sexta-feira, 13 de maio de 2011

Princípios de Formação de imagem

PRINCÍPIOS DE FORMAÇÃO DE IMAGEM

Qualidade Radiográfica Um estudo da qualidade ou da técnica radiográfica inclui todos aqueles fatores ou variáveis relacionados à precisão da reprodução das estruturas e tecidos radiografados no filme radiográfico ou em outros receptores de imagem. Alguns destes fatores ou variáveis relacionam-se. mais diretamente, com o posicionamento radiográfico; a seguir, é fornecida uma discussão dos aspectos aplicados destes fatores.

• Fatores de Exposição Os três fatores de exposição, quilovoltagem (KV), miliamperagem (mA) e tempo de exposição (segundos. s). são, respectivamente, os fatores de controle básico para contraste. densidade e definição ou ausência de nitidez. A quilovoltagem (KV) controla basicamente a qualidade ou a capacidade de penetração do feixe de raios X e. desta forma, a escala de contraste de uma radiografia A miliamperagem (mA) a o Tempo (s) geralmente são combinados em miliampere segundo (mAs) como fator primário que controla a quantidade do feixe de raios X. Portanto, mAs é o fator de controle primário da densidade de uma radiografia. O tempo ou a duração de exposição em segundos (s) ou milissegundos (ms) pode ser modificado em combinação com mA para controlar o movimento durante a exposição que resulta em perda da definição ou ausência de nitidez da imagem. Portanto, obter aquela exposição ideal descrita para cada projeção ou posição no tópico sobre critérios de avaliação requer uma boa compreensão destas variáveis de exposição que são ajustadas no painel de controle pelo radiologista para cada exposição.

• Fatores de Qualidade da Imagem Determinados fatores pelos quais se avalia a qualidade de uma imagem radiográfica são denominados fatores de qualidade da imagem. Todo radiologista deve compreender estes fatores descritos neste capítulo, de forma que possam ser avaliados, descritos e usados para produzir aquela radiografia de qualidade ótima que é objetivo de todo exame radiográfico. Estes quatro fatores de qualidade da imagem são densidade, detalhe, distorção e contraste.

1. Densidade

Definição: A densidade radiográfica pode ser descrita como o grau de enegrecimento da radiografia concluída. Quanto maior o grau de enegrecimento, maior a densidade e menor a quantidade de luz que atravessará a radiografia quando colocada na frente de um negatoscópio ou de um foco de luz.
Fatores de Controle: O fator primário de controle da densidade é o mAs que controla a densidade por meio de controle direto da quantidade de raios emitidos do tubo de raios X durante uma exposição. Assim, a duplicação do mAs duplicará a quantidade de raios X emitidos e a densidade. Além de mAs, a distância também é um fator de controle para a densidade radiográfica. A distância afeta a densidade de acordo com a lei do inverso do quadrado. Por exemplo, a duplicação da distância, então, possui em efeito significativo sobre a densidade, mas como geralmente é utilizada uma distância-padrão, o mAs torna-se uma variável usada para aumentar ou reduzir a densidade radiográfica.

Regra de Mudança da Densidade: Uma regra geral afirma que o mAs deve ser alterado em no mínimo 30% para que haja uma modificação notável na densidade radiográfica. Portanto, se uma radiografia for subexposta o suficiente para se inaceitável, um aumento de 30% produziria uma alteração notável, mas não seria suficiente para corrigir a radiografia. Uma boa regra geral sugere que uma duplicação geralmente é a alteração mínima do mAs necessária para corrigir esta radiografia subexposta.

Por exemplo: se uma radiografia da mão feita com 2,5 mAs ficou muito clara ou foi subexposta em grau que indicou repetição, então o mAs deve ser aumentado para 5 mAs se o KV e outros fatores não foram alterados. Da mesma forma, uma radiografia subexposta ou muito escura que indica repetição geralmente requer a redução do mAs à metade se outros fatores não são alterados.

Sumário: Deve haver densidade adequada na radiografia pronta para visualizar com precisão aqueles tecidos ou órgãos que estão sendo radiografados. Uma densidade muito pequena (subexposição) ou uma densidade muito grande (superexposição) não visualizará com precisão estes tecidos ou estruturas.

