Da radiografia à tomografia: história e evolução dos tomógrafos
- Explicar a limitação da radiografia convencional que a tomografia computadorizada veio resolver.
- Descrever as gerações de tomógrafos pela geometria do feixe e pelo movimento do tubo e dos detectores.
- Reconhecer os marcos tecnológicos recentes: aquisição helicoidal, multidetectores, dupla energia e contagem de fótons.
A tomografia computadorizada (TC) é hoje um dos exames mais solicitados nos serviços de urgência, de oncologia e de investigação clínica. Para compreender por que ela ocupa esse lugar, é preciso voltar ao problema que a originou: a radiografia projeta, numa única imagem plana, todas as estruturas atravessadas pelo feixe. Esta aula apresenta essa limitação, a solução proposta por Hounsfield e Cormack e a evolução dos equipamentos até os tomógrafos atuais, cujo funcionamento será detalhado ao longo do curso.
1.1.1A sobreposição de estruturas na radiografia
Na radiografia, o feixe de raios X atravessa o paciente e incide sobre o receptor de imagem. Cada ponto da imagem registra a atenuação somada de todos os tecidos que estavam no caminho daquele raio. Uma lesão pequena localizada atrás do coração, por exemplo, pode desaparecer na imagem porque a atenuação do miocárdio e do sangue se sobrepõe à dela. Por isso a radiografia exige, com frequência, duas incidências ortogonais (frente e perfil) para que o examinador reconstrua mentalmente a localização tridimensional de uma estrutura.
Além da sobreposição, a radiografia tem baixa resolução de contraste: tecidos moles com densidades próximas, como a substância branca e a substância cinzenta do encéfalo, ou o fígado e um nódulo hepático, aparecem praticamente com o mesmo tom de cinza. Diferenças de atenuação da ordem de 1% a 2% não são percebidas, enquanto a TC consegue distinguir diferenças muito menores. Essas duas limitações (sobreposição e baixa resolução de contraste) motivaram a busca por um método que obtivesse imagens de cortes isolados do corpo.
1.1.2A ideia da tomografia e o primeiro exame
O termo tomografia vem do grego tomos (corte, fatia) e graphein (escrever, registrar). Antes do computador, existia a tomografia linear (planigrafia), em que o tubo e o filme se moviam em sentidos opostos para borrar as estruturas fora de um plano de interesse. O método reduzia a sobreposição, mas produzia imagens borradas e de baixo contraste.
A tomografia computadorizada adota outra estratégia. Em vez de borrar o que está fora do plano, ela mede a atenuação do feixe em muitas direções diferentes ao redor do paciente e usa um algoritmo matemático para calcular quanto cada pequeno elemento de volume do corte atenuou a radiação. O resultado é um mapa numérico do corte, sem sobreposição das estruturas acima e abaixo dele.
A base matemática desse cálculo foi estudada pelo físico Allan M. Cormack, na década de 1960, e o primeiro equipamento clínico foi desenvolvido pelo engenheiro Godfrey N. Hounsfield, nos laboratórios da empresa britânica EMI. O primeiro exame de crânio em um paciente foi realizado em 1971, em Londres, e os resultados foram apresentados em 1972. Pelo impacto do método na medicina, Hounsfield e Cormack dividiram o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1979. Em homenagem a Hounsfield, a escala de números de TC, estudada na aula 1.3, leva o seu nome.