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Geração da Imagem Digital

Desde a invenção dos Raios-X por Roentgën, os exames de imagem vem sendo cada vez mais sofisticados, tornando-se mais precisos e acurados, além de serem mais e mais requisitados na prática médica atual. A partir da simples visualização do esqueleto humano através dos Raios-X,

a radiologia tem evoluído a ponto de hoje não nos limitarmos a simples análise de estruturas anatômicas, podendo acompanhar alterações funcionais (medicina nuclear) ou até mesmo realizar associações de técnicas, permitindo uma avaliação muito mais rica e completa.

Uma grande parcela deste avanço ocorreu devido a evolução concomitante dos processos de imagem e da computação da área médica.

GERAÇÃO E ARMAZENAMENTO DE IMAGEM

Para que um computador possa trabalhar com imagens, estas precisam ser digitalizadas. Inicialmente, a imagem é subdividida em uma grade de quadradinhos de igual tamanho chamado pixel, sendo que cada um está associado a um valor numérico de escala de raios X naquele ponto ou conforme a uma tonalidade de cinza que ele possui.

Os computadores usam uma forma de representação numérica chamada notação binária onde os números são representados por apenas 2 algarismos o 0 e o 1, sendo que os valores binários podem ser representados facilmente por ligado e desligado. Dois dígitos binários correspondem a um bit. O número de arranjos possíveis com esta configuração é de 2n onde n é o número de opções possíveis. Cada pixel tem um número de bits a ele associado. A nitidez está associada ao número de pixels daquela imagem (quanto maior o número, maior a nitidez) e o contraste está relacionado ao número de bits por pixel.

Em muitos centros a imagem ainda é armazenada em filmes, outras imagens como o ultra-som é armazenado em vídeo. Isso requer muito espaço e dificuldade na recuperação de dados. Vários empreendimentos foram desenvolvidos para este fim visando à economia de mão-de-obra de espaço etc. Podemos citar a fita magnética os discos ópticos, os cartões a laser…

O armazenamento de imagens digitalizadas também ocupa espaço, só que desta vez, da memória do computador. Neste contexto está envolvida a compactação da imagem. A compactação se divide com perdas (ou irreversibilidade) ou sem perdas (ou reversibilidade). Métodos sem perda permitem uma menor compactação dos dados, porém são mais fidedignos; métodos com perda permitem uma maior compactação, com baixo custo de estocagem e um menor tempo de transmissão mas há o risco de perda de detalhes da imagem original. Cada tipo de exame tem a sua exigência quanto ao tipo de compactação. Assim, a compactação com perdas de uma mamografia com microcalcificações pode ser inaceitável, enquanto a compactação de uma imagem de ultra-som onde se perde somente alguns dados de som é, em muitos, casos compatíveis.

Além disso, a imagem a ser analisada ou armazenada não vem sozinha, ela consiste em um cabeçalho e as informações do paciente. No cabeçalho se encontram informações sobre a largura e a altura da imagem, além do número de pixel e de bits por pixel, etc. Nas informações sobre o paciente estão inclusos os dados dos pacientes, os dados sobre o exame (local, data, intercorrências). Uma imagem de qualidade está relacionada não só ao contraste e nitidez como ao seu tempo de transmissão.

TRANSMISSÃO DE IMAGEM

A transmissão de imagens em redes faz parte do gerenciamento de informações em um hospital. Para que imagens sejam compartilhadas entre profissionais de saúde e que os dados possam ser vistos em múltiplos locais simultaneamente, é necessária a integração de estações de visualização distribuídas, bases de dados on line, sistemas de gerenciamento de imagens e redes locais de larga escala. Cabos coaxiais e fibras ópticas são os principais meios de transmissão em redes sendo os primeiros baratos e confiáveis, apesar de suscetíveis a interferências. As fibras ópticas oferecem um alto grau de confiança, não havendo problemas de interferência. O hardware necessário para o trabalho em redes deve estar de acordo com o sistema PACS desenvolvido e com o protocolo de comunicação de redes. Para garantir que uma larga variedade de equipamentos possam ser interligados com a rede e que os dados possam ser reconhecidos e interpretados corretamente em todos os modos da rede foi criado um formato padrão de dados de imagem chamado ACR- NEMA. Atualmente, este evoluiu para um novo padrão, amplamente adotado, chamado DICOM.

