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FÍSICA BÁSICA DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
          Dra. Claudia da Costa Leite, Dr. Edson Amaro Júnior, Dra. Maria Garcia Otaduy

      Principios da Formação de Imagem em Tomografia Computadorizada


       Godfrey Hounsfield é que desenvolveu esta técnica de obtenção de imagens em
1972. Na verdade os princípios físicos da tomografia computadorizada são os mesmos
da radiografia convencional. Para a obtenção de imagens são utilizados os raios-x.
Enquanto na radiografia convencional ou simples o feixe de raio-x é piramidal e a
imagem obtida é uma imagem de projeção, na tomografia computadorizada o feixe é
emitido por uma pequena fenda e tem a forma de leque.

       Na tomografia computadorizada o tubo de raio-x gira 360 o em torno da região do
corpo a ser estudada e a imagem obtida é tomográfica ou seja “fatias” da região do
corpo estudada são obtidas. Em oposição ao feixe de raios-x emitidos temos um
detector de fótons que gira concomitantemente ao feixe de raios-x. Como na radiografia
convencional as características das imagens vão depender dos fótons absorvidos pelo
objeto em estudo.

      Dessa forma, os fótons emitidos dependem da espessura do objeto e da
capacidade deste de absorver os raios-x. Os detectores de fótons da tomografia
computadorizada transformam os fótons emitidos em sinal analógico (quanto mais Rx
chega, maior é a diferença de potencial, ou voltagem que cada detector fornece ao
computador) e depois digital (o computador converte os valores de voltagem, contínuos,
em unidades digitais, vistas abaixo).

       Como dito anteriormente, para a formação da imagem de tomografia
computadorizada a emissão do feixe de raio-x é feita em diversas posições,
posteriormente as informações obtidas são processadas utilizando uma técnica
matemática chamada de projeção retrógrada, ou outras, como a transformada de
Fourier.

      Um tomógrafo é formado por um tubo no interior do qual há um anel no qual
estão localizados em posições opostas o emissor do feixe de raio-x e os detectores,
sendo que este conjunto gira 360 graus para a obtenção da imagem.

       Atualmente há vários tipos de tomógrafo: convencional ou simplesmente
tomografia computadorizada, tomografia computadorizada helicoidal, tomografia
computadorizada “multi-slice” e tomógrafos mais sofisticados, como “ultra-fast” e “cone-
beam”. Na tomografia helicoidal além do tubo de raio-x e os detectores girarem, a mesa
também é deslocada e a trajetória do feixe de Rx ao redor do corpo é uma hélice (ou
espiral, senso lato).
       fonte                                            detectores
Figura 1: esquema da fonte e detectores de um tomógrafo




                      Características das Imagens Tomográficas

       Entre as características das imagens tomográficas destacam-se os pixels, a
matriz, o campo de visão (ou fov, “field of view”), a escala de cinza e as janelas.
       O pixel é o menor ponto da imagem que pode ser obtido. Assim uma imagem é
formada por inúmeros pixels. O conjunto de pixels está distribuído em colunas e linhas
que formam a matriz. Quanto maior o número de pixels numa matriz melhor é a sua
resolução espacial, o que permite um melhor diferenciação espacial entre as estruturas.

       O campo de visão (FOV) representa o tamanho máximo do objeto em estudo que
ocupa a matriz, por exemplo, uma matriz pode ter 512 pixels em colunas e 512 pixels
em linhas, e se o campo de visão for de 12 cm, cada pixel vai representar cerca de
0,023 cm (12 cm/512). Assim para o estudo de estruturas delicadas como o ouvido
interno o campo de visão é pequeno, como visto acima enquanto para o estudo do
abdômen o campo de visão é maior, 50 cm (se tiver uma matriz de 512 x 512, então o

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  • 1. FÍSICA BÁSICA DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Dra. Claudia da Costa Leite, Dr. Edson Amaro Júnior, Dra. Maria Garcia Otaduy Principios da Formação de Imagem em Tomografia Computadorizada Godfrey Hounsfield é que desenvolveu esta técnica de obtenção de imagens em 1972. Na verdade os princípios físicos da tomografia computadorizada são os mesmos da radiografia convencional. Para a obtenção de imagens são utilizados os raios-x. Enquanto na radiografia convencional ou simples o feixe de raio-x é piramidal e a imagem obtida é uma imagem de projeção, na tomografia computadorizada o feixe é emitido por uma pequena fenda e tem a forma de leque. Na tomografia computadorizada o tubo de raio-x gira 360 o em torno da região do corpo a ser estudada e a imagem obtida é tomográfica ou seja “fatias” da região do corpo estudada são obtidas. Em oposição ao feixe de raios-x emitidos temos um detector de fótons que gira concomitantemente ao feixe de raios-x. Como na radiografia convencional as características das imagens vão depender dos fótons absorvidos pelo objeto em estudo. Dessa forma, os fótons emitidos dependem da espessura do objeto e da capacidade deste de absorver os raios-x. Os detectores de fótons da tomografia computadorizada transformam os fótons emitidos em sinal analógico (quanto mais Rx chega, maior é a diferença de potencial, ou voltagem que cada detector fornece ao computador) e depois digital (o computador converte os valores de voltagem, contínuos, em unidades digitais, vistas abaixo). Como dito anteriormente, para a formação da imagem de tomografia computadorizada a emissão do feixe de raio-x é feita em diversas posições, posteriormente as informações obtidas são processadas utilizando uma técnica matemática chamada de projeção retrógrada, ou outras, como a transformada de Fourier. Um tomógrafo é formado por um tubo no interior do qual há um anel no qual estão localizados em posições opostas o emissor do feixe de raio-x e os detectores, sendo que este conjunto gira 360 graus para a obtenção da imagem. Atualmente há vários tipos de tomógrafo: convencional ou simplesmente tomografia computadorizada, tomografia computadorizada helicoidal, tomografia computadorizada “multi-slice” e tomógrafos mais sofisticados, como “ultra-fast” e “cone- beam”. Na tomografia helicoidal além do tubo de raio-x e os detectores girarem, a mesa também é deslocada e a trajetória do feixe de Rx ao redor do corpo é uma hélice (ou espiral, senso lato). fonte detectores
  • 2. Figura 1: esquema da fonte e detectores de um tomógrafo Características das Imagens Tomográficas Entre as características das imagens tomográficas destacam-se os pixels, a matriz, o campo de visão (ou fov, “field of view”), a escala de cinza e as janelas. O pixel é o menor ponto da imagem que pode ser obtido. Assim uma imagem é formada por inúmeros pixels. O conjunto de pixels está distribuído em colunas e linhas que formam a matriz. Quanto maior o número de pixels numa matriz melhor é a sua resolução espacial, o que permite um melhor diferenciação espacial entre as estruturas. O campo de visão (FOV) representa o tamanho máximo do objeto em estudo que ocupa a matriz, por exemplo, uma matriz pode ter 512 pixels em colunas e 512 pixels em linhas, e se o campo de visão for de 12 cm, cada pixel vai representar cerca de 0,023 cm (12 cm/512). Assim para o estudo de estruturas delicadas como o ouvido interno o campo de visão é pequeno, como visto acima enquanto para o estudo do abdômen o campo de visão é maior, 50 cm (se tiver uma matriz de 512 x 512, então o