GERAÇÕES DE APARELHOS DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

Desde a sua invenção várias gerações de equipamentos surgiram, sendo a primeira e segunda gerações com características de translação e rotação do tubo e detectores em torno do objeto estudado, tendo poucos detectores. Os aparelhos da terceira geração têm maior número de detectores, nos quais o tubo e os detectores realizam rotação em torno do objeto. Os aparelhos da quarta geração têm a coroa de detectores fixa e apenas o tubo gira em torno do paciente. A quinta geração são os aparelhos helicoidais que têm movimentos simultâneos do gantry e mesa. A sexta geração são os aparelhos multislice que, além dos movimentos simultâneos do gantry e mesa, possuem fileiras de detectores que permitem múltiplas aquisições simultâneas.

Primeira Geração:

• Princípio de translação e rotação.
• Feixe retilínio único.
• Tempo de 4 a 6 minutos
• Único detector.
• Tomografia apenas do crânio.

Nos equipamentos de primeira geração, o método de aquisição de dados é baseado no princípio de translação e rotação, onde um único feixe de raios-X e um detector realizam um movimento de translação ao longo de linhas paralelas e lados opostos coletando dados. Então o conjunto roda em torno da estrutura anatômica em incrementos de 1º grau e outra translação ou “passagem de escaneamento” é realizada desta vez em direção oposta.

Esta operação translação – parada – rotação – translação – parada – rotação é repetida até alcançar 180º de rotação em torno da cabeça do paciente. Para produzir um corte completo do objeto requer aproximadamente de 4 até 6 minutos.

Segunda Geração:

• Princípio de translação e rotação.
• Pequeno feixe de raios X
• Múltiplos detectores (30-50).
• Tempo de 20 a 30s.

Assim como os tomógrafos de primeira geração, os equipamentos de segunda geração estão baseados no princípio de translação e rotação. Em contraste com o equipamento de primeira geração, os tomógrafos de segunda geração forneciam um feixe de raios X em forma de leque, com até 30 detectores ou mais para a aquisição de dados. Este novo desenvolvimento permite que os dados sejam adquiridos de mais de um ângulo durante uma translação. As vantagens dos equipamentos de segunda geração são óbvias. Tempo total de aquisição reduzido, borramento e artefatos de movimento respiratório são reduzidos, entretanto, a densidade e a resolução espacial ainda não apresenta grandes diferenças.

Terceira Geração

• Princípio de rotação.
• Rotação conjunta de tubo e detectores.
• Feixe de raios X em leque pulsado.
• Múltiplos detectores (260 – 520).
• Tempo de 5 a 10s.

Os equipamentos de terceira geração têm sua geometria de aquisição de dados radicalmente modificada, com a eliminação do movimento de translação o que permite tempos de aquisição ainda menores que equipamentos de segunda geração. Nestas máquinas o tubo de raios X e um conjunto de detectores dispostos contiguamente rodam em torno do paciente. A imagem é obtida por um feixe de raios-X em leque que são reconhecidos por 200 a 600 detectores que giram sincronicamente com o tubo. Entretanto, não mais de duas rotações completas são possíveis antes que o gantry tenha sua direção revertida, visto que cabos elétricos usados para suprir o tubo de raios X, coletar dados dos detectores funcionam com mecanismos de enrolar/desenrolar. O tempo de escaneamento é de 5 a 10 segundos e os artefatos respiratórios são praticamente eliminados. Permitiu uma varredura de todo o corpo, que não era possível com os scanners antigos.

Quarta geração

• Princípio de rotação
• Rotação apenas do tubo.
• Múltiplos detectores fixos dispostos em anel.
• Largo feixe de raios X.
• Tempo de 2 a 10s.

Um equipamento de quarta geração consiste em múltiplos detectores fixos que formam um anel em torno do objeto, dentro do gantry. O tubo de raios-X move-se em torno do objeto 360º, emitindo um feixe deraios X cuja geometria é descrita como de um grande leque. Cerca de 300 a 1000 detectores recolhem os dados que são gravadosdurante a rotação. O tempo de escaneamento é de 2 a 10 segundos. Os artefatos causados por movimentos peristálticos, cardíacos praticamentedeixam de ser percebidos.

Quinta Geração (Espiral/Helicoidal):

• Rotação contínua.
• Movimento de translação da mesa.
• Tempo de sub-segundo na aquisição.
• Tubo com apenas um foco.
• Uma fileira de detectores.
• Reconstrução instantânea.
• Ilimitada capacidade calorífica do tubo.
• Aumento da cobertura anatômica.
• Exames com menos filmes.

Durante os primeiros anos da década de 1990, um novo tipo de scanner foi desenvolvido, chamado scanner de TC por volume (helicoidal/espiral). Com esse sistema, o paciente é movido de forma contínua e lenta através da abertura durante o movimento circular de 360º do tubo de raios X e dos detectores, criando um tipo de obtenção de dados helicoidal ou “em mola”. Dessa forma, um volume de tecido é examinado, e dados são coletados, em vez de cortes individuais como em outros sistemas. Os sistemas de TC por volume utilizam arranjos de detectores do tipo de terceira ou quarta geração, dependendo do fabricante específico. O desenvolvimento de anéis de deslizamento para substituir os cabos de raios X de alta tensão permite rotação contínua do tubo, necessária para varredura do tipo helicoidal. Anteriormente o movimento do tubo de raios X era restrito por cabos de alta tensão fixados, e limitado a uma rotação de 360º em uma direção compreendendo um corte, seguida por outra rotação de 360º na direção oposta, criando um segundo corte com o paciente movendo um incremento entre os cortes. O desenvolvimento de tecnologia de engenharia de anéis de deslizamento permite rotações contínuas do tubo, que, quando combinadas com o movimento do paciente cria dados de varredura do tipo helicoidal com tempos totais de varredura que são a metade ou menos daqueles de outros scanners de terceira ou quarta geração.

Sexta Geração (Multislice):

• Rotação contínua do tubo
• Translação da mesa.
• Tubo com duplo foco.
• Dupla fileira de detectores.
• Redução do tempo de escaneamento.

No final de 1998, quatro fabricantes de TC anunciaram novos scanners multicorte, todos capazes de obter imagens de quatro cortes simultaneamente. Esses são scanners de sexta geração com capacidades helicoidais e com quatro bancos paralelos de detectores, capazes de obter quatro cortes de TC em uma rotação do tubo de raios X. Uma das vantagens desse método é a velocidade de obtenção de imagens, especialmente quando o movimento do paciente é um fator limitante. Essa obtenção mais rápida de imagens torna possíveis estudos cardiovasculares por TC, exames pediátricos ou outros casos em que são necessários tempos de exposição rápidos.

Uma segunda vantagem relacionada à velocidade de obtenção de imagens é a capacidade de adquirir um grande número de cortes finos rapidamente. Essa velocidade, por exemplo, torna possível a angiografia por TC com doses menoresdo contraste exigido; ou um exame de abdome completo por TC é possível com cortes muito finos, de 2 a 3 mm, em um tempo de exame razoavelmente curto.

Uma desvantagem dos scanners de multicorte são os custossignificativamente maiores. Há também algumas limitações quanto à tecnologia de aquisição de dados, muitas vezes, incapaz de processar o grande volume de dados que pode ser obtido por esses sistemas.