SISTEMAS CONVENCIONAIS x DIGITAIS

PRFESSOR: Hadriel
INTRODUÇÃO À RADIOLOGIA DIGITAL
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 a radiologia já existia como especialidade médica. Por volta de 1940 novas tecnologias
como a televisão e intensificadores de imagens permitiram a realização de fluoroscopias de
ótima qualidade e em tempo real, as quais foram os únicos métodos existentes até a década
de 70. O desejo de separar estruturas superpostas também levou ao desenvolvimento de uma
variedade de técnicas tomográficas analógicas, especialmente a tomografia axial, 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, trabalho pelo qual ambos pesquisadores receberem o
prêmio Nobel de Medicina em 1979.
A utilização da radiação ionizante na área médica possibilitou um grande avanço na
medicina com a visualização de estruturas internas sem a necessidade de um procedimento
invasivo. Com o desenvolvimento de novas tecnologias, chegamos à chamada radiologia
convencional e, atualmente, passamos por uma era de transição à radiologia digital.
A radiologia convencional faz uso de um tubo de raios X (fonte de radiação) e um
filme radiográfico (receptor de imagem) para realização de um exame radiográfico. A
qualidade da imagem depende, então, de alguns fatores, tais como: a calibração do
equipamento de raios X, do tipo e qualidade do filme radiográfico, da escolha de técnicas
adequadas para realização do exame, das condições ambientais, da temperatura dos
químicos, das densidades dos químicos, entre outros.
Podemos facilmente perceber as inúmeras fontes de variação que influenciam a
qualidade da imagem. Uma forma de diminuir essas variações seria eliminando algumas das
etapas que possam influenciar na qualidade.
Em radiologia digital, um exame radiográfico é realizado utilizando um tubo de raios
X (fonte de radiação igual à radiologia convencional) e um receptor de imagem (detector de
radiação, seja direto ou indireto). Não são utilizados filmes radiográficos, então já
eliminamos erros associados à qualidade do filme, e ao processo de revelação, já que essa
etapa não existe em radiologia digital.
A imagem, diferentemente da radiologia convencional, é um arquivo eletrônico e pode
ser visualizada no monitor. Os monitores para laudo de exames radiológicos são próprios e
não são iguais aos de uso domésticos.
Por isso, após a manipulação da imagem para boa visualização de estruturas de
interesse, deve-se imprimir a imagem em uma impressora a laser para filmes radiográficos.
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A impressora de filmes deve ser devidamente calibrada para que a imagem que é
visualizada no monitor seja correspondente à imagem impressa, uma falha que existe em
alguns serviços que possuem equipamentos de radiologia digital.
INFORMÁTICA APLICADA À SAÚDE
Com o advento da tecnologia e aplicações em variadas áreas, a informática aprimorou
o sistema de saúde com o SIH (Sistema de Informação Hospitalar) que possibilita mais fácil
comunicação e acesso nos Hospitais.
O SIH possui integrado os sistemas PEP (Prontuário Eletrônico do Paciente), a qual
possibilita melhor acesso às informações relativas a esse paciente aos profissionais
habilitados, e o sistema RIS (ou SIR – Sistema de Informação da Radiologia). Esse segundo
sistema é responsável pela comunicação do setor de radiologia com o servidor de arquivos
do Hospital, o qual pode armazenar as imagens radiográficas geradas pelos sistemas
radiológicos digitais.
Os equipamentos de radiologia digital possuem estações de trabalho (Workstations)
em que o radiologista faz uma avaliação prévia e rápida do paciente em estudo. Caso
necessário uma análise mais aprofundada e rica em detalhes, deve ser utilizado um monitor
primário que é específico para radiologia com alta resolução espacial e de contraste. A
imagem analisada pode ser então enviada à impressora e/ou ao servidor de arquivos onde
será armazenada, mas para isso deve seguir um padrão de extensão de arquivos chamada
DICOM (*.dcm) criado pela NEMA (Nacional Eletrical Manufacturers Association) em
conjunto com o ACR (American College of Radiology).
