27. Mamografia Digital

 

Detectores de Áreas

Quando um sistema detector é bidimensional de modo que a imagem de toda a área mamária pode ser capturada simultaneamente, o dispositivo é chamado detector de áreas. O filme é um exemplo de detector de áreas analógico. Foram criados detectores de áreas digitais.

 

Sistemas de Armazenamento de Fósforo

Um dos primeiros detectores de áreas a ter aplicação clínica, também empregado em mamografia, é o sistema de armazenamento de fósforo. Essa tecnologia na verdade é híbrida. Moléculas de fluorobrometo de bário absorvem fótons de raios X. Isto as eleva a um estado energético mais alto. Tal processo ocorre de maneira proporcional à quantidade de radiação que elas absorvem. Coloca-se um cassete contendo fósforo embaixo da mama e realiza-se uma exposição. As densidades teciduais variáveis na mama permitem que quantidades variáveis de fótons de raios X atinjam o detector, produzindo uma imagem virtual da energia. Para ser visualizada, a imagem virtual deve ser processada. Isto é feito colocando-se o cassete em um processador especial no qual a superfície de fósforo é varrida por uma feixe estreito de luz vermelha de laser. Isto estimula as moléculas a liberar sua energia na forma de luz azul, que é registrada como um sinal analógico enquanto o laser percorre a superfície de fósforo. Esse sinal é digitalizado e convertido em sinal elétrico que forma a imagem digital.

 

Dispositivos de Acoplamento de Carga

Um dos primeiros detectores digitais bem-sucedidos para o diagnóstico por imagem da mama foi o dispositivo de acoplamento de carga (CCD) fotossensível, que é semelhante aos detectores usados em câmeras digitais. Como os CCD respondem a luz, para utilizá-los em exames de imagem radiográficos é preciso primeiro converter os raios X em luz. Em conseqüência, tais dispositivos empregam material fluorescente (semelhante ao écran dos exames de filme/écran) que converte os fótons de raios X em fótons luminosos. Como os CCD possuem uma área de cobertura relativamente pequena, a luz emitida pela tela deve ser canalizada de uma área grande para o pequeno tamanho do CCD, utilizando-se guias (redutores) de luz de fibra óptica (Fig. 27.15). O CCD converte a energia luminosa em energia elétrica. O CCD é um chip que contém linhas e colunas de recipientes eletrônicos. A luz que atinge a superfície do CCD libera elétrons. Os elétrons livres podem deslocar-se e acumulam-se nos capacitores (recipientes) do CCD. Pulsos eletrônicos são usados para mover os elétrons acumulados de um recipiente para o seguinte e, depois, para onde a voltagem em cada recipiente é lida. Esse sinal produz uma imagem de quanta luz se acumulou em cada recipiente.

 

Fig. 27.15 Pode-se usar um redutor de fibra óptica para canalizar a luz emitida da tela fluorescente para a área menor do dispositivo de acoplamento de carga (CCD).

 

A quantidade de elétrons é proporcional à luz que colide com um fotocatodo. A carga em cada recipiente pode ser lida e expressa digitalmente. Como eram produzidos em tamanhos relativamente pequenos, CCD foram inicialmente empregados como uma câmera única com campo de visão limitado que funcionava como detector em dispositivos estereotáxicos. Uma solução na fabricação de um sistema de campo total foi a reunião de várias pequenas câmeras de CCD para formar um detector de área grande. A câmera TREX/Bennet utilizava 12 CCD formando um detector de áreas. O dispositivo de escaneamento em fendas descrito anteriormente que é utilizado no mamógrafo de Fisher baseia-se em CCD retangulares dispostos em uma fileira.

