RADIOGRAFIA DIGITAL

1. RADIOGRAFIA DIGITAL
Diego Augusto Pedroso & Rosiani De Souza Ramalho
Orientador: Cláudio Kleina, professor de Informática Aplicada.

2. RESUMO
A cada dia que passa a medicina vem avançando nas modalidades de produção de imagens, como a melhor compreensão dos princípios básicos da captação de imagens, aperfeiçoamento de técnicas matemáticas de reconstrução, a evolução dos computadores com desenvolvimento de equipamentos mais baratos e mais seguros. Esta melhoria na tecnologia da computação levou a uma tendência para a geração de imagens digitais, e os exames tradicionais de raios X podem agora ser adquiridos e processados pelo computador. A aquisição e análise de imagens digitais de raios X formam a base de um novo campo chamado radiologia digital.

With each passing day the medicine is advancing in the ways of producing images, such as better understanding of the basics of shooting, the development of mathematical techniques of reconstruction, the evolution of computers with equipment development cheaper and safer. This improvement in computer technology led to a trend towards digital imaging, and traditional X-ray examinations can now be acquired and processed by computer. The acquisition and digital image analysis of X-rays form the basis for a new field called digital radiology.

3. PALAVRAS CHAVE
Evolução, radiografia digital, imagem e padrão.

4. INTRODUÇÃO
Em 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Rõntgen descobriu os raios X, que revolucionaram o meio cientifico, e em especial a Medicina, de tal forma que por volta de 1900 à radiologia já existia como especialidade médica. Por volta de 1940 novas tecnologias como a televisão e intensificadores de imagens permitiram a realização de fluoroscopia de ótima qualidade e em tempo real. O desejo de separar estruturas superpostas também levou ao desenvolvimento de uma variedade de técnicas tomográficas analógicas, mas que davam maus resultados. Os pesquisadores reconheceram, então, que um computador seria necessário para realizar a limpeza dos borrões, e métodos matemáticos para reconstrução de imagens foram desenvolvidos, principalmente por Cormack. Por volta de 1970, Hounsfield e sua equipe da EMI Corporation desenvolveu o primeiro tomógrafo computadorizado comercialmente viável, que permitiu pela primeira vez a visualização de estruturas internas do corpo através de seções transversais.

5. CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA
Desde a descoberta da radiação X ela vem sendo constantemente utilizada e aperfeiçoada, novas formas de diagnóstico por imagem como o uso de tomógrafos computadorizados e com o avanço da radiologia tem tornado cada vez maior e mais preciso o uso da radiação ionizante.
O desenvolvimento de novos sistemas de computador, programas, máquinas com extensa capacidade de processamento e armazenamento e comunicação através da internet, torna cada vez mais indissociáveis os campos da radiologia e diagnóstico por imagem com a computação.
A imagem radiográfica digital tornou-se uma realidade a partir do momento em que as primeiras radiografias convencionais com o uso de filme radiográfico foram digitalizadas e armazenadas em formato digital em um computador. Desde então, vários pesquisadores vêm trabalhando incessantemente no intuito de produzir sistemas radiográficos que dispensem o uso de filmes convencionais ou processamento químico, em que sensores sem fio e reduzidos tempos de exposição à radiação ionizante, produzam imagens de excelente capacidade de diagnóstico, com mínima exposição do paciente e com baixo custo de produção.

