Talvez você já tenha se perguntado, em algum consultório, o que é radiologia digital? A radiologia digital pode representar o maior avanço tecnológico em imagens médicas na última década. O uso de filmes radiográficos em imagens de raios X se tornará obsoleto em pouquíssimo tempo.
Uma analogia apropriada que é muito fácil de entender é a substituição de câmeras fotográficas típicas por câmeras digitais. As imagens podem ser imediatamente adquiridas, excluídas, modificadas e, posteriormente, enviadas para uma rede de computadores.
Por isso, este artigo tratará sobre a radiologia digital, contando o que é, como funciona e seus benefícios na área da medicina. Acompanhe cada detalhe!
Evolução da radiologia
Originalmente, a radiologia era feita em filme numa tela, na qual era produzida uma cópia física do raio X. Estes agora foram substituídos pela radiologia digital. Existem duas técnicas diferentes: radiografia computadorizada e radiografia digital.
E a radiologia é uma área do diagnóstico que consiste em produzir imagens digitais que são feitas por um sistema computacional. Nesse tipo de sistema a imagem utiliza-se de informação numérica, ou seja, de forma digital.
Ressaltando que as fontes de energia que emanam da radicação X que são a base para formação da imagem, permanecem sem alterações. Porém, com evolução da tecnologia a quantidade de radiação necessária para produzir a imagem adequada, é significativamente menor se comparada à uma radiografia convencional.
Radiologia computadorizada
A radiografia computadorizada é o uso de fósforo foto estimulável como um receptor de imagem. O receptor de imagem é mantido em um invólucro similar (cassete) ao da tela de filme tradicional. A radiologia computadorizada aproveita a absorção de radiação, aprisionando elétrons nos níveis de energia por meio do processo de luminescência foto estimulável.
Armazenamento de elétrons
A placa de radiografia tem uma fina camada de grãos de fósforo, conhecida como fósforo foto estimulável. A placa é exposta à radiação de raios-x que ativa o fósforo, estimulando os elétrons a ficarem presos na rede até que sejam inevitavelmente estimulados pela segunda rodada de iluminação.
Conversão analógica para digital
A placa radiográfica é exposta a um laser pequeno e de alta intensidade, resultando nos elétrons que anteriormente presos retornem às suas respectivas bandas de valência, liberando a luz violeta.
Um tubo fotomultiplicador interpretará essa luz e a converterá em um sinal elétrico que, por meio de um conversor analógico-digital, será digitalizado e mapeado em uma matriz de pixels.
Usando uma luz branca, a placa pode ser “reinicializada”, indicando que ela pode ser usada repetidamente se for manuseada com cuidado.
Desvantagens na radiografia computadorizada
A radiografia computadorizada, tem a desvantagem de que a produção da imagem final envolve a remoção do cassete do conjunto de raios X, levando a placa a um leitor e aguardando um período de cerca de 1 min, enquanto o filme é processado ou a placa é escaneada.
Embora o tempo de atraso não seja grande e a distância entre o equipamento de raios X e o leitor seja curta, isso pode ser inconveniente e pode limitar o tempo que o paciente possui. Os sistemas na radiologia digital usam dispositivos de imagem que produzem uma imagem com um atraso que geralmente não é superior a 10 segundos.
Diferenças entres as duas
A distinção entre radiografia computadorizada e digital é algo simples, porque ambas são tecnologias digitais que empregam computadores para sua implementação. Existem sistemas computadorizados (isto é, sistemas que utilizam fósforos foto-estimuláveis) que incorporam o leitor de placas no equipamento de raios X, de modo que, para o operador, há pouca diferença entre os dois. A própria radiologia digital é dividida em duas classes principais: a indireta e a direta.
Os detectores da radiologia digital mais comuns são baseados em matrizes de transistor de película fina de silício amorfo, sendo as dimensões da matriz o tamanho da área a ser fotografada. Um transistor é um dispositivo que amplifica um sinal elétrico e, na matriz, o sinal amplificado é armazenado como uma carga elétrica.
A carga pode ser liberada pela aplicação de um alto potencial. Na matriz, que é essencialmente um grande circuito integrado, cada fileira de detectores é conectada ao potencial de ativação e cada coluna a um dispositivo de medição de carga. O potencial é aplicado linha a linha, de modo que a temporização do sinal detectado determina a posição do pixel a partir do qual se originou.
Em uma matriz TFT, há tantos transistores quanto pixels, e o tamanho de cada transistor, ou pixel é significativo.
