1.8: Imagens médicas
- Page ID
- 195872
Ao final desta seção, você poderá:
- Discuta os usos e desvantagens da imagem de raios-X
- Identifique quatro técnicas modernas de imagem médica e como elas são usadas
Por milhares de anos, o medo dos mortos e as sanções legais limitaram a capacidade dos anatomistas e médicos de estudar as estruturas internas do corpo humano. A incapacidade de controlar o sangramento, a infecção e a dor tornava as cirurgias pouco frequentes, e aquelas realizadas, como suturas de feridas, amputações, remoção de dentes e tumores, perfuração do crânio e partos cesáreos, não avançavam muito no conhecimento sobre anatomia interna. As teorias sobre a função do corpo e sobre doenças foram, portanto, amplamente baseadas em observações externas e imaginação. Durante os séculos XIV e XV, no entanto, os desenhos anatômicos detalhados do artista e anatomista italiano Leonardo da Vinci e do anatomista flamengo Andreas Vesalius foram publicados, e o interesse pela anatomia humana começou a aumentar. As escolas médicas começaram a ensinar anatomia usando dissecação humana; embora alguns tenham recorrido ao roubo de túmulos para obter cadáveres. Eventualmente, foram aprovadas leis que permitiram aos estudantes dissecar os cadáveres de criminosos e aqueles que doaram seus corpos para pesquisas. Ainda assim, foi somente no final do século XIX que pesquisadores médicos descobriram métodos não cirúrgicos para examinar o interior do corpo vivo.
Raios-X
O físico alemão Wilhelm Röntgen (1845-1923) estava fazendo experiências com corrente elétrica quando descobriu que um “raio” misterioso e invisível passaria por sua carne, mas deixaria um contorno de seus ossos em uma tela revestida com um composto de metal. Em 1895, Röntgen fez o primeiro registro duradouro das partes internas de um ser humano vivo: uma imagem de “raio-X” (como veio a ser chamada) da mão de sua esposa. Cientistas de todo o mundo começaram rapidamente seus próprios experimentos com raios-X e, em 1900, os raios-X foram amplamente usados para detectar uma variedade de lesões e doenças. Em 1901, Röntgen recebeu o primeiro Prêmio Nobel de Física por seu trabalho nesse campo.
O raio-X é uma forma de radiação eletromagnética de alta energia com um comprimento de onda curto capaz de penetrar sólidos e gases ionizantes. Como são usados na medicina, os raios X são emitidos por uma máquina de raios-X e direcionados para uma placa metálica especialmente tratada colocada atrás do corpo do paciente. O feixe de radiação resulta no escurecimento da placa de raios-X. Os raios X são ligeiramente impedidos pelos tecidos moles, que aparecem em cinza na placa de raios-X, enquanto os tecidos duros, como os ossos, bloqueiam amplamente os raios, produzindo uma “sombra” em tons claros. Assim, os raios-X são melhor usados para visualizar estruturas corporais duras, como dentes e ossos (Figura 1.18). Como muitas formas de radiação de alta energia, entretanto, os raios-X são capazes de danificar as células e iniciar mudanças que podem levar ao câncer. Esse perigo de exposição excessiva aos raios X não foi totalmente apreciado por muitos anos após seu uso generalizado.
Os refinamentos e aprimoramentos das técnicas de raios-X continuaram ao longo dos séculos XX e XXI. Embora muitas vezes seja suplantado por técnicas de imagem mais sofisticadas, o raio-X continua sendo um “burro de carga” em imagens médicas, especialmente para visualização de fraturas e para odontologia. A desvantagem da irradiação para o paciente e o operador agora é atenuada pela proteção adequada e pela limitação da exposição.
Imagem médica moderna
Os raios-X podem representar uma imagem bidimensional de uma região do corpo e somente de um único ângulo. Em contraste, as tecnologias de imagem médica mais recentes produzem dados que são integrados e analisados por computadores para produzir imagens tridimensionais ou imagens que revelam aspectos do funcionamento corporal.
Tomografia computadorizada
A tomografia se refere à imagem por seções. A tomografia computadorizada (TC) é uma técnica de imagem não invasiva que usa computadores para analisar vários raios-X transversais a fim de revelar detalhes minuciosos sobre as estruturas do corpo (Figura 1.19 a). A técnica foi inventada na década de 1970 e se baseia no princípio de que, à medida que os raios X passam pelo corpo, eles são absorvidos ou refletidos em diferentes níveis. Na técnica, um paciente se deita em uma plataforma motorizada enquanto um scanner computadorizado de tomografia axial (CAT) gira 360 graus ao redor do paciente, tirando imagens de raio-X. Um computador combina essas imagens em uma visão bidimensional da área digitalizada, ou “fatia”.
