clínica e será necessário repeti-lo.
Anatomia e posição do objeto
É preciso observar se todas as estruturas anatômicas contidas no pedido do exame estão sendo visualizadas na radiografia. Além disso, observar se as estruturas anatômicas são exibidas na posição adequada.
Fatores de exposição
São relacionados à quilovoltagem (KV), à miliamperagem por segundo (mAs) e às distâncias entre foco, objeto e receptor. É necessário avaliar se a tonalidade é compatível com o padrão e depois conferir densidade óptica, contraste, nitidez e distorção.
Análise radiográfica osteoarticular
O estudo radiográfico do esqueleto apendicular é um dos mais importantes na rotina clínica do diagnóstico por imagem. Esses exames representam boa parte das demandas em emergências, principalmente em ortopedia e traumatologia. Outra demanda crescente ocorre na avaliação radiográfica de doenças reumatológicas. Uma radiografia simples, de baixo custo, atende à maioria dos critérios na identificação dessas lesões.
Como sabemos, a matriz óssea é formada por cálcio, um elemento químico de alto peso atômico e os ossos são bons absorvedores e produzem sombra radiopaca na imagem.
Ossos longos têm um revestimento externo compacto denominado córtex. A porção interna é formada por tecido adiposo (medula amarela) e tecido esponjoso nas extremidades (medula vermelha). Por ser menos densa, a região interna é mais radiotransparente. Devido ao contraste produzido na radiografia, as bordas externas e internas do córtex ósseo aparecem nítidas quando utilizados os fatores de exposição corretos. Veja a imagem a seguir:
Lesões identificadas na análise radiográfica:
Fissuras
Processos iniciais de fraturas, “rachaduras”, sem o comprometimento da integridade óssea. São popularmente conhecidas como fraturas em “galho verde”.
Fraturas
Processos de descontinuidade da cortical óssea e tecido esponjoso. São visualizadas como traços radiotransparentes, dividindo o osso em dois ou mais segmentos.
Fraturas completas mostram uma ruptura total das extremidades da cortical óssea;
fraturas incompletas, apenas uma parte da cortical óssea se rompe. Quando o trauma divide o osso em mais de dois fragmentos, temos a fratura cominutiva, muito comum em perfurações por arma de fogo, por exemplo.
As fraturas são regeneradas por um processo biológico denominado consolidação óssea. Por meio de imobilização ortopédica, a matriz cortical passa por uma remodelação óssea. Na imagem radiográfica, uma consolidação é identificada pela maior opacidade nos “rejuntes” das margens fraturadas, formando uma calosidade óssea.
Fratura cominutiva
É uma lesão caracterizada pela perda da continuidade óssea gerando dois ou mais fragmentos.
Luxações
Processos de desarticulação de um ou mais ossos após evento traumático. Quando a desarticulação é momentânea e retorna ao estado inicial, chamamos de entorse. Entretanto, quando a estrutura não retorna e ocorre a perda da congruência articular, chamamos de luxação. Na radiografia, essas lesões são identificadas pelo aumento anormal do espaço articular ou quando a arquitetura está completamente desfigurada na imagem.
Luxação anterior da articulação glenoumeral.
Luxação da 2ª articulação metacarpofalangeana da mão.
Luxação da 5ª articulação metatarsofalangeana.
Artrite — É um processo inflamatório da cartilagem articular, a artrite produz episódios de dor aguda ou crônica. A artrite reumatoide, por exemplo, produz desalinhamento gradativo das falanges, erosão das epífises e edemas no tecido mole, aumentando a opacidade local — lesões que podem ser identificadas na análise radiográfica.
Para a análise radiográfica de imagens osteoarticulares, sugerimos o seguinte roteiro:
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Verifique se as radiografias de estruturas bilaterais sinalizam o lado esquerdo ou o direito na identificação. Caso contrário, o exame não tem validade clínica.
Observe se as bordas ósseas têm boa densidade óptica e alto contraste para diferenciar tecido ósseo e tecidos moles adjacentes. A silhueta deve ser nítida, evidenciando o córtex ósseo (opaco) e a região medular (transparente), no caso de ossos longos.
