O documento descreve as bases físicas da tomografia computadorizada, incluindo a emissão de radiação por um tubo de raios-X, a interação da radiação com a matéria e a atenuação da radiação pelos tecidos. As imagens reconstruídas representam um mapa da atenuação e são visualizadas em uma escala de contraste chamada Unidades de Hounsfield.

1. Bases Físicas da Tomografia
Computadorizada
Ms. Ana Paula Schwarz

2. Bases Físicas
• A TC usa um conjunto composto por um tubo de RX, gerador e
detectores de radiação;
• Esses itens giram simultaneamente dentro da moldura circular
do gantry no processo de formação de imagem.
• A radiação emitida a cada posição do tubo e da mesa forma
projeções de dados, as relativas à atenuação da radiação pelo
paciente.
• O sinal de cada detecção é digitalizado e transformando em
valores numéricos para o processamento computacional.
• Fisicamente, as imagens reconstruídas representam um mapa
da atenuação da radiação pelos tecidos, que são visualizados
dentro de uma escala de contraste.
• Isso é utilizado para diagnóstico por imagens.

4. Emissão de radiação

5. Emissão da Radiação

6. Interação da Radiação com a Matéria
Produção de pares
Efeito Compton
Efeito fotoelétrico

7. Atenuação da Radiação

8. • Em termos físicos, o processo de redução de transmissão do
feixe de RX ao passar pelo tecido é expresso pelo coeficiente
de atenuação linear (μ).
• Ele indica quanto de feixe é removido ao atravessar 1 cm de
determinado objeto.
• O coeficiente de atenuação linear (μ) é expresso em cm-1.
• Existe um valor de μ para cada energia de radiação e para
cada tipo de tecido.
Atenuação da Radiação

9. • Em TC, a intensidade de fótons emitidos pelo
tubo e que atingem os sistemas detectores é
descrita pela equação de LAMBERT-BEER.
𝐼 = 𝐼 𝑜 𝑒−𝜇𝑥
I = intensidade da radiação detectada
𝐼 𝑜 = quantidade de radiação emitida
μ = coeficiente de atenuação linear
x = espessura
Atenuação da Radiação

10. Escala de Contraste
• As atenuações dos diferentes tecidos formam uma escala de
contraste conhecida como unidades de HOUNSFIELD (HU):
𝐻𝑈 = 𝑘 𝜇 𝑡 − 𝜇 𝑎 𝜇 𝑎
• 𝜇 𝑡 = coeficiente de atenuação do tecido
• 𝜇 𝑎 = coeficiente de atenuação da água
• 𝑘 = fator de contraste = 1000
A escala tomográfica relativa às atenuações apresenta um fator de
contraste k=1000. Isso significa que os valores de densidade
tomográfica dos tecidos (HU) estão entre + 1000 e – 1000.

11. Escala de Hounsfield

13. Escala de Hounsfield e escala de cinza

14. Escala de Hounsfield
• Os materiais que atenuam mais do que a água- por exemplo,
os tecidos musculares e os ossos – apresentam valores
positivos.
• No caso de menores atenuações, como no ar, os valores são
negativos.
Material HU
Ar -1000
Pulmão -800
Gordura -90
Água 0
Músculo +50
Osso +1000
Fonte adaptada de Euclid Seeram, Computed Tomography:Physical
Principle, Clinial Applications and Quality Control, cit.,p.95.

15. • Por exemplo, os valores de μ para água e o osso são,
respectivamente, 0,19cm-1 e 0,38 cm-1. Usando a escala de
contraste, o valor de HU do osso é determinado,
computacionalmente, como:
𝐻𝑈 𝑜𝑠𝑠𝑜 = 1000 𝜇 𝑜 − 𝜇 𝑎 𝜇 𝑎
𝐻𝑈 𝑜𝑠𝑠𝑜 = 1000 0,38 − 0,19 0,19
𝐻𝑈 𝑜𝑠𝑠𝑜 = 1000 0,19 0,19 = 1000
Escala de Hounsfield