5.1 RADIOGRAFIAS DIGITAIS.
Primeiramente veremos como é feita a leitura da placa de imagem na unidade leitora, a placa de imagem é removida do cassete, em seguida essa placa é escaneada pelo laser. Este laser estimula a emissão da energia presa na placa, que é liberada como luz visível (azul- esverdeada), essa luz é recolhida por guias de fibra ótica e atinge a fotomultiplicadora, onde é produzido sinal eletrônico. Este sinal é então digitalizado e armazenado. Para finalizar o processo a placa é exposta a uma intensa luz branca que apaga a energia armazenada residual, fazendo com que esta placa esteja pronta para reuso, a placa de imagem é composta por um composto de 85%BaFBr (bário, ferro e bromo) e 15%BaFI (bário, flúor e iodo), ativado por uma pequena quantidade de Európio.
As formas de aquisição de uma imagem radiográfica digital são duas:
Radiografia Digital – Imagens adquiridas por aparelhos de raios-X que, ao invés de utilizar filmes radiográficos, possuem uma placa de circuitos sensíveis aos raios X que gera uma imagem digital que envia a imagem para o equipamento para leitura de placas de fósforo que faz a produção de imagem digital e a envia diretamente para o computador na forma de sinais elétricos.

Figura 1

Radiografia Computadorizada – Neste processo utilizam-se os aparelhos de radiologia convencional, porém substituem-se os “chassis” com filmes radiológicos em seu interior por “chassis” com placas de fósforo (fig.2)

Figura 2.
5.2 COMO SE FORMAM AS IMAGENS
Para entender isso, devemos compreender que a imagem digital nada mais é que uma representação numérica de uma imagem real, ou seja, ao invés de átomos para formar a imagem temos pixels e voxels.
Pixel é o menor ponto bidimensional de uma imagem, enquanto Voxel é o menor ponto tridimensional de uma imagem digital.
O processo de digitalização de uma imagem, isto é, a conversão de uma imagem do mundo contínuo (físico, real) para o mundo discreto (digital) é feito através de alguns cálculos matemáticos, em que se informa ao computador onde cada parte daquela imagem existe e o computador representa esta parte através de pixels.
Para fazer a conversão de imagem em números, a imagem é subdividida em uma grade, contendo milhões de quadrados de igual tamanho, sendo cada um deste associado a um valor numérico da intensidade luminosa naquele ponto. A essa grade de quadrados chamamos de "imagem matriz", e cada quadrado na imagem é chamado de pixel. O pixel é a abreviatura para “Picture element” ou elemento de uma imagem. Quanto mais pixels por polegada tiverem uma imagem melhor será a qualidade ou resolução. Cada pixel carrega a informação sobre o nível de cinza ou cor que ele representa.

Figura 3.

A imagem médica produzida por equipamentos que realizam cortes seccionais traz consigo uma informação de profundidade. A imagem bidimensional que se vê na tela ou filme radiográfico, quando carrega consigo este tipo de informação recebe o nome de voxel (fig.4). Enquanto que o pixel representa a menor quantidade de informação por unidade de medida quadrada o voxel é a menor quantidade de informação que uma imagem pode ter por unidade de medida cúbica em um espaço tridimensional.

Figura 4.
Tabela 1 com os valores de matriz mais utilizados em medicina são:
Tipo de imagem Resolução Típica Espaço
Radiografia 2048 x 2048 x 12 bits 32 MB
Mamografia 4096 x 5120 x 12 bits 160 MB
TC 512 x 512 x 12 bits 15 MB
RNM 256 x 256 x 12 bits 6.3 MB
Ultra-som 256 x 256 x 8 bits 1.5 MB
Med. Nuclear 128 x128 x 8 bits 0.4 MB



5.3 PACS
O PACS (fig. 5) é um sistema que proporciona o armazenamento e comunicação de imagens geradas por equipamentos médicos que trabalham com imagens originadas em equipamento de TC, RNM, US, RX, MN, PET, etc. D
De uma forma normalizada possibilitando que as informações dos pacientes e suas respectivas imagens digitalizadas e, armazenadas em mídia eletrônica sejam compartilhadas e visualizadas em monitores de alta resolução, distribuídos em locais fisicamente distintos.
Os principais elementos a serem observados na estrutura do PACS são:
Dispositivos de entrada (RX, RNM, TC, US, MN, PET, etc.)
Rede de computadores
Servidor de DICOM
Integração com o RIS e HIS
Dispositivos de saída (monitores, impressoras, gravadoras)