 

Conjunto de Transistores de Fotodiodos de Silício Amorfo

O detector construído pela GE usa cristais de iodeto de césio para converter em luz fótons de raios X que saem da mama. Os cristais são dispostos por crescimento epitaxial sobre um conjunto de fotodiodos à base de silício amorfo. Pequenos cristais colunares são formados cuja separação canaliza a luz dentro do cristal, reduzindo a difusão da luz dentro da camada de cristais (Fig. 27.16). Por meio de técnicas que foram desenvolvidas para a fabricação de monitores de computador, pequenos transistores de película fina são impressos no silício amorfo, e cada transistor é conectado a um conjunto de fios com coordenadas X e Y. Os fótons de luz que atingem o conjunto (fotodiodos) são convertidos em elétrons, e estes são detectados pelos transistores e os sinais digitalizados.

 

Fig. 27.16 O sistema detector de silício amorfo de campo total da General Electric baseia-se em uma película fina de silício amorfo com uma grade de coordenadas X e Y de elementos eletrônicos ligada a ela por meio de técnicas litográficas. O fósforo é aplicado à película por crescimento epitaxial de modo que em cada pixel os cristais de iodeto de césio formam colunas (A), as quais conduzem a luz emitida pelos cristais até o fotodiodo de silício. Assim, há pouca difusão de luz no detector, o que degradaria a imagem. Microcapacitores (cada pixel) são acionados de maneira proporcional à luz que atinge o fotodiodo, produzindo um sinal eletrônico. Um computador recebe a carga lida individualmente de cada pixel em toda a matriz (B) e forma uma imagem digital.

 

Selênio Amorfo como Detector

Na década de 1970, criou-se a técnica de xerorradiografia para o

diagnóstico por imagens mamográficas (16). A Companhia Xerox percebeu que a mesma técnica utilizada em máquinas copiadoras podia ser adaptada para diagnóstico por imagens radiográficas, e especialmente para mamografia. A xerorradiografia utilizava um sistema detector composto de uma placa de alumínio revestida com selênio. Isto formava um semicondutor sobre o qual uma carga uniforme podia ser aplicada. A placa era carregada até 2.000 volts e então inserida e contida dentro de um cassete isolado. Colocava-se a mama sobre o cassete e realizava-se uma exposição. Os raios X que atravessavam a mama eram absorvidos pelo selênio, gerando uma descarga da placa que era proporcional à quantidade de radiação que atingiu a superfície da placa. Isto formava uma imagem que era definida como distribuição de cargas. Então, a placa era extraída do cassete e, em um processador especial, uma nuvem de pó carregado era lançada através da superfície da placa. Assim como partículas de ferro são atraídas por um ímã, o pó (toner) acumulava-se sobre a placa de maneira proporcional à quantidade de carga em cada ponto, produzindo uma imagem dos raios X que foram transmitidos através da mama. A imagem do pó era então transferida para um papel revestido de plástico e fundida no plástico, formando uma xerorradiografia (Fig. 27.17). Embora tivesse algumas características úteis para o diagnóstico por imagem da mama, a xerorradiografia foi descartada porque as doses necessárias eram mais altas do que aquelas necessárias para as combinações filme/écran desenvolvidas no início da década de 1980.

O uso de selênio como semicondutor foi adaptado de modo que a carga é lida diretamente da placa para produzir uma imagem digital. Em vez de lançar o toner sobre a placa, aplica-se a tecnologia de conjunto de

transistores à placa, permitindo que a carga seja lida diretamente (17). Detectores de selênio amorfo têm a vantagem de ser capazes de converter diretamente fótons de raios X em carga eletrônica, sem exigir a interposição de uma tela fluorescente. O uso de telas para converter fótons de raios X em luz resulta em ligeira degradação da imagem em virtude de difusão da luz na tela (ver Cap. 8), o que pode borrar a imagem. Em um sistema de selênio, os fótons de raios X são convertidos diretamente em elétrons, e os elétrons deslocam-se em linhas retas até o detector para conversão em sinal legível.