O sistema surgiu em 1985 e foi sofrendo melhorias chegando ao padrão utilizado
atualmente que é o DICOM 3.0 apresentado em 1993. Esse padrão DICOM (Digital Imaging
and Communications in Medicine) é gerido por um grupo que inclui grandes fabricantes e
órgão importantes na área de informação em saúde.
Então, as imagens geradas e armazenadas no padrão DICOM podem ser integradas ao
Sistema de Informação Hospitalar através do Sistema PACS (Picture Archiving and
Communication System) que proporciona o armazenamento e comunicação das imagens
médicas digitais e que as compartilha com os monitores de alta resolução, impressoras de
imagens radiológicas (a seco em filme ou em papel), gravadores de mídia (CD ou DVD)
além da referida comunicação com o SIH.
O SIH passa a ser importante no cenário atual pela capacidade de armazenamento
massivo de informações referentes aos pacientes atendidos em um pequeno espaço físico
(HD do servidor) reduzindo a sala de arquivos de prontuários a um computador robusto
utilizado como servidor, que reduz custos já que a área hospitalar tem valor bastante elevado.
PRFESSOR: Hadriel
Com o surgimento da Tomografia Computadorizada no inicio dos anos 70 iniciou-se o
uso de imagens digitais no diagnóstico e, com o desenvolvimento tecnológico diversas
modalidades diagnósticas passaram a se utilizar de imagens digitais.
Um Sistema de Informação Hospitalar (SIH) contém um grande conjunto de
informações digitais, as quais incluem dados financeiros, gerenciais, informações de
paciente (PEP – Prontuário Eletrônico de Paciente e RIS– Radiology Information System).
Devido ao tipo de tecnologia empregada, as imagens médicas são consideradas como um
sistema à parte, e são organizadas em um sistema de transmissão e arquivamento de
imagens médicas chamado PACS.
O PACS 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., 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)
Os equipamentos de aquisição de imagem, TC, RNM, CR, US, MN, PET, em sua
maioria já produzem imagens em formato digital. O Raio-X convencional ou simplesmente
radiografia, continua sendo o principal método de imagem utilizado para o diagnóstico e, no
Brasil, quase que em sua totalidade ainda são adquiridos em equipamento que produzem
imagem analógica (filme).
É imperativa a inserção da imagem radiológica simples no universo digital.
Inicialmente de qualidade questionável (particularmente nos exames de mamografia) hoje
apresentam grande evolução em sua qualidade diagnóstica, e estudos demonstram que a
imagem digital permite acurácia semelhante e em alguns casos superiores às imagens
analógicas convencionais.
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ELEMENTOS DA IMAGEM NA RADIOLOGIA DIGITAL
A imagem digital pode ser considerada como sendo uma matriz cujos índices de linhas
e colunas identificam um ponto na imagem e o correspondente valor do elemento da matriz
identifica o nível de cor naquele ponto. Os elementos dessa matriz digital são chamados de
elementos da imagem, elementos da figura "pixels". 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. É a menor parte de uma
imagem digital e cada um destes pontos contém informações que determinam suas
características.
Quanto mais pixels por polegada tiver uma imagem melhor será a qualidade ou resolução.
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.
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
O Aparelho de Raio-X Digital é uma eficiente máquina que não utiliza filmes nem
produtos químicos para revelação, contribuindo, assim, para a preservação do planeta. Opera
com uma placa de fósforo em processo semelhante ao scanner fotográfico. Assim que o
técnico dispara o RX, a placa grava a imagem que será visualizada no monitor. Em menos de
um minuto o médico terá na tela de seu computador a radiografia solicitada, com alta
qualidade de imagem, contraste e definição de detalhes impensáveis na radiografia comum.
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AS FORMAS DE AQUISIÇÃO DE UMA IMAGEM RADIOGRÁFICA DIGITAL
SÃO DUAS:
Radiografia Digital – DR (do inglês: Digital Radiology) - 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 e a envia diretamente para o
computador na forma de sinais elétricos.
Radiografia Computadorizada – CR (do inglês Computerized Radiology) - Neste
processo, utilizam-se os aparelhos de radiologia convencional (os mesmo utilizados para
produzir filmes radiográficos), porém substituem-se os “cassete” com filmes radiológicos
em seu interior por “chassis” com placas de fósforo.
