A ciência e as aplicações da imagem médica

Os órgãos e ossos internos do nosso corpo são cobertos pela pele e outras barreiras teciduais e, portanto, não são visíveis a olho nu. O termo 'imagem médica' é usado para se referir a técnicas que nos permitem visualizar o interior do corpo. Este artigo ajudará você a entender o que são imagens médicas e como elas desempenham um papel importante no gerenciamento de pacientes atualmente.

O que é diagnóstico por imagem médica?

O diagnóstico é o processo de identificação de uma doença ou doença específica com base em um exame minucioso do paciente. Infelizmente, a maioria das doenças e condições afeta áreas do corpo que normalmente não são visíveis a olho nu. O diagnóstico por imagem médica pode ajudar no diagnóstico, permitindo-nos visualizar quaisquer anormalidades que possam existir dentro do corpo. Por exemplo, em um paciente que sofreu um trauma, imagens médicas podem nos dizer se algum osso está quebrado ou deslocado.

Como o Medical Imaging funciona?

O diagnóstico por imagem médica depende do uso de ondas “invisíveis”, como radiação eletromagnética, campos magnéticos ou ondas sonoras. Aprender sobre esses diferentes tipos de ondas nos ajuda a entender o que é a ciência da imagem médica. As ondas normalmente se originam de uma fonte colocada em um lado do corpo, viajam pelo corpo (e pela região de interesse) e atingem um detector que é colocado do outro lado do corpo. As ondas são absorvidas em graus variados por diferentes tecidos corporais. Dessa forma, o detector desenvolve uma imagem composta por 'sombras' de vários tecidos corporais. Formas anteriores de imagens médicas, como radiografias, usavam uma placa fotodetectora, que exigia o processamento do filme antes da visualização. Atualmente, as imagens médicas avançadas permitem que as imagens sejam capturadas diretamente por meio de uma câmera de detecção e as imagens possam ser visualizadas digitalmente em um monitor.

Para que é usada a Imagiologia Médica?

Embora grande parte da imagem médica seja realizada principalmente por razões de diagnóstico, ela também tem várias outras aplicações. Algumas das aplicações mais comuns de imagens médicas são descritas abaixo:

• Diagnóstico pontual: Como o nome sugere, essa é a aplicação mais comum de diagnóstico por imagem médica. Uma imagem pode nos dizer, de relance, o que exatamente está errado com o paciente. Radiografias simples e TCs ajudam a detectar fraturas, cistos, tumores e anomalias do osso.

• Monitoramento da progressão da doença: O diagnóstico por imagem médica é frequentemente usado para determinar o estágio e a progressão da doença. Em um paciente com câncer, uma TC com contraste ou uma ressonância magnética podem ser usadas para determinar o estágio exato da doença, enquanto a PET pode detectar metástases. O SPECT, um tipo de cintilografia óssea, foi considerado útil para monitorar a progressão na doença de Parkinson.

• Planejamento do tratamento: A imagem médica também ajuda no planejamento do tratamento, permitindo que os cirurgiões determinem o tamanho de uma lesão e, portanto, a extensão da cirurgia de antemão. Os cirurgiões podem realizar cirurgias virtuais usando a tecnologia de imagens médicas, seja diretamente no software, ou depois de importar e criar modelos estereolitográficos.

• Avaliando a eficácia do tratamento: Os exames de PET são frequentemente usados em pacientes com câncer em tratamento para verificar se o regime de tratamento foi eficaz na diminuição do tamanho do tumor. Os cirurgiões também usam imagens médicas durante um procedimento cirúrgico para verificar se os ossos foram alinhados corretamente ou se os implantes foram colocados em sua posição correta. A imagem pode ser feita para avaliar a eficácia a longo prazo dos procedimentos de tratamento. Por exemplo, a análise volumétrica do conteúdo orbitário é frequentemente realizada seis meses após o procedimento para verificar se a redução e a fixação orbitária após o trauma foram realizadas com precisão.

• Cálculos relacionados à idade: A idade geralmente pode ser determinada avaliando o crescimento das estruturas internas do corpo. Por exemplo, a idade fetal e a idade gestacional materna são frequentemente determinadas por meio de um ultrassom. Certas radiografias, como radiografias de mão-pulso e odontológicas, são amplamente usadas para calcular a idade de um paciente se ela for desconhecida ou necessária para fins legais.