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Confira se as articulações estão radiotransparentes e se os espaços articulares aparecem abertos. Espaços reduzidos sugerem posicionamento errado ou processos reumáticos, como artrite ou artrose.
Em caso de artrite, verifique se a redução do espaço articular é seguida do aumento da radiopacidade na região. Se sim, o quadro pode sugerir caso avançado de osteoartrose.
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Galeazzi
Uma fratura de Galeazzi é uma fratura da região distal do rádio associada a uma ruptura da membrana interóssea e da articulação com a ulna, com uma subluxação da ulna. A fratura recebe o nome em homenagem ao cirurgião italiano Riccardo Galeazzi.
Monteggia
A fratura de Monteggia é uma fratura da ulna em sua região proximal que desloca a cabeça do rádio. Recebe o nome em homenagem a Giovanni Battista Monteggia.
6. Em traumas por arma de fogo, verifique se a resolução de contraste e densidade óptica permite fácil diferenciação entre os fragmentos ósseos e os fragmentos dos projéteis.
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Análise radiográfica pulmonar
Achados pulmonares podem ser preditivos para uma vasta seleção de patologias, o que torna necessária uma boa avaliação radiográfica da região. Muito solicitadas em exames admissionais, periódicos e demissionais, radiografias de tórax também são utilizadas para atestado de saúde.
Em alguns tipos de profissões, quadros de insuficiência respiratória crônica ou aguda, doenças pulmonares crônicas ou alterações morfofuncionais na caixa torácica e aparelho respiratório podem ser fatores impeditivos para posse em concursos públicos ou admissão em processos seletivos.
Nos exames periódicos, radiografias de tórax dizem muito quanto à saúde respiratória após um ano de atividades laborais e sobre as condições de se manter o colaborador no cargo. Nos exames demissionais, por sua vez, também revelam informações importantes quanto às sequelas que determinadas atividades laborais podem deixar no organismo.
Silicose
É uma patologia pulmonar caracterizada pelo acúmulo de sílica ou fibras plásticas ou de vidro.
Asbestose
É uma cicatrização do tecido pulmonar causada pela inalação de pó de amianto, também conhecido como asbesto.
A análise de uma radiografia de tórax deve seguir uma sequência bem delineada, visto que evidencia vários órgãos de sistemas diferentes. Por isso, com base em material técnico sobre o assunto, elaboramos um roteiro para análise e interpretação dos achados na radiografia pulmonar. Acompanhe o roteiro a seguir.
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Vias aéreas
Verificar o trajeto de entrada do ar até os pulmões. A traqueia deve aparecer radiotransparente, alinhada à coluna vertebral com calibre aberto (pérvia). Tração da traqueia para os lados sugere obstrução mecânica (atelectasia). A carina (bifurcação) fica na altura do botão aórtico, com bordas opacas.
Brônquios e pulmões
Perceber que o ramo esquerdo é mais horizontal e o direito, mais inclinado. A trama broncopulmonar é mais radiopaca ao centro da imagem, esmaecendo em direção à região periférica. A porção terminal mais radiopaca sugere processos inflamatórios, como bronquite ou pneumonia. Perceber que o tecido pulmonar é uniformemente transparente, em tons cinzas mais escuros. A imagem inclui os pulmões repletos de ar, dos ápices aos seios costofrênicos. Pulmões enegrecidos em formato de “barril” sugerem hiperinsuflação, comum em doenças pulmonares obstrutivas crônicas (DPOC). Ao contrário, pulmões leitosos (radiopacos), parcial ou totalmente, podem indicar processos infecciosos, atelectasia ou derrame pleural.
"Barril"
Pulmão em barril” é um sinal usado para a hiperinsuflação pulmonar (enchimento exagerado). Em Medicina, é comum a utilização de nomes “exóticos” para sinalizar aspectos patológicos. Pulmões achatados na base, alongados em comprimento e arqueados nas laterais se assemelham a um barril de madeira. O sinal da “gaivota”, por exemplo, é usado para caracterizar degeneração óssea nas articulações interfalângicas.
