Diagnóstico Auxiliado por Computador - CAD (Computer

Radiografia Digital: CR & DR
Prof. Dr. Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques
([email protected])
Centro de Ciências das Imagens e Física Médica – CCIFM
(http://cci.fmrp.usp.br)
Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto – FMRP/USP
(http://www.fmrp.usp.br)
Considerações Iniciais
• Aproximadamente 75% do total de exames de um serviço de
radiodiagnóstico referem-se a exames de radiografia geral (filmes planos).
• Existem três formas de se obter uma radiografia digital:
• Digitalizadores de filme
• CR (Computed Radiography)
• DR (Digital Radiography)
Considerações Iniciais
BENEFÍCIOS
• Redução drástica da repetição de
exames por sub ou sobre exposição.
• (possível) Diminuição da dose do
paciente.
• (possível) Aumento da eficiência do
serviço.
• Aumento de interatividade entre
radiologista e clínico.
The Essential Physics Of Medical
Imaging. Bushberg JT, Seibert JA,
Leidholdt Jr. EM, Boone JM. Lippincott
Williams  Wilkins, Philadelphia, USA,
2002.
Considerações Iniciais
BENEFÍCIOS
• Não há perda (ou roubo) de filmes.
• Otimização da visualização de tecidos
moles.
• (possível) Distribuição e visualização
remota de imagens.
• (possível) Processamento para auxílio ao
diagnóstico.
• (possível) Redução de custos.
The Essential Physics Of Medical
Imaging. Bushberg JT, Seibert JA,
Leidholdt Jr. EM, Boone JM. Lippincott
Williams  Wilkins, Philadelphia, USA,
2002.
Considerações Iniciais
ALGUNS PROBLEMAS
• Custo elevado:
• $150.000 - $450.000 para CR ($700 - $800 por reposição de placa de
imagem ou cassete - vida útil da placa de imagem de 2000 – 6000
exposições).
• $350.000 por sala para DR.
• Resistência de uso por parte de médicos não radiologistas (p.e. cirurgiões).
• Rápida obsolescência da tecnologia computacional.
• Não é “plug and play”.
Radiologia Digital
Computed
Radiography (CR)
Radiologia Digital - CR
• Computed Radiography (CR) é o nome comercial para Sistema Detector à
base de Fósforo Foto-estimulável (PSP – photostimulable phosphor detector).
• A primeira patente para CR foi solicitada em 1975 por Luckey G. nos EUA.
• O primeiro CR comercial foi introduzido na prática clínica no Japão pela Fuji,
em 1983. Nos EUA o CR foi introduzido na rotina clínica a partir de 1992.
• Quando os raios X atingem o detector e são absorvidos pelo PSP, parte de
sua energia é armazenada e pode ser lida posteriormente – daí o nome de
fósforos de armazenamento (storage phosphors) ou placas de imagem
(imaging plattes).
• As placas de imagem são feitas de fluor-haleto de bário dopado com
europeum (barium fluoro halide: europeum), onde o haleto pode ser brometo
ou iodeto.
• A dopagem cria armadilhas na estrutura cristalina do PSP nas quais os
elétrons excitados pelos raios X ficam presos, formando uma imagem latente.
Radiologia Digital - CR
• Quando o PSP é exposto a uma luz com comprimento de onda adequado
(700nm – vermelho) os elétrons aprisionados são estimulados e conseguem se
libertar das armadilhas e podem, então, decair para seu estado não excitado
através da emissão de luz (350nm-550nm – azul-verde).
• A luz emitida é capta por um tubo fotomultiplicador (PMT), que gera um sinal
elétrico, que é digitalizado e armazenado na memória do computador.
The Essential Physics Of Medical Imaging. Bushberg JT,
Seibert JA, Leidholdt Jr. EM, Boone JM. Lippincott Williams 
Wilkins, Philadelphia, USA, 2002.
Radiologia Digital - CR
PROCEDIMENTO PARA OBTENÇÃO DA IMAGEM:
1. O cassete com a placa de imagem dentro é colocado na bandeja do
“bucky”
2. Uma exposição é feita
3. O cassete é removido da bandeja do “buck” e inserido no leitor de
imagem. Dentro do leitor, a placa de imagem é retirada do cassete e
exposta à luz de um laser (+ de uma vez), que lê a informação da
Placa e a radiografia aparece no computador.
4. A placa de sinal é apagada ainda dentro do leitor, inserida no cassete
e devolvida, pronta para uma nova exposição
Radiologia Digital - CR
VANTAGENS:
•
A imagem gerada é digital
•
utiliza os equipamentos de raios X já existentes no serviço
•
É móvel, facilita utilização fora de sala
•
Excelente qualidade de imagem
•
Inicialmente menos caro que o DR
DESVANTAGENS:
• Necessita de placas de imagem e cassetes
• Não existe ganho real de tempo em comparação com o sistema
tradicional (tela/filme)
• É necessário comprar um leitor de imagem
Radiologia Digital
(Direct) Digital
Radiography (DR)
Radiologia Digital - DR
• Direct Digital radiography (DR) é um método de radiografia digital que
utiliza um sensor digital para obtenção da imagem. O sensor pode ser fixo em
uma mesa ou estativa, ou ligado ao computador do DR por meio de fios
(atualmente não existe solução “wireless”).
• Os sensores podem ser de Amorfo de Selenium (Amorphous Selenium) ou
Amorfo de Silicone (Amorphous Silicon).