SISTEMAS CONVENCIONAIS x DIGITAIS
Os sistemas de imagem radiográfica convencionais registram e mostram seus dados
numa forma analógica. Têm freqüentemente exigências de exposição muito rígidas devido à
gama estreita de profundidade de brilho dos filmes e hipóteses muito reduzidas de
processamento de imagem.
No sistema de aquisição convencional as imprecisões em termos de exposição
provocam normalmente o aparecimento de radiografias demasiado escuras, demasiado claras
ou com pouco contraste, são facilmente melhoradas com técnicas digitais de processamento
e exibição de imagem.
Os sistemas de radiografias digitais oferecem a possibilidade de obtenção de imagens
com exigências de exposição muitas menos rigorosas do que os sistemas analógicos. No
sistema de aquisição convencional as imprecisões em termos de exposição provocam
normalmente o aparecimento de radiografias demasiado escuras, demasiado claras ou com
pouco contraste, são facilmente melhoradas com técnicas digitais de processamento e
exibição de imagem, isso dentro de uma margem de erro que pode ser de 10% para mais ou
10% para menos, do que a técnica considerada ideal.
FATORES QUE INFLUENCIAM NA IMAGEM RADIOLÓGICA:
Pode-se avaliar a imagem radiográfica a partir de quatro fatores:
A - DENSIDADE
B - CONTRASTE
C - DETALHE
D – DISTORÇÃO
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PADRONIZAÇÃO 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.
Inicialmente os equipamentos produziam formatos diferentes de imagem digital (gif,
jpeg, bmp, entre outros).
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 (NEMA, 2005).
DICOM - Digital Imaging and Communications in Medicene é o padrão desenvolvido
por este comitê que publicou a primeira versão em 1985, chamada de ACR-NEMA 300-1985
ou (ACR-NEMA Version 1.0) e a segunda versão em 1988, chamada de ACR-NEMA 3001988 ou (ACR-NEMA Version 2.0). A terceira versão do padrão, que recebeu então o nome
de DICOM 3.0 foi apresentado em 1993.
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 (NEMA, 2005).
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PROCESSO DE AQUISIÇÃO DE IMAGEM DIGITAL
A obtenção de imagens radiológicas digitais pode ser feita por dois processos distintos
por aquisição direta ou por aquisição indireta; os dois processos, embora diferentes
permitem ambos a obtenção de imagens radiológicas digitais.
DESENHO
PRFESSOR: Hadriel
O PROCESSO DE AQUISIÇÃO DIRETA da imagem radiológica digital necessita de
equipamentos de raios X específicos para o efeito, enquanto que o processo de aquisição
indireta da imagem permite a utilização dos equipamentos de raios x tradicionais, recorrendo
ao uso de Ips e de digitalizadores de imagem.
O PROCESSO DE AQUISIÇÃO INDIRETA inicialmente o IP é exposto aos raios x,
após a exposição, os cristais de fósforo retêm a energia dos raios x incidentes, formando
assim uma imagem latente no IP. Em seguida o IP é identificado na estação de identificação,
onde os dados do exame são introduzidos no chip de memória. Uma vez que a memória do
chip está embutido no IP, os dados de identificação do são automaticamente ligados a
imagem e assim se mantêm durante qualquer processamento posterior. A imagem e os dados
não podem ser separados.
Após a exposição e a identificação, o IP é introduzido no digitalizador e a partir deste
momento o sistema de digitalização funciona sem intervenção do técnico em radiologia. O
digitalizador permite a conversão da informação da imagem latente em dados digitais e
transmite automaticamente estes dados para a estação de processamento, onde a imagem
pode ser visualizada e processada.
Na estação de processamento podem ser corrigidos todos os erros ocorridos, durante a
identificação, otimizar as condições de visualização e aplicar critérios de seleção para se
recuperarem instantaneamente zonas específicas da imagem com o objetivo de se obter o
melhor processamento da mesma.
