Novos Sistemas De Detecção E De Aquisição De Imagem

Novos Sistemas de Detecção e de Aquisição de Imagem

O avanço na tecnologia digital permitiu um processamento de informações mais dinâmico, possibilitando o desenvolvimento da radiografia digital. Com o mesmo modo de obtenção das imagens (fonte de raios X), o filme convencional foi substituído por receptores ou sensores e um computador como novos modos de captação. As informações são decodificadas do modo analógico para o modo digital binário, como resultado há obtenção da imagem digital exposta em um monitor de vídeo, utilizando para isso um período de tempo bastante inferior ao modo convencional.

Radiologia Computadorizada (CR)

Um Sistema Detector à base de Fósforo Foto-estimulável (PSP) ou CR ,consiste em três componentes: as placas de imagem (IP), os chassis e o leitor. A placa não exposta é colocada em um chassi, que é similar ao de filmes, tanto em tamanho como em forma. 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) que são feitas de fluor-haleto de bário dopado com europeum, podendo ser o haleto de brometo ou iodeto.

O material que compõe a IP tem propriedade de colocar elétrons em armadilhas quando absorvem energia no processo de irradiação, formando a imagem latente. 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. Processo esse chamado de luminescência fotoestimulável.

As IPs podem ainda ser reutilizadas após serem expostas a uma intensa luz branca. As principais vantagens desse sistema além da imagem digital é que utiliza equipamentos de raios X já existentes, é móvel, a qualidade de imagem é excelente e é mais barata que a DR. Porém, é necessário comprar um leitor de imagem, necessita de placas de imagem e cassetes e não existe ganho real de tempo em comparação com o sistema tradicional(écran-filme).

Radiologia Digital (DR)

Este outro método de radiologia digital utiliza um sensor digital para aquisição da imagem. Podendo ele ser fixo a uma mesa ou estativa ou ainda ligado ao computador do DR por meio de fios. Os sensores podem ser de Amorfo de Selenium ou Amorfo de Silicone. Os sistemas de DR podem ser classificados em:

Indireto: possuem uma camada de material cintilador que converte os fótons de raios X em fótons do espectro visível para então serem coletados por transitores de filmes finos (TFT) ou por dispositivos de carga acoplado (CCD), que fazem a conversão para sinal elétrico para formar a imagem digital. O material cintilador, responsável pela conversão, pode ser iodeto de césio dopado com tálio Csl[TI], que por ser formado por cristais tipo agulha, se comporta como fibra ótica, evitando o espalhamento de luz e a perda de resolução na imagem ocasionado por ele.

Direto: não precisam de uma etapa de conversão, os fótons de raios X liberam elétrons diretamente no material e estes são coletados pela matriz de TFT. Estes detectores são compostos por um cristal de selênio amorfo(a-Se).

Este sistema de detecção e aquisição de imagem também oferece excelente qualidade de imagem, com aquisição imediata. Além disso, não utiliza placas de imagens e nem cassetes. É mais caro que o CR e não é prático para radiografia móvel.

Detectores de estado sólido e tecnologia TFT

Segundo Van der Stelt (2000), existem dois tipos básicos de sistemas radiográficos digitais: os que utilizam receptores de imagem na forma de placas fósforo foto-estimulável, capturando a imagem indiretamente, e os receptores de imagem ou sensores no estado sólido, que capturam e digitalizam a imagem diretamente. As placas de fósforo foto-estimulável, depois de expostas aos raios-X, são lidas por um escaner a laser e a informação resultante desta leitura é transferida para um monitor de computador sob a forma de imagem. Os sistemas no estado sólido, por sua vez, utilizam um sensor composto por elementos eletro-eletrônicos e trabalham conectados diretamente ao computador. Tais sistemas estão representados pela tecnologia CCD (charge coupled-device: dispositivo com carga acoplada) e CMOS (complementary metal-oxide semiconductor: semi-condutor metal-óxido complementar). As diferenças entre os sistemas no estado sólido e as placas de fósforo estão basicamente na velocidade de aquisição das imagens e na espessura física dos receptores. Alguns poucos sistemas no estado sólido conectam-se ao computador sem fio, via sinal de radio (Emmott, L.F, 2005).

Os detectores de Estado Sólido são formados por um material a base de fósforo que emite luz (cintilação) pela passagem da radiação, que por sua vez incide no núcleo do detector que por efeito fotoelétrico emite elétrons, dando origem a uma corrente elétrica no terminal do detector, que é proporcional ao fóton de radiação de entrada (Fig. 1).

Fig 1. (Fonte: Google Imagens)

Filho (2008), diz que, a conversão direta dos raios-X em sinais elétricos para o processamento das imagens, necessita de 4 componentes essenciais, que são:

1 – Elemento conversor de raios X, o qual transforme a energia dos fótons em par elétron-buraco. As cargas positivas e negativas (pares) são geradas proporcionalmente ao nível de exposição. Ao se aplicar uma voltagem no material semicondutor as cargas geradas são deslocadas no campo elétrico como uma corrente fotoelétrica e coletadas por meio de vários elementos detectores ou eletrodos de área.

2 – Elementos detector do sinal elétrico, o qual faz a detecção do sinal elétrico em elmentos de áreas (píxeis) do painel. As dimensões de cada pixel dependem da resolução espacial necessária para cada aplicação. Para aplicações em radiografias digitais precisa-se de píxeis com área máxima da ordem de 100x100 micrometros quadrados. Portanto para um protótipo de dispositivo de 25cm quadrados são necessários em torno de 250000 píxeis situados em um substrato. Cada elemento detector é constituído de um transistor de filme fino (TFT)