Imagens médicas: diversas tecnologias e aplicações

Existem vários tipos de diagnóstico por imagem médica, dependendo da natureza física das ondas empregadas e do método de captura de imagem. Não existe uma tecnologia de imagem única que seja superior às demais, pois cada uma tem suas próprias vantagens e desvantagens. Com base nessas limitações, os radiologistas encontraram hoje um “nicho” específico mais adequado para cada modalidade de imagem:

Ecografia

Conforme indicado pelo nome, o ultrassom usa ondas sonoras para adquirir imagens médicas. Uma vez que não envolve radiação eletromagnética, é provavelmente a forma mais segura de diagnóstico por imagem médica. As ondas sonoras viajam da sonda de ultrassom através de um gel condutor para o corpo. As ondas então atingem várias estruturas anatômicas dentro do corpo e se recuperam. Eles são capturados e transformados em imagens que podem ser visualizadas em um monitor. Uma forma especializada de ultrassom, chamada Doppler, nos permite visualizar o movimento do sangue dentro dos vasos sanguíneos.

Radiografias

As radiografias são a forma mais antiga de diagnóstico médico por imagem. Eles são normalmente usados para visualizar ossos e foram amplamente substituídos por sistemas de imagens médicas mais avançados. No entanto, a radiografia tradicional ainda é útil em determinadas situações clínicas:

• Mamografia: Esta é uma radiografia da mama. É usado como uma ferramenta de rastreamento em mulheres para detectar câncer de mama.

• Fluoroscopia: Esta técnica usa radiografias em combinação com um agente de contraste que é injetado ou engolido. O caminho do agente de contraste é seguido por meio de radiografias para determinar obstruções, úlceras e outros processos patológicos.

Tomografia Computadorizada

Nessa técnica, o paciente fica dentro de uma câmara de TC, que contém o detector e a fonte. A fonte e o detector ficam opostos um ao outro e viajam em um arco ao redor do paciente, obtendo imagens em série. As imagens são tiradas em fatias de alguns milímetros cada e em três eixos diferentes, produzindo cortes coronais, axiais e sagitais. Essas seções podem ser reconstruídas para formar uma imagem tridimensional. As imagens de TC possuem muito mais detalhes em comparação com as radiografias tradicionais. No entanto, a tomografia computadorizada fornece uma dose substancialmente maior de radiação para o corpo.

Ressonância Magnética

Essa tecnologia de diagnóstico por imagem médica faz uso de ondas de rádio dentro de um campo magnético. O corpo humano é composto em grande parte de água. Quando colocados no scanner de ressonância magnética, os íons de hidrogênio dentro das moléculas de água se alinham de acordo com o campo. Quando as ondas de radiofrequência são aplicadas, esse alinhamento muda e depois disso os íons retornam à sua posição original. Essas alterações no alinhamento são registradas e processadas para criar uma imagem. A ressonância magnética é útil para visualizar estruturas de tecidos moles, como músculos, tendões e espaços articulares. Embora não haja risco de radiação, a ressonância magnética pode ser perigosa para pessoas que têm implantes metálicos devido ao uso de um forte campo magnético. Isso inclui pacientes com articulações artificiais, marca-passos ou outros tipos de implantes.

Imagem em medicina nuclear

Essa técnica envolve o uso de moléculas radioativas que são chamadas de 'traçadores'. Os traçadores são engolidos ou injetados na corrente sanguínea. Uma vez dentro do corpo, os traçadores são absorvidos por tecidos específicos. Os raios gama emitidos por esses traçadores são capturados em uma câmera gama e convertidos em imagens digitalizadas. Os traçadores podem ser escolhidos com base na região de interesse. Por exemplo, a imagem da glândula tireoide requer iodo radioativo, pois esse composto é preferencialmente absorvido pelas células da tireoide. A varredura óssea para doenças infecciosas usa tecnécio, gálio ou índio. As áreas que ocupam o material emitirão mais radiação e aparecerão como “pontos quentes” nas imagens adquiridas.

Um tipo especial de imagem nuclear é a tomografia por emissão de pósitrons (PET). Ele pode usar uma forma radioativa de glicose. A glicose é preferencialmente absorvida por células que têm uma alta taxa de metabolismo, como as células cancerosas. Assim, essa técnica avançada de diagnóstico por imagem pode ajudar a identificar metástases à distância em pacientes com câncer.

O que está reservado para o futuro das imagens médicas?