Posteriormente, todas as imagens processadas são enviadas para a estação de arquivo
ficando aí armazenadas. O acesso ás imagens é efetuado através do sistema informático
disponibilizado nos diversos consultórios médicos. Em alguns casos, as imagens são
impressas, de acordo com o protocolo existente para a impressão de radiografias; isto
acontece quando os dados vão ser transferidos para outra instituição ou seguido numa
consulta externa ao hospital.
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.
PROFESSOR: Hadriel
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.
VANTAGENS DA IMAGEM DIGITAL
Segundo Anderson (1994) e Yamada, Ikeda, Murao, Yanagawa, Ishgaki & Isshiguchu
(1999), as principais vantagens das imagens radiológicas digitais, que podem ser
visualizadas por computador, são:
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

A boa resolução;
Rapidez de localização e disponibilização imediata para o clínico;
A comparação com outras imagens, melhorando conseqüentemente o atendimento;
Facilita o processo de pós processamento da imagem;
Redução do risco de se extraviarem radiografias ou a deterioração da qualidade ao longo
do tempo;
Existe também a possibilidade de se fazerem inúmeras cópias, armazenamento das
imagens em discos ópticos e magnéticos;
Facilidade de análise no computador, podendo ser transmitidas e incorporadas a
documentos.
As grandes vantagens da formação da imagem digital é a possibilidade de
manipulação e o fácil acesso à imagem, mesmo à distância. Podem-se ajustar o brilho, o
contraste, aplicar filtros de realce, ampliar, entre outros e o médico radiologista pode dar o
laudo sem sair da sala de laudos para buscar o exame, ou ainda, de sua casa ou até de um
outro serviço de radiologia vinculado.
INCONVENIENTES DA IMAGEM DIGITAL
Das desvantagens destacam-se a facilidade com que os dados podem ser alterados
estando sujeito a variações intra e interpessoais (Anderson, 1994).
A qualidade radiológica é a fidelidade de representação da estrutura anatómica na
radiografia dentro de um intervalo de densidade útil. Uma radiografia que reproduz com
exatidão as estruturas e os tecidos designa-se de elevada qualidade. Os médicos necessitam
de radiografias de elevada qualidade para realizarem diagnósticos precisos.
PROFESSOR: Hadriel
CRITÉRIOS DE CONFORMIDADE
N0 1 = POSICIONAMENTO – Quando pelo menos um dos critérios de correção de
incidência está incorreto. Comprometendo a correta visualização e interpretação da
incidência ou, quando existe a falta de uma incidência no exame prescrito.
N0 2 = SUB-EXPOSIÇÃO – Quando os parâmetros de exposição técnica (Kv e mAs) são
abaixo do valor de referência e provocam ruídos/grão em pelo menos uma das imagens do
exame avaliado depois de menos uma das imagens do exame avaliado depois de processada
corretamente. (valor de referência: LgM = Log Mean).
N0 3 = SOBRE-EXPOSIÇÃO – Quando os parâmetros de exposição técnica excedem o
valor de referência e provocam ruído/manchas negras em pelo menos uma das imagens do
exame avaliado depois de processada corretamente.
N0 4 = ARTEFATOS NA IMAGEM – Qualquer imagem (de objetos ou estruturas)
indesejada, exterior à estrutura a visualizar que afeta e compromete a qualidade da imagem
da incidência que se pretende avaliar.
N0 5 = AUSÊNCIA DE PROTEÇÃO – Quando se verifica a ausência ou a má colocação das
proteções individuais nos órgãos/estruturas que podem ser protegidos sem afetar a qualidade
das imagens a avaliar.
N0 6 = IMAGEM TREMIDA/RESPIRADA – Quando a imagem apresenta indícios de que
foi obtida sem o paciente estar bem imobilizado, ou devidamente orientado quanto a sua
respiração, provocando uma má definição das estruturas a visualizar.
N0 7 = IMAGEM NÃO PROCESSADA OU PROCESSADA INCORRETAMENTE –
Quando depois de adquirida a imagem, esta foi arquivada sem ter sido processada
corretamente; Imagem não trabalhada ao nível da colimação, do contraste, da centralização
e da identificação (quando existe a possibilidade de ocorrerem dúvidas na identificação do
lado (D ou E) ou da incidência efetuada).