Desde 1970, o desenvolvimento de computadores mais poderosos e softwares mais sofisticados tornou a tomografia computadorizada rotina para muitos tipos de avaliações diagnósticas. É especialmente útil para escaneamento de tecidos moles, como do cérebro e das vísceras torácicas e abdominais. Seu nível de detalhe é tão preciso que permite aos médicos medir o tamanho de uma massa até um milímetro. A principal desvantagem da tomografia computadorizada é que ela expõe os pacientes a uma dose de radiação muitas vezes maior do que a dos raios-X. Na verdade, as crianças que se submetem à tomografia computadorizada têm maior risco de desenvolver câncer, assim como os adultos que fazem várias tomografias computadorizadas.
Link interativo
Uma tomografia computadorizada ou tomografia computadorizada depende de um scanner circular que gira em torno do corpo do paciente. Assista a este vídeo para saber mais sobre tomografias computadorizadas e tomografias. Que tipo de radiação um tomógrafo usa?
Imagem por Ressonância Magnética
A ressonância magnética (MRI) é uma técnica de imagem médica não invasiva baseada em um fenômeno da física nuclear descoberto na década de 1930, no qual se descobriu que matéria exposta a campos magnéticos e ondas de rádio emitia sinais de rádio. Em 1970, um médico e pesquisador chamado Raymond Damadian notou que o tecido maligno (canceroso) emitia sinais diferentes dos tecidos corporais normais. Ele solicitou uma patente para o primeiro dispositivo de ressonância magnética, que estava em uso clínico no início dos anos 1980. Os primeiros scanners de ressonância magnética eram rudes, mas os avanços na computação digital e eletrônica levaram ao avanço de qualquer outra técnica para imagens precisas, especialmente para descobrir tumores. A ressonância magnética também tem a grande vantagem de não expor os pacientes à radiação.
As desvantagens dos exames de ressonância magnética incluem seu custo muito maior e o desconforto do paciente com o procedimento. O scanner de ressonância magnética submete o paciente a eletroímãs tão poderosos que a sala de digitalização deve ser protegida. O paciente deve ser colocado em um dispositivo semelhante a um tubo de metal durante o exame (veja a Figura 1.19 b), às vezes até trinta minutos, o que pode ser desconfortável e impraticável para pacientes doentes. O aparelho também é tão barulhento que, mesmo com tampões de ouvido, os pacientes podem ficar ansiosos ou até com medo. Esses problemas foram superados de certa forma com o desenvolvimento da ressonância magnética “aberta”, que não exige que o paciente esteja totalmente fechado no tubo de metal. Pacientes com implantes metálicos contendo ferro (suturas internas, alguns dispositivos protéticos etc.) não podem se submeter à ressonância magnética porque podem desalojar esses implantes.
As ressonâncias magnéticas funcionais (fMRIs), que detectam a concentração do fluxo sanguíneo em certas partes do corpo, estão sendo cada vez mais usadas para estudar a atividade em partes do cérebro durante várias atividades corporais. Isso ajudou os cientistas a aprender mais sobre a localização das diferentes funções cerebrais e mais sobre anormalidades e doenças cerebrais.
Link interativo
Um paciente submetido a uma ressonância magnética é cercado por um scanner em forma de tubo. Assista a este vídeo para saber mais sobre ressonâncias magnéticas. Qual é a função dos ímãs em uma ressonância magnética?
Tomografia por emissão de pósitrons
A tomografia por emissão de pósitrons (PET) é uma técnica de imagem médica que envolve o uso dos chamados radiofármacos, substâncias que emitem radiação de curta duração e, portanto, relativamente seguras de serem administradas ao corpo. Embora o primeiro scanner PET tenha sido introduzido em 1961, foram necessários mais 15 anos até que os radiofármacos fossem combinados com a técnica e revolucionassem seu potencial. A principal vantagem é que o PET (veja a Figura 1.19 c) pode ilustrar a atividade fisiológica — incluindo metabolismo de nutrientes e fluxo sanguíneo — do órgão ou órgãos alvo, enquanto os exames de tomografia computadorizada e ressonância magnética só podem mostrar imagens estáticas. O PET é amplamente usado para diagnosticar uma infinidade de condições, como doenças cardíacas, propagação do câncer, certas formas de infecção, anormalidades cerebrais, doenças ósseas e doenças da tireoide.
Link interativo
O PET depende de substâncias radioativas administradas vários minutos antes do exame. Assista a este vídeo para saber mais sobre o PET. Como o PET é usado na quimioterapia?
Ultrassonografia
A ultrassonografia é uma técnica de imagem que usa a transmissão de ondas sonoras de alta frequência para o corpo para gerar um sinal de eco que é convertido por um computador em uma imagem em tempo real da anatomia e fisiologia (veja a Figura 1.19 d). A ultrassonografia é a menos invasiva de todas as técnicas de imagem e, portanto, é usada mais livremente em situações sensíveis, como a gravidez. A tecnologia foi desenvolvida pela primeira vez nas décadas de 1940 e 1950. A ultrassonografia é usada para estudar a função cardíaca, o fluxo sanguíneo no pescoço ou nas extremidades, certas condições, como doenças da vesícula biliar e o crescimento e desenvolvimento fetal. As principais desvantagens da ultrassonografia são que a qualidade da imagem depende muito do operador e é incapaz de penetrar nos ossos e nos gases.