A STUDY OF THE PHYSICAL PARAMETERS INVOLVED IN THE FORMATION OF RADIOGRAPHIC IMAGES IN CT SCANS
DOI:
https://doi.org/10.47820/recima21.v5i1.5448Keywords:
X-rays. Computed Tomography. Physical parameters.Abstract
Computed tomography (CT) is one of the most modern diagnostic imaging techniques that make use of X-rays, as it enables the analysis of several clinical pathologies in a relatively short time. However, this radiological examination is one of the major causes of high doses of radiation in patients and health professionals, due to the lack of knowledge on the part of these professionals about the physical principles related to image quality within the safety standards with the use of ionizing radiation. The theme addressed in the present bibliographic work becomes relevant because it provides the opportunity to deepen several important physical concepts, since the computed tomography method covers a range of content in the areas of optics and modern physics, such as electromagnetic waves, photoelectric effect, Compton effect, among others. In addition, this study is necessary because CT methods have contributed, since their inception, to the advancement of modern medicine by making use of sophisticated techniques that mainly combine physical principles and advanced computing. In this sense, this work aims to discuss the physical parameters involved in the formation of images in computed tomography, seeking to clarify how they influence the generation of the image, as well as its quality considering the safety standards.
Downloads
References
ALRESHEEDI, N. et al. Evaluation of X-ray table mattresses for radiation attenuation and impact on image quality. Radiography, v. 27, n. 1, p. 215-220, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radi.2020.10.014
BALOGH, Zsolt Adam; KIS, Benedek Janos. Comparison of CT noise reduction performances with deep learning-based, conventional, and combined denoising algorithms. Medical Engineering & Physics, v. 109, p. 103897, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2022.103897
BOOIJ, Ronald; DIJKSHOORN, Marcel L.; VAN STRATEN, Marcel. Effectiveness of a dynamic collimator for overdose reduction in a second- and third-generation dual-source CT scanner. European Radiology, v. 27, p. 3618-3624, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/s00330-017-4745-8
BORGES, César Augusto da Silva. A proteção radiológica na redução de dose em tomografia computadorizada pediátrica. [S. l.: s. n.], 2019.
CAMERON, John. Radiation dosimetry. Environmental health perspectives, v. 91, p. 45-48, 1991. DOI: https://doi.org/10.1289/ehp.919145
CAMPELO, Danilo de Albuquerque Melo. Estimativa da dose em pacientes adultos submetidos a exames de tórax e abdômen em tomografia computadorizada no Brasil. 2019. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2019.
CARVALHO, Antonio Carlos Pires. Sobre uma nova espécie de raios. Rev Imagem, v. 27, p. 287-93, 2005.
CARVALHO, Rafaella Mendes de et al. Espectrometria de raios X: princípios básicos. In: XVII IMEKO World Congress, 2017. Disponível em: http://bom.org.br:8080/jspui/bitstream/2050011876/735/1/2017_CBMRI_rmcarvalho91%40gmail.com_1501192405_190420.pdf. Acesso em: 25 mar. 2023.
CERQUEIRA, Susana Isabel da Cunha. Protecção contra radiação não-ionizante: arco eléctrico. 2013. Dissertação de Mestrado (Engenharia Biomédica) – Faculdade de Ciências e Tecnologias da Universidade de Coimbra, Coimbra, 2013.
CHARAMBA, Luiz Gustavo. Reconstrução de Imagens Tomográficas com uso de GPU. Technical report, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2013.
COSTA, Roberto. A produção dos raios-x. Revista Fluminense de Odontologia, 1998.
DAFRE, Alcir Luiz; MARIS, Angelica Francesca. Efeitos biológicos das radiações. Biologia/EAD/UFSC, 2013.
DALCIN, Rodrigo Cunha. Análise da qualidade de imagens tomográficas em diferentes fantomas com protocolos para exames de crânio. [S. l.: s. n.], 2019.
DANCE, D. R. et al. Diagnostic radiology physics. International Atomic Energy Agency, v. 299, 2014.
FERNANDES, R. F. Efeito fotoelétrico, Rev. Ciência Elem., v. 2, n. 03, p. 223, 2014. DOI: https://doi.org/10.24927/rce2014.223
FOX, Kermit W; BERKWITS, Leland; FURMAN, Michael B. Atlas of Image-Guided Spinal Procedures, p. 43, 2018.
FREITAS, Cleide. Definições de Algumas Grandezas Físicas de Terapia Encontradas em Livros, Teses e Dissertações. Trabalho de conclusão de curso (Física Licenciatura) – Universidade Católica de Brasília, Brasília, 2016.
GONDIM, Bianca Azulay Martins. Interação da radiação ionizante com a matéria e seus efeitos no corpo humano. 2016. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Física) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016. Vol 4.
HERMENA, Shady; YOUNG, Miguel. Computed tomography image production procedures. StatPearls, 2022.