Fig. 27.17 A xerorradiografia foi a precursora dos detectores digitais de selênio amorfo. A xerografia usava um detector de selênio e foi o precursor do detector digital de selênio amorfo. (A) A imagem à esquerda é uma imagem de filme/écran na incidência craniocaudal, mostrando câncer subareolar. A imagem à direita é uma xerorradiografia em modo positivo na mesma incidência no mesmo dia. A imagem foi invertida (B), para se assemelhar mais a uma radiografia convencional. A ampla latitude de exposição da técnica permitiu visualizar as costelas e os tecidos moles na mesma exposição, como nesta incidência lateral em modo negativo de paciente com linfonodos aumentados secundários a linfoma.

 

DESVANTAGENS E VANTAGENS DA MAMOGRAFIA DIGITAL

Nenhum sistema detector é ideal, e todos possuem vantagens e desvantagens. Conforme já assinalado, sistemas que devem converter raios X em fótons de luz sofrem um pouco mais borramento devido à difusão da luz no detector. Em geral, a cada conversão de sinal (fóton de raio X para luz, fótons de luz para sinal elétrico etc.), ruído é acrescentado à imagem. Parte do desafio de aperfeiçoar a mamografia digital reside em diminuir o ruído e aumentar a RSR.

Quando detectores digitais são atingidos por uma grande quantidade de radiação, como em áreas não cobertas pela mama, eles desenvolvem uma memória temporária e podem reter uma imagem-fantasma da área que bloqueou os raios X (a mama) que é difícil de apagar e pode aparecer em imagens subseqüentes. Os sistemas utilizam diversos métodos para remover a imagem-fantasma, e esse não é um problema significativo em exames de imagem bidimensionais comuns. Porém, se for necessário obter imagens em seqüência rápida, isto poderia criar um problema. Se a mama não for deslocada entre imagens, o artefato-fantasma permanece no mesmo lugar no detector embaixo da mama. Em conseqüência, não costuma ser evidente em exames de imagem comuns e não parece causar nenhuma dificuldade. Como se pode imaginar, a fabricação de mamógrafos digitais não é simples. A produção de conjuntos de milhões de pixels dispostos precisamente, cada um do tamanho de uma fração de milímetro, é um desafio técnico. É impossível produzir detectores perfeitos. Uma percentagem variável de pixels em um conjunto não funcionará ou não estará dentro dos limites de aceitabilidade. Esses chamados pixels ruins devem ser compensados (corrigidos ou eliminados) no processamento das imagens depois que elas foram adquiridas pelo detector. Ademais, cada pixel não gera exatamente o mesmo sinal para a mesma quantidade de radiação que o atinge e cada pixel gera uma quantidade diferente de ruído. Todos esses problemas devem ser corrigidos entre a coleta dos dados brutos da imagem durante a exposição e a apresentação da mamografia digital para interpretação. Existem muitas maneiras diferentes de corrigir as imagens. Pixels ruins são eliminados, e o computador preenche seu espaço utilizando dados dos pixels circundantes. Se houver um número excessivo de pixels ruins, ou muitos em uma dada localização, de modo que a precisão das informações da imagem é comprometida, o detector deve ser substituído se não puder ser reparado. Para compensar as variações em cada pixel, a maioria dos sistemas emprega uma correção em campo escuro. Isto significa que o sinal de fundo (ruído) que provém do detector é lido antes de qualquer exposição aos raios X. Usam-se as informações desses sinais em repouso para ajustar a imagem real de modo que as desigualdades e heterogeneidades no detector não perturbem a imagem a ser interpretada. Obviamente, é importante que essas correções sejam realizadas sem ocultar ou representar de algum modo errôneo as informações reais dos raios X. Muitos dos problemas técnicos em torno da produção de imagens de alta resolução foram solucionados. A capacidade de memória dos computadores aumentou abruptamente e seu custo caiu. A maior limitação ao uso de mamografia digital é a capacidade de exibir imagens detalhadas. Monitores de baixo custo são incapazes de apresentar quantidades tão grandes de informações. Até mesmo os monitores 2K por 2K não conseguem exibir uma mamografia digital inteira se ela for adquirida com pixels de tamanho igual ou inferior a 85 µm. Isto exige a visualização de toda a mama em menor resolução e, então, concentração nas áreas de interesse que são exibidas com todos os dados em resolução plena. Detalhes progressivamente maiores são apresentados, porém a área que é visualizada é menor. O desenvolvimento de monitores capazes de exibir toda a imagem eliminará esse problema.