O que é a Radiologia digital
A radiografia digital refere-se ao registro digital da imagem no detector, sem a necessidade de processamento intermediário para obter os sinais digitais, como na radiografia computadorizada.
A radiografia digital cresceu em popularidade para se tornar a base da radiografia dada a era digital “sem filme” atual nos departamentos de radiologia. Essa técnica é um pouco mais cara porque requer monitores de alta luminância e alta resolução para visualizar a imagem digital, gera grandes conjuntos de dados que exigem grande quantidade de espaço em mídia de armazenamento digital e depende de uma alta largura de banda de rede para arquivamento de imagens e sistemas de comunicação (PACS).
Os quatro principais sistemas atualmente disponíveis para aquisição de radiografias digitais são:
- Radiografia computadorizada usando sistemas de detecção de fósforo fotoestimuláveis nos quais as imagens são armazenadas e visualizadas no PACS, mas podem ser impressas diretamente através de uma impressora a laser ou na Cera Sólida, que é por sinal mais recomendada;
- Dispositivos acoplados por carga usados em fluoroscopia;
- Sistemas de painel plano de detecção direta;
- Sistemas de tela plana de detecção indireta.
Os sistemas de detecção direta usam um material fotocondutor (geralmente selênio) aplicado sobre uma matriz de transistor de filme fino, enquanto os sistemas indiretos usam uma tela de intensificação de raios X que converte os raios X em luz, que é então detectada pelo detector de tela plana.
A principal vantagem da detecção direta sobre os sistemas de tela plana de detecção indireta é a diminuição do desfoque, sistemas de detecção direta têm uma resolução espacial mais alta do que a radiografia computadorizada ou sistemas indiretos, requerem uma dose de radiação menor que a radiografia convencional e melhoram a tolerância à superexposição ou subexposição (imagens muito claras ou muito escuras) devido a uma faixa dinâmica mais ampla.
O detalhe anatômico, o contraste e a resolução espacial dessas técnicas digitais foram considerados suficientes para a avaliação da artrite, por exemplo.
Existem dois métodos principais de conversão indiretos e diretos:
Conversão indireta
A conversão indireta é assim chamada porque esta técnica ainda usa um cintilador para converter os raios X em luz antes da conversão em uma carga elétrica para leitura subsequente.
Os fótons de raios X encontram um cintilador de iodeto de césio e são convertidos em luz. A estrutura tipo agulha age para minimizar a dispersão nesta etapa. A luz então, atinge um arranjo de fotodiodo de baixo ruído e é convertida em uma carga elétrica. Cada fotodiodo representa um único pixel, e cada um deles produz uma carga elétrica que é lida digitalmente antes de ser finalmente enviada ao processador de imagem.
Uma das classes mais comuns de detectores de placa plana é aquela que usa a conversão indireta do padrão de raios X em um sinal eletrônico. Um fósforo é usado para converter os fótons de raios-X para a luz. A luz é então detectada por fotodiodos incorporados na matriz de silício amorfo.
Um fósforo comum é o iodeto de césio colocado como uma estrutura cristalina acima do conjunto de fotodiodos. Os cristais alongados (com diâmetros muito menores que o tamanho do pixel) são cultivados de forma que eles são perpendiculares à superfície do detector.
A luz produzida por uma interação no cristal é refletida internamente de modo que é direcionada para o elemento fotodiodo que está diretamente abaixo do ponto de interação. Devido a este método de reduzir a propagação da luz, uma camada relativamente espessa de cintilador pode ser usada, aumentando assim a eficiência de detecção. Este é o mesmo princípio que é usado para telas de entrada de iodeto de césio em intensificadores de imagem.
Uma alternativa é o oxissulfeto de gadolínio, um fósforo comumente usado na radiografia de filmes. Proporciona maior dispersão de luz, de modo que uma camada mais fina é usada, reduzindo assim a eficiência da detecção.
No entanto, é mais barato de produzir e mais robusto e, portanto, é mais adequado para, por exemplo, radiografia de enfermaria usado equipamento de raios X móvel.
O detector de placa plana descrito pode ser produzido como um único detector para cobrir o campo de visão (até 45 × 45 centímetros 2). No entanto, na prática, existem problemas de fabricação com este tamanho de detector, e o detector de campo completo pode compreender quatro detectores separados.
Estes são descritos como detectores de azulejos. Os detectores adjacentes requerem algum processamento de imagem e interpolação para garantir que a junção entre eles não seja visível na imagem exibida.