HUNG, S.C. et al. Artifact Reduction of Different Metallic Implants in Flat Detector CArm CT. AJNR Am J Neuroradiol, v. 35, p. 1288–92, 2014. DOI: https://doi.org/10.3174/ajnr.A3851
JUNG, Haijo. Basic physical principles and clinical applications of computed tomography. Progress in Medical Physics, v. 32, n. 1, p. 1-17, 2021. DOI: https://doi.org/10.14316/pmp.2021.32.1.1
JUNIOR, Hugo. Espectrometria de raios x de um sistema de microtomografia por transmissão. 2019. Trabalho de conclusão de curso (Engenharia Nuclear) – Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2019.
JUNIOR, J. A Importância do Ensino de Física nos Cursos de Técnicos em Radiologia: uma Pesquisa Bibliográfica. Trabalho de conclusão de curso (Licenciatura em Física) – Universidade Estadual da Paraíba, Araruna, 2021.
JUNIOR, T. Airton Almeida et al. X-ray attenuation coefficients in different barite concretes used in radiological protection as shielding against ionizing radiation. Radiation Physics and Chemistry, v. 140, p. 349-354, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2017.02.054
KARAMI, V.; ZABIHZADEH, M. Beam collimation during lumbar spine radiography: a retrospective study. Journal of biomedical physics & engineering, v. 7, n. 2, p. 101, 2017.
KHIYANI, Neeraj; SINGH, Vikramjeet. Operation of Equipment for the Production of X-Ray Images. In: StatPearls [Internet]. StatPearls publication, 2021.
KIM, B. H. et al. The diagnostic value of the sagittal multiplanar reconstruction CT images for nasal bone fractures. Clinical radiology, v. 65, n. 4, p. 308-314, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.crad.2009.12.006
LIMA, Luís Spencer. Partícula alfa. Revista de Ciência Elementar, v. 2, n. 4, 2014. DOI: https://doi.org/10.24927/rce2014.085
LIMA, Rodrigo da Silva; AFONSO, Júlio Carlos; PIMENTEL, Luiz Cláudio Ferreira. Raios-X: fascinação, medo e ciência. Química Nova, v. 32, p. 263-270, 2009. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-40422009000100044
MANGANOTE, Edmilson. Física para Biologia: Radiação. Campinas: Unicamp, 2013. Disponível em: https://sites.ifi.unicamp.br/graduacao/files/2013/12/F-107_20162S_16.11.28_M06.pdf. Acesso em: 01 maio 2023.
MOTA, Everaldo. Radiações Não Ionizantes. In: Curso de Radiações Não Ionizantes, 2017. (Notas de Aula). Disponível em: https://nowseg.com.br/wp-content/uploads/2017/01/35-Curso-Radia%C3%A7%C3%B5es-N%C3%A3o-Ionizantes.pdf. Acesso em: 05 maio 2023.
MOURÃO, Arnaldo Prata. Tomografia computadorizada: tecnologias e aplicações. São Paulo: Difusão Editora, 2015.
MURPHY, A. et al. Digital Image. Radiopedia.org, 2017. Disponível em: https://radiopaedia.org/articles/digital-image. Acesso em 06/06/2023
OKUNO, E.; YOSHIMURA, E. Física das Radiações–Oficina de Textos. São Paulo: [s. n.], 2010. v. 70.
OKUNO, Emico. Efeitos biológicos das radiações ionizantes: acidente radiológico de Goiânia. Estudos avançados, v. 27, p. 185-200, 2013. DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-40142013000100014
OKUNO, Emico; CALDAS, Iberê Luiz; CHOW, Cecil. Física para ciências biológicas e biomédicas. In: Física para ciências biológicas e biomédicas. [S. n.: s. n.], 1986. p. 490-490.
PACHECO, Leonardo Lessa; FREITAS-REIS, Ivoni. Principais Contribuições responsáveis pela descoberta dos raios X: a estirpe coletiva da ciência. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 45, p. e20230016, 2023. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2023-0016
RACHH, Pratik et al. Decreasing CT acquisition time in the emergency department through lean management principles. Radiographics, v. 41, n. 3, p. E81-E89, 2021. DOI: https://doi.org/10.1148/rg.2021200107
RANALLO, Frank N.; SZCZYKUTOWICZ, Timothy. The correct selection of pitch for optimal CT scanning: avoiding common misconceptions. Journal of the American College of Radiology, v. 12, n. 4, p. 423-424, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacr.2014.12.017
RESENDE, M.F. Produção e interação com a matéria. São Paulo: Instituto de Física, Universidade de São Paulo, 2016.
ROCHA, Francisco José Salvino et al. A utilização de raios X em diagnóstico por imagem. [S. l.: s. n.], 2018
ROCHA-JÚNIOR, Eserval; PÊGO-FERNANDES, Paulo Manuel (Ed.). Three-dimensional computed tomography reconstruction in the era of digital personalized medicine. Sao Paulo Medical Journal, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/1516-3180.2022.14111125082022
RODRIGUES, Andréia. Avaliação da influência do volume do campo de visão na determinação da densidade mineral em tomografia computadorizada de feixe cônico e tomografia computadoriza multislice. 2013. Tese de doutorado (Saúde Brasileira) – Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 2013.