À medida que as imagens médicas continuam a evoluir, os pesquisadores estão encontrando maneiras de melhorar o diagnóstico e o planejamento do tratamento. Uma das áreas mais interessantes atualmente em pesquisa é a aplicação da inteligência artificial (IA) às imagens médicas. A inteligência artificial é a capacidade do software ou das máquinas de replicar o pensamento cognitivo exibido por humanos. Portanto, eles podem ajudar nas tarefas de resolução de problemas. A IA em imagens médicas pode abrir novas fronteiras no que diz respeito ao diagnóstico de doenças, bem como ao planejamento e monitoramento da eficácia do tratamento. A seguir estão algumas aplicações da IA em imagens médicas:

• Identificação de fatias de interesse: Uma única tomografia computadorizada ou ressonância magnética de um paciente pode gerar literalmente centenas de imagens, já que cada fatia tem apenas alguns milímetros de comprimento. Para o radiologista, examinar cada fatia individual para detectar anormalidades pode ser um processo muito demorado. A IA pode ser usada para peneirar todas as fatias e pegar apenas as fatias que interessam ao radiologista.

• Detecção de anormalidades mais delicadas: Diferenças muito pequenas de cor ou contraste podem não ser visíveis a olho nu. No entanto, essas diferenças podem sinalizar o início precoce da doença invasiva. A IA pode ser usada para captar diferenças mínimas, auxiliando assim na precisão do diagnóstico que não pode ser alcançada por meios manuais.

• Recuperando registros antigos: a IA pode passar por bancos de dados para recuperar imagens mais antigas dos registros de saúde dos pacientes. Essas imagens podem ser usadas para comparação com qualquer imagem atual tirada. Isso pode ser usado para avaliar a progressão da doença ou avaliar a eficácia do tratamento.

• Triagem em grande escala: Uma nova aplicação da IA em imagens médicas é a triagem médica em grande escala. Um aplicativo recente baseado em inteligência artificial foi desenvolvido para rastrear imagens médicas em vários bancos de dados de hospitais. A IA foi treinada para detectar obstrução de grandes vasos, um sinal precoce de AVC. Se isso der certo, o aplicativo pode alertar o paciente e o especialista em AVC com prioridade. Isso reduzirá o tempo de tratamento, o que pode melhorar significativamente os resultados dos pacientes.

• Preparando relatórios de diagnóstico: a IA seria capaz de traduzir anormalidades na cor e no contraste em achados diagnósticos reais. Isso pode ser feito alimentando informações com base em registros de casos anteriores. Usando informações de diagnóstico, a IA também pode ser usada para gerar relatórios de imagem.

DICOM e PACS — o núcleo da comunicação por imagens médicas

Afinal, as imagens médicas são apenas fotos. Quanto melhor a qualidade de uma imagem, mais informações ela pode fornecer. Tendo isso em mente, a National Electrical Manufacturers Association (NEMA) lançou um formato padrão de alta qualidade para visualizar e armazenar imagens médicas. DICOM, que significa Digital Imaging and Communications in Medicine, é aceito globalmente. Ele não pode ser acessado por programas de computador comuns. Aplicativos de software especiais, chamados de visualizadores DICOM, são necessários para visualizar e editar imagens médicas modernas.

Como as imagens baseadas em DICOM são de alta qualidade e várias imagens de um único exame de paciente requerem muito espaço de armazenamento, arranjos especiais devem ser feitos para armazenar e recuperar imagens no formato DICOM. O banco de dados e o sistema de servidor que armazena imagens DICOM são chamados de PACS (Picture Archiving and Communication System). Em geral, cada hospital tem seu próprio servidor PACS interno, e as imagens adquiridas de pacientes somente naquele hospital são armazenadas lá. A desvantagem disso é que pacientes que mudam de hospital por vários motivos podem não conseguir acessar imagens anteriores.

A introdução do PACS baseado em nuvem facilitou muito a visualização e o acesso a arquivos DICOM. A tecnologia em nuvem permite que os arquivos DICOM sejam armazenados e processados pela Internet. Esses arquivos podem ser acessados de qualquer lugar, usando qualquer dispositivo que tenha as permissões e o software necessários. Ele simplifica o acesso aos registros médicos de um paciente de diferentes localizações geográficas.

PostDICOM: Aproveitando ao máximo as imagens médicas avançadas

O PostDICOM é um aplicativo de software empolgante e de ponta que atende às mais recentes demandas de tecnologia de imagens médicas. É um visualizador DICOM inteligente que não só ajuda a visualizar imagens médicas, mas também oferece ferramentas avançadas para que você possa extrair o máximo de informações de cada imagem. Essas ferramentas incluem imagens reconstruídas tridimensionais e multiplanares, projeções de intensidade máxima e mínima e fusão de imagens de duas ou mais modalidades de imagem. O PostDICOM é o único aplicativo DICOM que permite a visualização de imagens baseada em nuvem. É compatível com todos os sistemas operacionais, incluindo Windows, iOS, Linux e Android.

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