2. Contraste
Definição: 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 variação, a densidade. Quanto maior esta variação, maior o contraste. Quanto menor esta variação ou menor a diferença entre densidade de áreas adjacentes, menor o contraste. O contraste também pode ser descrito como contraste de longa escala ou curta escala referindo-se à faixa de todas as densidades ópticas desde as partes mais claras até as partes mais escuras da radiografia. Isso é novamente demonstrado nas grafias, mostrando grande contraste, com maiores diferenças nas densidades adjacentes, e um contraste de escala curta porque há menos graus de densidade diferente.

Objetivo ou Função: O objetivo ou função do contraste é tornar mais visíveis os detalhes anatômicos de uma radiografia. Portanto, o contraste radiográfico ótimo é importante, sendo essencial uma compreensão do contraste na avaliação da qualidade radiográfica. Um contraste menor ou maior não é necessariamente bom ou mau por si só. Por exemplo, um contraste menor com menor diferença entre densidades adjacentes (contraste de longa escala) é mais desejável em determinados exames, tais como radiografias do tórax onde são necessários vários diferentes tons de cinza para se visualizarem as marcas pulmonares muito finas. Isso é demonstrado comparando-se as duas radiografias de tórax. O tórax com pequeno contraste (escala longa) demonstra mais tons de cinza conforme evidenciado pelos tênues contorno das costelas e vértebras visíveis através do coração e das estruturas do mediastino. Estes tons de cinza que delineiam as costelas e as vértebras são menos visíveis através do mediastino na radiografia torácica com grande contraste. Pode ser desejável um maior contraste (escala curta) para demonstrar determinadas estruturas ósseas, onde é necessária maior diferença em densidades adjacentes para visualizar claramente contornos ou bordas, como para os membros superiores ou inferiores. Entretanto, em geral, as radiografias com contraste muito grande (escala curta) freqüentemente fornecem informações insuficientes, e uma radiografia de menor contraste ou de escala longa demonstrando um maior número de diferentes densidades pode fornecer mais informações diagnósticas e, assim em geral, podem ser mais desejáveis.

Fontes de Controle: O fator de controle primário para contraste é o KV. A quilovoltagem controla a energia ou a capacidade de penetração do feixe primário. Quanto maior o 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.

Sumario: Uma regra geral afirma que se deve usar a maior KV e o menor mAs que proporcionarem informação diagnóstica suficiente em cada exame radiográfico. Isto reduzirá a exposição ao paciente e, em geral, resulta em radiografias com boa informação diagnóstica. O movimento voluntário, em virtude da respiração ou do movimento da parte do corpo durante a exposição, pode ser evitado ou, ao menos, minimizados por determinados fatores durante o posicionamento. O uso de blocos de sustentação, sacos de areia ou outros dispositivos de imobilização podem ser usados com eficácia para reduzir o movimento. Estes são mais eficazes para exames dos membros superior ou inferior, como será demonstrado em todo este texto. Também serão demonstrados faixas de contenção a fim de sustentar os pacientes fracos ou trêmulos, como uma forma de evitar o seu movimento durante a exposição. É mais difícil, se não impossível, controlar completamente o movimento involuntário como aquele decorrente da ação peristáltica de órgãos abdominais. Se houver borramento da imagem em virtude do movimento, é importante ser capaz de determinar pela radiografia se este é devido a movimento voluntário ou involuntário, porque há diferentes formas de controlar estes dois tipos de movimento.

Diferença entre movimento voluntário e involuntário: O movimento voluntário, muito mais fácil de ser evitado, é caracterizado por borramento generalizado de estruturas articuladas. É mais difícil controlar o movimento involuntário como aquele decorrente de peristalse, e este pode ser identificado como borramento localizado. Algumas vezes, determinadas técnicas de relaxamento, ou em alguns casos instruções cuidadosas sobre respiração, podem ajudar a reduzir o movimento involuntário. Entretanto, um tempo de exposição curto é a melhor e, às vezes, a única forma de minimizar o borramento da imagem divido ao movimento involuntário.

3. Detalhe
Definição: O detalhe registrado (algumas vezes denominado definição) pode ser definido como a nitidez das estruturas na radiografia. Esta nitidez dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de finas linhas estruturais e pelos limites de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A insuficiência de detalhes ou definição é conhecida como borramento ou ausência de nitidez.