ROSA, Matheus. Estimativa da Dose de Entrada na Pele (DEP) para Espectros de Raios X Mamográficos Simulados. 2018. Trabalho de conclusão de curso (Física Médica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018.
RUIZ-IMBERT, Ana Cecilia; CASCANTE-SEQUEIRA, Deivi. Valores de densidad en la escala de grises en Tomografía Computarizada de Haz Cónico: alcances y limitaciones. Odovtos-International Journal of Dental Sciences, v. 23, n. 2, p. 52-62, 2022.
SÁ, José Roberto et al. Interação da Física das Radiações com o Cotidiano: uma prática multidisciplinar para o Ensino de Física. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 39, 2016. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2016-0119
SERMAN, N. Production of X-rays and Interactions of X-rays with Matter. Columbia University In the City of New York, 2013.
SERWAY, R. A.; JEWETT Jr., J. W. Física para cientistas e engenheiros. São Paulo: Cengage Learning, 2012. Vol. 4.
SILVA, David João da. Radioatividade e proteção radiológica: conceitos, aplicações e esclarecimentos para alunos do ensino médio. 2007. Trabalho de conclusão de curso (Licenciatura em Física) – Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007.
SILVA, Indianara; FREIRE JR, Olival. A descoberta do efeito Compton: De uma abordagem semiclássica a uma abordagem quântica. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 36, 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/S1806-11172014000100026
SOARES, J. Princípios de Física em Radiodiagnóstico 2. ed. São Paulo: Colégio Brasileiro de Radiologia, 2008.
SOARES, M. G. et al. Tomografia convencional, computadorizada e computadorizada volumétrica com tecnologia cone beam. Espelho Clín, v. 9, p. 7-12, 2007. Disponível em: http://www.xslice.com.br/up_arqs/arq_20100426134414_artigo_001_tomografia_cone eam.pdf.
TAUHATA, Luiz et al. Radioproteção e dosimetria: fundamentos. In: Comissão Nacional de Energia Nuclear- CNEN. 9ª revisão novembro, Rio de Janeiro, 2013.
TEIXEIRA, Cilâine Verônica; MASSONI, Neusa Teresinha; VARGAS, Ghisiane Spinelli. Raios X: um tema instigante para a introdução da Física Moderna e Contemporânea na sala de aula do Ensino Básico. Experiências em Ensino de Ciências. Cuiabá, v. 12, n. 2, p. 80-93, abr. 2017.
TIPLER, P. A.; LLEWELLYN, R. A. Física Moderna. 6. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
UNEP. Radiação: efeitos e fontes, Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente. [S. l.]: UNEP, 2016. Disponível em: http://www.aben.com.br/Arquivos/544/544.pdf. Acesso em 0 jun. 2023.
VIRIYAVISUTHISAKUL, Supatta et al. Evaluation of Window Parameters of Noncontrast Cranial CT Brain Images for Hyperacute and Acute Ischemic Stroke Classification With Deep Learning. Industrial Engineering and Operations Management Society International, 2020. DOI: https://doi.org/10.46254/AN11.20210041
WANG, Jia; FLEISCHMANN, Dominik. Improving spatial resolution at CT: development, benefits, and pitfalls. Radiology, v. 289, n. 1, p. 261-262, 2018. DOI: https://doi.org/10.1148/radiol.2018181156
WEBER, Rodrigo; HEIDEMANN, Leonardo Albuquerque; VEIT, Eliane Angela. Atenuação da luz em meios materiais: uma atividade de modelagem envolvendo três experimentos didáticos. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 42, 2020. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2020-0229
WILDENSCHILD, D., SHEPPARD, A. P. “X-ray imaging and analysis techniques for quantifying pore-scale structure and processes in subsurface porous medium systems”. Advances in Water Resources, v. 51, p. 217-246, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2012.07.018
WILLEMINK, Martin J.; NOËL, Peter B. The evolution of image reconstruction for CT—from filtered back projection to artificial intelligence. European radiology, v. 29, p. 2185-2195, 2019. DOI: https://doi.org/10.1007/s00330-018-5810-7
YOUNG, H.; D E FREEDMAN, R. A. Sears e Zemansky - Física IV: Óptica e Física Moderna. 14. Ed. São Paulo: Ed. Pearson Addison Wesley, 2015.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2024 RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar - ISSN 2675-6218
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Os direitos autorais dos artigos/resenhas/TCCs publicados pertecem à revista RECIMA21, e seguem o padrão Creative Commons (CC BY 4.0), permitindo a cópia ou reprodução, desde que cite a fonte e respeite os direitos dos autores e contenham menção aos mesmos nos créditos. Toda e qualquer obra publicada na revista, seu conteúdo é de responsabilidade dos autores, cabendo a RECIMA21 apenas ser o veículo de divulgação, seguindo os padrões nacionais e internacionais de publicação.
Clique para ver detalhes 