Um grande debate adveio do fato de que os negatoscópios usados para rever mamografias de filme/écran possuem luminância (geração de luz) mais alta que monitores de computador. Alguns sugeriram que isto seria uma grande limitação. Contudo, acredito que tal circunstância seja um equívoco. A luminância do negatoscópio é necessária para impelir a luz através de um pedaço de filme escurecido. O monitor precisa apenas exibir, para o observador, a amplitude do branco ao cinza. Decerto, calcificações são tão visíveis em uma imagem digital em bons monitores quanto na imagem de filme/écran. De fato, é mais fácil vê-las no monitor do que no negatoscópio. Além disso, com a imagem digital o parênquima mamário tira vantagem da capacidade de modificar “janela e nível” da imagem.

Fig. 27.18 Mamografias digitais permitem a visualização do tecido mamário periférico por meio de equalização computadorizada. Os efeitos da equalização periférica podem ser avaliados comparando-se este corte de tomossíntese digital do tecido subcutâneo (A), sem ajuste da imagem, com o mesmo corte após aplicação de um algoritmo de computador para visualizar os tecidos subcutâneos (B). Chamamos isto de equalização periférica.

 

A imagem digital também oferece a vantagem de ser ajustável pelo computador. Em uma imagem de filme/écran convencional, é difícil avaliar a borda do parênquima mamário e a gordura subcutânea (onde cânceres podem desenvolver-se) porque elas estão queimadas. Algoritmos simples de equalização computadorizada podem ajustar esses tecidos, de modo que toda a mama é visualizada claramente em uma única janela e nível (Fig. 27.18).

Todo radiologista que seja treinado na interpretação de mamografias é capaz de olhar para uma mamografia digital e reconhecer imediatamente que ela fornece as mesmas informações que a mamografia convencional. Além da oportunidade de variação infinita na apresentação, uma mamografia digital pode ser apresentada de modo exatamente igual a uma imagem de filme/écran.

 

Estações de Trabalho Amigáveis para o Usuário São Escassas Por eliminar a necessidade de processamento de filmes, a mamografia digital deve ser bem mais eficiente que os exames de filme/écran. A taxa de realização de exames deveria ser mais eficiente. Infelizmente, esta não tem sido a nossa experiência na conversão para um Serviço exclusivamente digital. Como é preciso preparar o detector antes da aquisição de cada imagem, pode haver um retardo variável entre acionamento do botão de exposição e a exposição efetiva. Uma vez realizada a exposição, vários a muitos segundos se passam até que a imagem seja visível na estação de trabalho de aquisição (da tecnóloga). Com alguns mamógrafos, a tecnóloga deve esperar antes de posicionar a paciente para a próxima exposição. A qualidade da imagem na estação de trabalho de aquisição é inferior à qualidade da imagem que aparecerá na estação de trabalho de exibição do radiologista, e a tecnóloga pode ter dificuldade em definir a qualidade das imagens do exame no seu monitor. Os fabricantes estão trabalhando para minorar esses problemas.