Fatores de Controle: O movimento é o maior empecilho para a nitidez da imagem relacionado ao posicionamento. Outros fatores que controlam ou influenciam detalhes 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, portanto em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes. Logo, pequeno ponto focal selecionado no painel de controle deve ser usado sempre que possível. Combinado a um pequeno ponto focal, um aumento da DFoFi e uma diminuição da DOF resultarão em menor borramento geométrico, que aumentarão os detalhes.

Dois Tipos de Movimento: Há dois tipos de movimento que influenciam os detalhes radiográficos: o movimento voluntário e o involuntário. Uma regra geral para minimizar o borramento da imagem causado por movimento voluntário é sempre utilizar dispositivos de suporte quando necessário; e, para minimizar ambos os tipos de movimento, utilizar uma combinação filme-écran mais rápida e o menor tempo de exposição possível. Como mA x s = mAs, a mA e o tempo (em segundos, s, ou milissegundos, ms) são inversamente proporcionais. Se a mA for duplicada, o tempo pode ser reduzido à metade. Em geral deve-se usar maior mA e o menor tempo de exposição possíveis dentro dos limites do equipamento específico usado.

Sumário: A perda de detalhes é causada, com maior freqüência, por movimento, seja voluntário ou involuntário, que é basicamente controlado pelo uso de dispositivos de imobilização e pequenos tempos de exposição. 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.

4. Distorção
Definição: O quarto fator de qualidade da imagem pelo qual se avalia e descreve a qualidade radiográfica é a distorção, que pode ser definida com a representação errada do tamanho ou do formato do objeto, tal como projetada num registro radiográfico. A ampliação, algumas vezes, é relacionada como um fator separado, mas, como é um distorção do tamanho, pode ser incluída juntamente com a distorção do formato. Portanto, a distorção, seja do formato ou do tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e como tal é indesejável. Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que está sento radiografada. Isso é impossível porque há sempre algum aumento e/ou distorção devido à DOF e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e controlada.

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 ocorre porque os raios X originem-se de uma fonte estreita no tubo e divergem ou espalhem-se para cobrir todo o filme ou receptor da imagem. O tamanho do feixe de raios X (tamanho do campo da colimação) é limitado por colimadores ajustáveis que absorvem os raios periféricos em quatro lados, assim controlando o tamanho do campo de colimação. Quanto maior o campo de colimação e menor a DFoFi, maior ângulo de divergências nas margens externas. Isso aumenta o potencial de distorção nestas margens. Em geral, apenas o ponto central exato do feixe de raios X, o raio centra (RC), não apresenta divergência quando penetra na parte do corpo e incide no filme a exatamente 90º ou perpendicular ao plano do filme. Isso resulta na menor distorção possível neste ponto. Todo restante do feixe de raios X incide no filme, formando algum outro ângulo que não 90º, com o ângulo de divergência aumentando até as porções mais externas do feixe. A divergência do feixe de raios X combinada ao tamanho do ponto focal cria borramento geométrico.

Fatores de Controle: Quatro fatores de controle primário da distorção são (1) DFoFi, (2) DOF, (3) Alinhamento do objeto e (4) RC (raio central).

1) DFoFi: O efeito da DFoFi na distorção do tamanho é demonstrada. Observe que, em uma DFoFi maior, há menor aumento que em uma DFoFi menor. Esta é a razão básica pela qual as radiografias do tórax são feitas a 183 cm, e não no mínimo, mais comum de 102 cm. O tamanho do coração é uma consideração importante na radiografia do tórax, e uma DFoFi de 183 cm resulta em menor aumento do coração e de outras estruturas dentro do tórax. DFoFi Mínima 102 cm: Durante vários anos, foi prática comum utilizar 102 cm como a DFoFi padrão para a maioria dos exames radiológicos. Entretanto, no interesse de reduzir a exposição do paciente e de melhorar os detalhes registrados ou definição, está tornando-se mais comum aumentar a DFoFi padrão para 107, 112 ou 122 cm. Estudos mostraram, por exemplo, que o aumento da DFoFi de 102 para 122 cm reduzirá a dose de entrada para o paciente de 12,5%, com uma redução da dose integral(volume tecidual total irradiado) de 11%. Também devido ao princípio de divergência do feixe de raios X descrito acima, este aumento na DFoFi possui o benefício adicional de reduzir o aumento e a distorção, assim reduzindo o borramento geográfico o que aumenta o detalhe registrado ou definição.

