Estudo da anatomia

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Tomografia de raios X

Gerações de tomógrafos

Desde a construção dos primeiros protótipos, os tomógrafos seguiram uma linha evolutiva, passando por diversas concepções e progressivos aperfeiçoamentos. Os primeiros tomógrafos eram extremamente lentos, levando várias horas ou até mesmo dias para adquirir um número suficiente de projeções. Os tomógrafos atuais aquisicionam dados e reconstroemimagens e estruturas tridimensionais em segundos.

A primeira geração de tomógrafos, ilustrada na figura 1, utilizava apenas um detector. O detector era transladado em conjunto com a fonte de raios X de forma a adquirir uma projeção. Em seguida, o sistema era girado de um pequeno incremento angular. O processo de translação era então repetido para obter a projeção seguinte. O feixe de raios X daprimeira geração é chamado de pencil beam (feixe em forma de lápis).

[Fig. 1] Primera geração de tomógrafo.

A figura 2 mostra o processo de aquisição de um tomógrafo de primeira geração. Este processo é conhecido como translação + rotação.

[Fig. 2] Processo de aquisição de um tomógrafo de primeira geração.

Devido ao uso de apenas um detector, os tomógrafos de primeira geração possuemas seguintes vantagens:

Baixo custo
Processos de varredura e aquisição simples
Algoritmo de reconstrução de imagens simples
Maior qualidade de imagens devido ao uso de um único detector, não existindo pequenas variações entre um detector e outro.

Entretanto, esta geração apresenta as seguintes desvantagens:

Processo de varredura muito demorado
Apenas uma fatia écoletada a cada varredura

A segunda geração de tomógrafos de raios X caracteriza-se por utilizar vários detectores dispostos de forma linear. Esta geometria, apresentada na figura 3, é chamada de feixe em leque estreito (narrow fan beam). O feixe de raios X em leque geralmente forma um pequeno ângulo (em torno de 10o).

[Fig. 3] Segunda geração de tomógrafo.

Nesta configuração, o conjuntode detectores realiza várias medidas simultaneamente. Ainda são necessários movimentos de translação e rotação para varrer toda a extensão do objeto. No entanto, devido ao uso de vários detectores, o incremento angular a cada rotação é maior, resultando em um número menor de rotações por varredura. Assim, a principal vantagem desta geometria em relação à primeira geração de tomógrafo é o seumenor tempo de coleta de dados.

Os tomógrafos de segunda geração apresentam duas principais desvantagens:

Geralmente existem pequenas variações entre as respostas dos detectores. Este fator, se não corrigido por software, causa artefatos nas imagens finais.
Como o raio interno do feixe de raios X deve tocar a superfície do objeto no início e no final de cada translação, dados inúteissão sempre coletados no processo de varredura.

A terceira geração de tomógrafos, assim como a segunda, emprega vários detectores. Entretanto, esta configuração utiliza um número maior de detectores, de maneira a cobrir toda a seção transversal do objeto em análise. Como mostra a figura 4, os detectores são dispostos ao longo de um arco de circunferência com centro na fonte de raios X.

[Fig. 4]Terceira geração de tomógrafo.

A terceira geração requer apenas um movimento de rotação para a coleta de dados. Portanto, em relação à primeira e à segunda gerações, a terceira geração apresenta como principais vantagens um sistema mecânico mais simples e um menor tempo de varredura.

O número fixo e maior de detectores de um sistema tomográfico de terceira geração traz algumas desvantagens:O diâmetro máximo do objeto a ser escaneado é limitado pelo número de detectores. Isto não acontecia na primeira e na segunda gerações, graças ao movimento de translação empregado por estas configurações.
Quando objetos menores são escaneados, é coletada uma certa quantidade de dados inúteis, já que o feixe em leque cobre uma área maior.
O espaçamento entre cada raio de uma...
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