Um dos problemas iniciais da mamografia digital adveio do fato de que um fabricante possuía apenas um detector pequeno (menor que 18 × 24 cm) enquanto outro possuía apenas um detector grande (perto de 24 × 30 cm). Tornou-se óbvio durante a era do filme/écran que nem todas as mamas cabiam em um cassete de filme/écran pequeno nem todas as mulheres se acomodavam em um equipamento com o cassete de filme/écran grande. Mulheres com mamas grandes (em nosso Serviço, 30 a 40%) precisavam obter múltiplas imagens fragmentadas (decompostas) se tentássemos examiná-las com um detector pequeno, e muitas mulheres pequenas são impelidas para fora do campo de visão por um detector grande. Por esta razão, tivemos de obter os dois sistemas quando mudamos para a mamografia digital. Isto gerou grandes problemas. Pacientes que começavam o exame em um equipamento precisavam retornar àquele mamógrafo, congestionando os corredores ou prolongando o exame quando a tecnóloga tinha de obter imagens adicionais mas descobria que outra tecnóloga estava realizando o exame de uma nova paciente. Isto causou grandes aborrecimentos logísticos. Fabricantes devem fornecer detectores para mamas grandes e pequenas e diferentes compleições de modo que a utilização dos equipamentos seja eficiente e a qualidade das imagens não seja comprometida.

Uma das razões pelas quais mamógrafos digitais têm sido adotados lentamente pelos serviços de mamografia é o fato de que as estações de trabalho não são amigáveis para o usuário. Leva-se mais tempo para interpretar uma mamografia digital em uma estação de trabalho do que para interpretar filmes em um negatoscópio porque as companhias ainda não compreenderam a maneira como radiologistas avaliam mamografias. O radiologista deseja ser capaz de sentar e começar uma sessão de revisão sem muito esforço. É um grande problema ter de utilizar a estação de trabalho de cada fabricante para interpretar mamografias digitais. Estações de trabalho universais que possam exibir imagens de todos os fabricantes são essenciais para evitar duplicação dispendiosa. Imagens de cada fabricante devem ser interpretáveis em qualquer estação de trabalho certificada, e não apenas no equipamento daquele fabricante. O uso das estações de trabalho deve ser intuitivo e fácil. Os ícones variam de uma máquina para outra. Para evitar confusão, deveria haver palavras na tela ao lado de cada botão de modo que seu uso seja óbvio e não seja necessário utilizar o mouse/cursor para descobrir o que cada botão faz. É razoável solicitar que o radiologista escolha casos de uma lista de trabalho para cada exame de diagnóstico, pois esta é uma análise razoavelmente demorada e o radiologista freqüentemente salta entre casos à medida que a investigação prossegue. Contudo, a interpretação de exames de triagem deve ser altamente eficiente pois, para ter relação custo/benefício favorável, é preciso rever muitos casos no menor período de tempo possível. Os casos de triagem devem ser facilmente ordenados em listas de trabalho, seja pela data de realização, pela ordem alfabética, pela ordem do número de registro ou em uma ordem selecionada pelo radiologista ou pelo arquivista, de modo que o radiologista possa clicar no botão de próximo caso sem ter de retornar à lista para escolher o próximo caso. O radiologista deve ser capaz de guardar uma sessão de leitura de modo que um segundo radiologista (se leitura dupla for utilizada) possa rever os mesmos casos que o primeiro radiologista reviu em seqüência, sem ter de escolher os casos individualmente. Deve haver uma área de manejo da imagem no sistema de exibição ou em um computador separado, e as imagens devem ser exibidas como figuras resumidas que forneçam informações claras sobre a data de realização e as incidências empregadas. Não apenas deve haver uma imagem resumida de cada mamografia como também essa imagem deve conter a incidência mamográfica e a data para que o radiologista não tenha de adivinhar.