Figura 5.
As vantagens dos sistemas de radiografia digitais, que são também extensíveis às demais modalidades diagnósticas, podem ser divididas em quatro classes:
1º) Facilidade de exibição da imagem – Na radiografia digital a imagem vai ser mostrada em um monitor de vídeo, em vez do processo tradicional de expor o filme contra a luz.
2º) Redução da dose de raios-X – Ajustando-se a dose para que a imagem tenha uma relação sinal ruído conveniente, consegue-se uma diminuição real da radiação absorvida pelo paciente.
3º) Facilidade de processamento de imagem – O aumento do contraste ou a equalização por histograma são técnicas digitais que podem ser usadas. A técnica de subtração de imagens pode remover grande parte da arquitetura de fundo não desejado, melhorando assim a visualização das características importantes da radiografia.
4º) Facilidade de aquisição, armazenamento e recuperação da imagem – Armazenamento em bases de dados eletrônicas, facilitando a pesquisa de dados e a transmissão para longas distâncias, usando redes de comunicações de dados.

5.4 PADRONIZAÇÕES DE IMAGENS MÉDICAS
Para a comunicação de dados computacionais entre diferentes sistemas é necessária a padronização da linguagem utilizada. O uso crescente dos computadores em aplicações clínicas por fabricantes de equipamentos gerou a necessidade de um método padrão para arquivamento e transferência de imagens e informações entre os dispositivos com origem de fabricantes diferentes.

•O American College Of Radiology (ACR) e a National Eletrical Manufacturers Association (NEMA), sediados nos EUA, deram origem a um comitê comum em 1983 para desenvolver um padrão de imagem cujos principais objetivos são: promover a comunicação de informações de imagens digitais; padronização dos diversos fabricantes de aparelhos que geram imagens médicas; facilitar o desenvolvimento e expansão dos sistemas PACS e permitir a criação de uma base de dados de informações de diagnósticos que possam ser examinadas por uma grande variedade de aparelhos distribuídos em uma rede em um ou em vários estabelecimentos de saúde.
O padrão de DICOM é um padrão em permanente desenvolvimento e mantêm-se de acordo com os procedimentos do comitê de padrões de DICOM. As sugestões para atualizações são propostas pelos membros do comitê de DICOM, estas propostas são consideradas para inclusão nas edições futuras do padrão. Uma exigência para que a proposta de atualização seja considerada é de que o padrão deve manter a compatibilidade eficaz com edições precedentes.
Atualmente o DICOM é gerido por um comitê composto por praticamente todos os grandes fabricantes de equipamentos para imagem diagnóstica e, por grandes instituições médico - cientificas em todo o mundo, totalizando aproximadamente 50 membros, entre eles: Agfa, Kodak, Toshiba, Philips, Siemens, American College of Radiology, Societe Fraçaise de Radiolgie, Societa Italiana di Radiologia Medica, Korean PACS Standard Committee, entre outros.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A radiografia digital oferece inúmeras vantagens sobre o filme convencional, não só na capacidade de melhorar a qualidade da imagem através de tratamento gráfico utilizando-se softwares específicos, que podem inverter a escala de cores, aumentar áreas específicas proporcionar efeitos de textura e outros, como também na capacidade de obtenção das mesmas. Somando-se a estas a grande redução da dose de radiação empregada. Segundo os fabricantes, está na ordem de redução de 80% da dose utilizada em tomadas radiográficas convencionais, sendo este argumento um dos grandes impulsos no desenvolvimento e lançamento comercial dos diversos sistemas de radiografia digital no mercado.


7. BIBLIOGRAFIA
http://www.tecnologiaradiologica.com/materia_pacs_dicom.htm

http://www.patologiaoral.com.br/home.asp

http://www.informaticamedica.org.br/

http://www.tecnologiaradiologica.com/materia_informaticaTC.htm

http://www.sbeb.org.br/cbeb2008/F%EDsica%20M%E9dica/p_1256.pdf

http://www.vmi.com.br/vmi/news_detail.php?sezione=news&ID=14