• Durante a exposição, a interação dos raios X com o material do sensor libera
elétrons que são lidos por um conjunto de transistores presentes em uma
camada abaixo do sensor, gerando um sinal elétrico que é digitalizado e
armazenado na memória do computador.
Radiologia Digital - DR
The Essential Physics Of Medical Imaging. Bushberg
JT, Seibert JA, Leidholdt Jr. EM, Boone JM. Lippincott
Williams  Wilkins, Philadelphia, USA, 2002.
PROCEDIMENTO PARA OBTENÇÃO DA IMAGEM:
1. O sensor de obtenção de imagem é exposto aos raios X
2. A imagem aparece na tela do computador
Radiologia Digital - DR
VANTAGENS:
•
Aquisição imediata da imagem
•
Não utiliza placas de imagens e nem cassetes
•
Excelente qualidade de imagem
DESVANTAGENS:
• Mais caro que o CR
• Não é prático para radiografia móvel
• O sensor de imagem é muito mais caro do que a placa de imagem e o
cassete
• Em geral, a adaptação para uso com equipamentos já existentes no
serviço é difícil e pode não ser possível
TENDÊNCIAS
• Em alguns anos, é provável que todas as modalidades de imagem sejam
digitais.
• Inicialmente o CR deverá se tornar a modalidade dominante para a radiologia
geral, devido ao seu custo menor e adaptação aos equipamentos já existentes
nos serviços.
•O CR deverá ter seu custo bastante reduzido ($60.000), tornando-se uma
opção inclusive para serviços com pequeno volume de exames.
• Em serviços com grande volume de exames de radiografia geral, o CR deverá
ser gradualmente substituído por unidades de radiografia digital direta (DR),
conforme forem ocorrendo substituições de equipamentos.
• Com uso de tecnologia “wireless” o DR pode se tornar também uma boa
opção para procedimentos fora de sala.
• O DR deverá também ser uma alternativa para as salas de fluoroscopia.
• Soluções mistas utilizando DR e CR deverão existir por muito tempo.
Quais são os benefícios reais da radiografia digital?
Benefícios relacionados ao paciente:
diminuição da dose recebida pelo paciente (até 50% de redução c/ DR)
Benefícios relacionados ao diagnóstico:
correção de sobre e sub-exposição (exames no leito)
melhoria na visualização de tecido mole (processamento de imagem)
visualização simultânea e remota de imagens (teleradiologia)
diagnóstico auxiliado por computador (CAD)
•Benefícios relacionados ao serviço (“pay back”):
• diminuição de custos (diminuição de repetições, redução do uso de
filmes, cassetes, químicos, etc...)
• aumento de eficiência (CR:7,60 min, TF:7,49 min, DR:2,92min)
• Benefícios (financeiros) significativos  ambiente sem filme
PACS
Reporting
100%
90%
Taxa de transição para
ambiente sem filme nos EUA
80%
70%
60%
50%
Fonte: Dorenfest & Assoc. and
eDictation estimates, 2003
40%
30%
20%
10%
0%
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Ambiente sem Filme
Estação de
visualização
Modalidade
de Imagem
PACS
DB
Reconhecimento de voz
RIS
DICOM
HL-7
DICOM
Rede de alta
velocidade
HIS/MIS
Firewall
RAID
PACS
Arquivamento
Web-based
RIS/PACS/EMR
Diagnóstico por Imagem – Processo Convencional Ideal
Clínico
Recepicionista
Paciente
Solicita
Recebe laudo
Agenda
Exame
Técnico
Revela, imprime
Arquivo de raios-X
Filmes anteriores
Radiologista
Secretária
Envio resultado
Dita laudo
Assina
Transcreve
Fax, correio, entrega
1 dia
Diagnóstico por Imagem – Processo Convencional Real
Cobra o Radiologista
Cínico
Recepcionista
Paciente
Técnico
Arquivo de raios-X
Solicita
Recebe laudo
Agenda
Sobre, subexposição
Exame
dano/perda
Revela, imprime
Filmes anteriores
perda
atraso
atraso
Radiologista
Secretária
Envio resultado
Dita laudo
Assina
Transcreve
Fax, correio, entrega
1-3 dias
Diagnóstico por Imagem –
Processo Totalmente Digital (HIS-RIS-PACS)
Clínico
Recepcionista
Paciente
Técnico
Arquivo de raios-X
Solicita
Cobra o Radiologista Recebe laudo
Agenda
Sobre, subexposição
Exame
dano/perda
Revela, imprime
perda
Filmes anteriores
atraso
Radiologista
Secretária
Envio resultado
Dita laudo
atraso
Assina
Transcreve
Fax, email, entrega
Computador distribui/gerencia a informação, eliminação de filmes
1-3 horas
Filmless Radiology Impact at HUP
Film/Film Library Costs & Total Exams Over Last 10 Years
$4,000,000
300,000
$3,500,000
200,000
$2,500,000
Department-wide
adoption of PACS
$2,000,000
150,000
$1,500,000
100,000
$1,000,000
50,000
$500,000
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
0
1993
$0
1992
Costs (Red/Solid)
$3,000,000
Exams (Blue/Dashed)
250,000
Year
Goldszal et al. Acad Radiol 2004; 11:96-102
Re-allocation of film budget = PACS
Cumulative Costs
A = $53.2M
$10.0
$8.0
$6.0
x$1M
$4.0
PACS plus Residual Film
Film Operation
$2.0
$0.0
1
2
3
Years
4
5
6
7
8
A' = $36.7M
Goldszal et al. Acad Radiol 2004; 11:96-102