Deve haver caixas de controle exclusivas, separadas do teclado do computador, que tenham botões grandes e facilmente diferenciados por tamanho, formato, textura e localização sem que o radiologista precise olhar para a caixa, que lhe permita obter o próximo caso; retornar ao caso prévio; prosseguir para o conjunto seguinte de imagens em uma seqüência especificada por cada radiologista; ampliar a imagem ou parte dela quando necessário; modificar a janela e o nível para todas as imagens ao mesmo tempo (não apenas aquela visualizada); e alternar entre o exame do ano em questão e o exame prévio de comparação (definido pelo usuário) com a capacidade de recuperar qualquer conjunto de imagens, fazer anotações (medir uma lesão, circulá-la etc.) que possam tornar-se permanentes, se desejado, ou mantidas em um arquivo intermediário (rascunho), que poderá ser apagado quando as anotações não forem mais necessárias, para orientar a investigação. A capacidade de alternar instantaneamente a mesma incidência de datas diferentes na mesma tela permitirá ao radiologista avaliar melhor as alterações de um ano para outro. Uma nova lesão é mais facilmente percebida como um “salto” na imagem se essa alternância puder ser realizada rapidamente. Cada radiologista deve ser capaz de definir seu protocolo de apresentação (de que maneira as imagens são exibidas e a seqüência em que elas são exibidas) e ter botões programáveis para três ou quatro modos de processamento preestabelecidos/botões de detecção auxiliada por computador (DAC). A estação de trabalho deve ser projetada para facilitar a interpretação das imagens e exigir o mínimo de informações do radiologista. As imagens devem ser exibidas, sem demora, quando solicitadas para revisão. A solicitação de uma imagem deve trazer também o laudo de interpretação vinculado de modo que o radiologista possa compor o laudo enquanto vê a imagem e os dois permaneçam vinculados. Constatamos que a geração de laudos pode ser intensamente automatizada por meio de códigos de macros cuidadosamente preparados.

 

Cuidado com o Processamento Padrão das Imagens

Atualmente, os equipamentos realizam processamento considerável das imagens antes de apresentá-las ao radiologista para revisão. Isto é benéfico para alguns aspectos do diagnóstico por imagem e prejudicial para outros. Acredito que um fabricante está empregando algoritmos de acentuação das bordas e filtros que aumentam sobremodo o contraste da imagem. Como obtiveram aprovação PMA pelo FDA com base nessas imagens de altíssimo contraste, eles alegam que não podem ajustar abaixo de determinados níveis. Isto faz com que cada estrutura cruzada na imagem pareça ser uma lesão espiculada. O radiologista pode ajustar seu próprio limiar, mas estou preocupado com a possibilidade de que isto possa resultar em omissão de detecção de alguns cânceres pequenos e, no outro extremo do espectro de interpretação, em taxas de reconvocação mais altas para estruturas superpostas normais. O processamento também compromete algumas imagens digitais quando uma estrutura altamente absorvente de raios X está no campo de visão, como a placa de compressão focal, implantes ou um cateter de quimioterapia. Em compressão focal, ou se uma mulher tiver implantes, as informações são totalmente perdidas em algumas imagens digitais de modo que partes do tecido mamário não são avaliadas. Esse problema deve ter sido corrigido na época em que este livro for publicado, mas o leitor deve saber que a qualidade das imagens pode ser comprometida se ainda não tiver ocorrido correção.

 