Conversão direta
A conversão direta é assim denominada porque esta técnica converte diretamente a radiografia absorvida em uma carga elétrica de tamanho proporcional sem nenhuma etapa de cintilação intermediária.
Essa técnica emprega um material semicondutor que produz pares de elétrons-furos proporcionalmente à intensidade do raio X incidente. O semicondutor mais utilizado é o selênio amorfo.
O selênio amorfo é um fotocondutor, que é um material que passará uma carga elétrica na irradiação. Ele é depositado no arranjo TFT de silício amorfo como uma única camada de material.
A superfície superior é ligada a um eletrodo conectado a um alto potencial positivo. Um fóton de raios-X interagindo no material fotocondutor causa ionização, ou seja, produz cargas positivas e negativas. As cargas positivas são atraídas para os coletores de carga na matriz TFT, com mínima difusão lateral.
A excelência de um sistema detector de raios-X pode ser descrita por sua eficiência quântica de detecção. Este é um parâmetro que reflete a competência da detecção de fótons e o ruído adicionado ao sinal detectado.
Se todos os fótons de raios X forem gravados na imagem sem ruído adicional, a eficiência quântica será 100%. Na prática, eles são menores devido à absorção de menos de 100% dos raios X no dispositivo e às fontes internas de ruído.
Ele é feito para sistemas de radiologia digital e pode chegar a 65%, enquanto que para sistemas de radiologia computadorizada e de tela de cinema está mais próximo de 30%. Assim, os sistemas digitais podem ser usados em doses mais baixas sem qualquer aumento no ruído quântico.
Desvantagens da Radiologia digital
As desvantagens da radiologia digital em comparação com a computadorizada (ou radiografia em tela), são custo e versatilidade. Uma sala radiográfica geralmente tem duas posições. Para a radiologia digital, dois detectores mais caros seriam necessários, enquanto um único leitor da computadorizada servirá.
Além disso, para projeções angulares de extremidades, por exemplo, e para radiografia de enfermaria, uma placa digital não possui a mesma flexibilidade de posicionamento que uma placa computadorizada. No entanto, existem novas abordagens para o projeto de equipamentos de raios-X que proporcionam maior versatilidade no posicionamento da placa de imagem digital do que na sala de raios-X convencional com uma mesa mais ereta.
Vantagens da radiologia digital
A tecnologia nos brindou com algumas vantagens em relação à radiologia digital:
- Não precisa de processamento químico para revelar a imagem, como acontece com os filmes radiográficos;
- Transfere melhor as imagens;
- Não é preciso muita radiação para ter uma imagem de qualidade, igual as imagens de radiografias convencionais.
Só não podemos esquecer que, esse tipo de detector é frágil. Quando o sistema precisa de algumas modificações ou é danificado, é necessária a troca de toda a unidade de raios X, o que é uma desvantagem.
Outro ponto positivo é a mobilidade da estação. A solução mais comum é usar radiografia computadorizada com sistemas móveis de raios X, mas já existem unidades de raios-X móveis com um detector digital comercialmente disponível no mercado. Com esses sistemas, a ferramenta de imagem não é um filme radiográfico, mas uma placa de fósforo. O detector digital recebe a radiação que passa pelo paciente e a converte em uma imagem digital que pode ser imediatamente visualizada em um monitor.
Os benefícios da radiologia digital são enormes. Pode tornar uma instalação radiológica ou departamento todo em algo muito mais rápido e preciso na hora de atender os pacientes, eliminando o processamento químico de filmes.
O médico de referência pode visualizar a imagem solicitada em um desktop ou em um computador pessoal e, em geral, informar em apenas alguns minutos após a realização do exame. As imagens não são mais mantidas em um único local; mas podem ser vistas simultaneamente por médicos que estão a quilômetros de distância. Além disso, o paciente pode ter as imagens de raios X em um disco compacto para levar a outro médico ou hospital.
Por fim, conhecer um pouco mais sobre o que é radiologia digital e todos estes benefícios trazidos pela tecnologia, nos mostram o quanto o trabalho dos médicos se torna mais prático e rápido, o atendimento mais eficiente e as respostas mais precisas. Ou seja, mesmo frente a pequenas desvantagens, vale a pena o investimento na radiologia digital. É a nova era tomando conta de todas as áreas e segmentos, mostrando ao mundo que é preciso se atualizar para servir melhor.
E se você é da área e conhece sobre o assunto, deixe um comentário no blog, contando como foi sua experiência com essa tecnologia, ou nos faça uma pergunta! Será um prazer responder!