TEMPO DE TRANSMISSÃO

Uma imagem médica bidimensional tem um tamanho de Multibites, onde 2k é a taxa de variação das tonalidades. A resolução de uma imagem médica varia entre 256 a 2048 pixels. Só para fins de comparação, uma imagem de alta resolução possui uma taxa de 4096 pixels. Uma imagem médica de aproximadamente de 2000 pixels de resolução e de 8 a12 bites por pixel tem um tempo de transmissão de aproximadamente 30 min., por um modo convencional.

MODALIDADE DE IMAGEM

Na prática médica, uma modalidade de imagem perfeita é aquela que apresenta uma melhor resolução espacial e de contraste, ser de baixo custo, ser portátil, livre de risco, não ser invasiva e ter a capacidade de descrever as funções anatômicas e fisiológicas. Porém nenhuma modalidade satisfaz esses critérios, por isso existem várias e cada uma se adapta melhor a cada objetivo. Na imagem digital o problema mais encontrado é o de resolução espacial, sendo que para que este seja razoável são necessários vários bits tornando a imagem de difícil manipulação pelo computador.

ANÁLISE DE IMAGENS

Depois de uma imagem ter sido gerada é preciso que seja analisada. Atualmente o computador tem papel fundamental no enriquecimento da imagem, proporcionando uma melhor visualização.

RECONHECIMENTO DE IMAGEM

Como a interpretação de imagens radiológicas é complicada e demorada, alguns pesquisadores têm procurado desenvolver sistemas de ajuda à interpretação de imagens pelo computador. O sistema de análise de imagens pode sinalizar imagens anormais ou questionáveis para posterior interpretação pelo radiologista. Esse padrão de análise é dividido em 4 tarefas as quais são semelhantes ao do cérebro humano na compreensão de imagens, são eles: processamento global, segmentação, detecção de características e classificação.

Outros métodos usados no reconhecimento de imagens são técnicas de melhora à visualização do radiologista. Como exemplo pode-se citar o método de janelas utilizado na Tomografia Computadorizada, que permite um melhor reconhecimento pelo olho humano das diferentes nuances de tonalidades de cinzas da imagem. Outro método usado realça o contorno dos órgãos que é utilizado Ressonância Magnética, permitindo uma melhor visualização dos mesmos.

FUSÃO DE IMAGENS

A imagem radiológica tem a limitação de não revelar alterações funcionais do órgão sem que este apresente alterações anatômicas, o que não acontece com as imagens da medicina nuclear. Seria interessante então um método de fusão de imagens. Embora problemático isso possa ser feito pelo computador, pois o método de alinhamento é matemático. Por exemplo, a combinação do PET SCAN com a Tomografia Computadorizada que já forneceu informações preciosas na compreensão da esquizofrenia.

GERENCIAMENTO DE IMAGENS E INFORMAÇÃO

O manejo de informações dentro do hospital por meio de uma rede de computadores, inicialmente era feito através do Sistema de Informação Radiológica (RIS) que tinha como objetivo melhorar o gerenciamento do paciente, a geração e distribuição de relatórios, a facilitação dos recursos disponíveis, a localização dos filmes e as rotinas de funcionamento do setor de radiologia.

Na (década de 80 surgiu o PACS (Picture Archiving and Communication) que, com o seu desenvolvimento alcançado atualmente) permitiu a armazenagem de imagens em uma rede de computadores reduzindo o espaço físico requerido, o custo dos materiais e o trabalho manual necessário no manuseio dos filmes. Permitiu, ainda, a rápida recuperação de imagens e a alta velocidade de transmissão entre as redes.

Com a evolução das técnicas de armazenamento de imagens utilizando métodos de compactação, já exemplificados neste site, permitiram que as imagens fossem armazenadas de uma forma que fossem suficientemente nítidas para consulta futuras e que ocupassem somente o espaço necessário, reduzindo o custo deste processo.

Desta forma, o gerenciamento da imagem ficou mais simplificado, mais barato e sem comprometer a qualidade da assistência ao paciente.

 

Fonte: http://www.virtual.epm.br/material/tis/curr-med/temas/med5/med5t12000/tis/gerenciamento.htm acessado dia 04 de agosto de 2011 ás 9h e 32 min.

Fontes das Imagens: http://www.jornalmateriaprima.jex.com.br/geral/medicina+usa+tecnologia+de+ponta+em+campo+mourao acessado dia 04 de agosto de 2011 ás 10h e 20 min. http://www.imaginologia.com.br/extras/radiologista.htm acessado dia 04 de agosto de 2011 ás 10h e 24 min.