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Coração e vasos basais
Avaliar a posição do coração pelo índice cardiotorácico (ICT), que não pode exceder 0,5 (50% do volume total da caixa torácica). O coração deve estar ao centro, ligeiramente à esquerda, e os vasos basais ficam laterais às margens cardíacas. À esquerda, formam as curvaturas do botão aórtico, artéria pulmonar, átrio e ventrículo esquerdos. À direita, formam as curvaturas da veia cava superior e átrio direito. O ventrículo direito fica repousado ao centro, sobre o diafragma. ICT maior que 0,5 sugere cardiomegalia ou processos infecciosos que causem dilatação dos vasos basais.
Índice cardiotorácico (ICT)
Índice cardiotorácico é a relação entre o tamanho do coração no plano transversal e a largura total do tórax durante a inspiração profunda. Avalia o aumento da silhueta cardíaca.
Cardiomegalia
Cardiomegalia é o coração em proporções anormais. Esta doença é consequência da hipertensão arterial, doenças coronarianas, doença de Chagas, entre outras.
Diafragma
Deve aparecer plano, ao centro da imagem e inclinado nas laterais (seios costofrênicos). O lado direito é mais alto devido ao volume hepático, e o lado esquerdo é mais baixo devido ao volume cardíaco. Perda de nitidez no centro do diafragma pode sugerir lesão infecciosa na base pulmonar. Se a perda da nitidez ocorrer nas laterais, é preciso avaliar a possibilidade de derrame pleural. Já um diafragma plano de aspecto arriado sugere hiperinsuflação, típica em pacientes DPOC.
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Esqueleto
Escápulas devem estar fora do campo pulmonar e clavículas na altura do 3º par costal. Coluna torácica e externo aparecem sobrepostos e opacos. Arcos costais anteriores se cruzam sobre os posteriores e a contagem deve ser feita pela porção proximal dos arcos posteriores. Inspiração profunda mostra entre 9 e 10 pares costais na área pulmonar. Quadro de insuficiência respiratória é sugerido quando são vistos 6 pares costais, no máximo. Quadro de hiperinsuflação é cogitado quando 10 ou mais pares costais são vistos na área pulmonar.
Tecidos adjacentes
Gordura tem aspecto mais enegrecido e músculos são mais opacos por serem mais densos. Avaliar coleções de líquido ou edemas, em casos de trauma. Nas mulheres, a silhueta mamária produz aspecto radiopaco e pode desfocar o diafragma e os seios costofrênicos, dependendo do tamanho e da densidade das mamas.
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Outros dispositivos e acessório
Marcapassos, stents, clipes cirúrgicos, placas e pinos ortopédicos aparecem radiopacos por serem metálicos. Quanto aos pacientes internados em unidades de terapia intensiva (UTI), eletrodos, cateteres, tubos traqueais e sondas podem produzir sombras na imagem e, sempre que possível, devem ser afastados do campo pulmonar, com o auxílio da equipe de Enfermagem.
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No vídeo a seguir, o especialista aborda as principais incidências para diagnóstico pulmonar, relacionando as melhores técnicas para suspeita das principais patologias em pacientes de serviços de tratamento intensivo.
Verificando o aprendizado
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Conclusão
Considerações Finais
A interpretação radiográfica é um processo complexo na anamnese e propedêutica clínica. Muitos profissionais da saúde sentem dificuldade nessa especialidade por não conhecerem os fundamentos físicos das ciências radiológicas aplicados à imagem. Compreender como os raios X são formados e de que maneira interagem com o corpo humano é fundamental para analisar adequadamente a imagem, descobrir as lesões e encaminhar o paciente para o devido tratamento, buscando promover seu bem-estar.
Podcast
CONQUISTAS
Você atingiu os seguintes objetivos:
● Identificou os aspectos radiográficos em padrão de normalidade clínica e em comparação aos sinais apresentados em lesões ou patologias