2) DOF: O efeito da DOF sobre o aumento ou a distorção do tamanho é claramente ilustrado. Quanto mais próximo o objeto que está sendo radiografado estiver do filme, menor o aumento e melhor o detalhe ou a definição. Esta é uma vantagem de fazer radiografias dos membros superiores e inferiores n tampo da mesa e não na bandeja de Bucky. A bandeja de Bucky na maioria dos tampos de mesa do tipo flutuante está 8-10 cm abaixo do tampo da mesa, o que aumenta a DOF. Isso não apenas torna maior o aumento mais também diminui a nitidez da imagem (definição).

Tamanho do Ponto Focal e Borramento da Imagem: Na verdade, existe uma área no ânodo conhecida como ponto focal. O tamanho do ponto focal determinado pelo tamanho do filamento no cátodo e pelo ângulo da área ativo no ânodo. A seleção do pequeno ponto focal em um tubo de raios X de foco duplo, ou o uso de um tubo de raios X com ânodo de menor ângulo resultará em menor borramento da imagem devido ao efeito de penumbra do borramento geométrico. O ângulo do ânodo é determinado pelo fabricante de equipamento e, portanto, não é uma variável controlada pelo técnico. Entretanto, mesmo com o menor ponto focal possível, há alguma penumbra. O efeito deste borramento geométrico é muito aumentado quando a DOF é aumentada ou a DFoFi diminuída. Portanto, um aumento na DOF e uma diminuição na DFoFi não resultam apenas em uma maior distorção do tamanho ou aumento da imagem, mas também aumenta o borramento geral da imagem radiográfica.

3) Alinhamento do Objeto: O terceiro importante fator de controle da distorção relacionado ao posicionamento é o alinhamento do objeto. Este refere-se ao alinhamento ou plano do objeto que está sento radiografado em relação ao plano do filme de raios X ou outro receptor de imagem. Se o plano do objeto não está paralelo ao plano do filme, ocorre distorção. Dois efeitos são demonstrados quando o objeto não está alinhado corretamente ou não está paralelo ao filme. O primeiro é a distorção através do encurtamento ou redução do tamanho da imagem em comparação com o tamanho do objeto; ou alongamento que é um aumento do tamanho da imagem em comparação com o tamanho do objeto. Quanto maior o ângulo de inclinação do objeto, maior o grau de distorção. Um segundo efeito do alinhamento inadequado do objeto é a distorção das articulações ou das extremidades das estruturas ósseas. Isso é mais bem demonstrado em articulações que envolvem os membros superiores e inferiores. Por exemplo, se um dedo radiográfico não está paralelo ao filme, os espaços articulares entre as falanges não serão visualizados como abertos em virtude da superposição das extremidades ósseas. Isso demostra um importante princípio de posicionamento. O alinhamento correto do objeto (no qual o plano possível ao plano do filme) resulta em menor distorção e espaços articulares mais abertos.

4) Raio Central (RC): Outro princípio importante no posicionamento e o quarto fator de controle da distorção é o uso correto do RC. Como descrito previamente no tópico sobre o princípio de divergência do feixe de raios X, em geral apenas o centro exato do feixe, o RC, não apresenta divergência quando projeta aquela parte do objeto a 90º ou perpendicular ao plano do filma. Portanto, há a menor distorção possível do RC pois os raios X podem atravessar um espaço articular neste ponto sem impedimento. A distorção aumenta à medida que aumenta o ângulo de divergência do centro do feixe de raios X para as bordas externas. Portanto, quanto mais próximo do ponto do RC, menor a distorção. Por esse motivo, a centralização correta ou posicionamento correto do RC é importante na minimização da distorção da imagem.

Sumário: A distorção, que é um erro na representação do tamanho e do formato da imagem radiográfica, pode ser minimizada por quatro fatores de controle:

(1) DFoFi – aumento da DFoFi diminui a distorção (também aumenta a definição);
(2) DOF – diminuição da DOF diminui a distorção (cominada um pequeno ponto focal, a diminuição da DOF também aumentada a definição);
(3) Alinhamento do Objeto – a distorção é diminuída com o alinhamento correto do objeto (o plano do objeto está paralelo ao plano do filme);
(4) RC – o posicionamento correto do RC reduz a distorção porque a porção mais central do feixe de raios X com a menor divergência é mais bem usada.

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