Outras Vantagens da Mamografia Digital

Uma grande vantagem de aquisição digital é que, ao contrário de combinações filme/écran, a resposta do detector não precisa determinar os parâmetros do exame. Um pedaço do filme (com seu écran) deve ser exposto para que, quando revelado, seja interpretado em um negatoscópio. Os parâmetros de aquisição da imagem são ditados pelo processamento do filme e pelo sistema de exibição. A exposição da mama com a técnica de filme/écran pode não ser ideal para fornecer o contraste necessário para detectar câncer entre estruturas normais de atenuação similar. Em virtude de sua ampla faixa dinâmica, o detector digital permite exposições que podem ser ajustadas para elevar o contraste tecidual. Após a aquisição, pode-se ajustar a imagem a fim de visualizá-la melhor. Imagens digitais fornecem muitas outras vantagens. Por fornecer uma descrição precisa da imagem em formato digital, uma figura idêntica pode ser reproduzida um número infinito de vezes. A imagem pode ser transmitida e vista simultaneamente em qualquer parte do mundo por qualquer número desejado de observadores. Em um estudo não publicado, enviamos imagens mamográficas digitais entre Boston e Nova York mais de 75.000 vezes via satélite sem um único erro. Cada imagem recebida era idêntica à transmitida. Como imagens digitais são computadorizadas, elas podem ser manipuladas a fim de acentuar várias características da imagem (janela, nível e diferentes filtros de acentuação). Podem-se obter múltiplas apresentações dos mesmos dados para cada imagem adquirida (Fig. 27.19A−C). Outros benefícios incluem a capacidade de usar o computador para manipular as informações da imagem (Fig. 27.19D, E). Ainda que a mamografia digital não traga nenhum ganho sobre a mamografia convencional na detecção de cânceres, existem vantagens logísticas importantes em se ter imagens eletrônicas. Como o armazenamento é eletrônico, os gran-des espaços que são necessários para armazenar filmes são intensamente reduzidos, bem como o pessoal necessário para cuidar do Arquivo. Como o armazenamento eletrônico é dotado de precisão, e uma cópia exata da imagem sempre é preservada no Arquivo, imagens não se perdem a menos que ocorra alguma catástrofe com os arquivos e seu sistema de backup. O que freqüentemente se menospreza é que enormes quantidades de tempo e energia são despendidas diariamente à procura de filmes de pacientes. Muitos filmes são perdidos ou não estão disponíveis para revisão. Procedimentos podem ser adiados, cancelados ou até mesmo realizados incorretamente em razão de filmes perdidos. Esta é uma fonte importante de dispêndio oculto e deficiência na assistência de pacientes. O armazenamento de exames digitais é muito mais eficiente e exige menos espaço, e a probabilidade é bem menor de que eles estejam indisponíveis quando necessários, uma vez que podem ser vistos simultaneamente em qualquer lugar e cada cópia é idêntica à imagem original. À medida que um número crescente de mulheres reconhece os benefícios da mamografia, a necessidade de eficiência será ainda maior para reduzir os custos. A eliminação do processador de filmes aumentará muito a taxa de realização de exames. A eliminação dos custos de processamento de filmes e do controle de qualidade para o processador também reduzirá os custos. De qualquer modo, o mundo tornou-se digital, e a mamografia não será exceção.

 

Novos Avanços Permitidos por Detectores Digitais

Contudo, o valor real da mamografia digital para as mulheres virá das novas condutas para diagnóstico por imagem da mama que a tecnologia digital permite. A detecção e o diagnóstico de cânceres de mama precoces aumentarão de maneiras inalcançáveis pelos exames de filme/écran convencionais.

 

Detecção e Diagnóstico Auxiliados

por Computador

Todos os radiologistas, por mais bem treinados que sejam, deixam de perceber periodicamente cânceres de mama que são visíveis em retrospecto. A leitura dupla de mamografias de triagem reduz as chances de

menosprezar um câncer (18). Sistemas de detecção auxiliada por computador (DAC) foram concebidos para analisar imagens de filme/écran

digitalizadas (19) e mostraram-se capazes de reduzir a taxa de falso-negativos (20−22). DAC atualmente está disponível para a análise de imagens digitais adquiridas diretamente.

DAC é utilizada para indicar possíveis áreas de preocupação. Contudo, acredito que tenha potencialmente um papel valioso em auxiliar o radiologista. Quando o computador identifica uma anormalidade, ele também pode fornecer ao radiologista exemplos de lesões previamente armazenadas na sua memória que pareçam semelhantes à lesão em questão. O diagnóstico auxiliado por computador é uma extensão natural de detecção auxiliada por computador. Isto é precisamente o que todos nós fazemos ao interpretar uma mamografia. Depois que a possível anormalidade foi detectada, buscamos em nossas memórias lesões que pareçam semelhantes àquela em questão e empregamos nossa experiência e treinamento prévios para conduzir o problema. Um computador será capaz de realizar essa tarefa com precisão ainda maior e jamais esquecerá os casos que tiver visto. O computador circulará uma lesão e, se solicitado, apresentará ao radiologista centenas de casos que acredita serem semelhantes à lesão em tela. Os casos arquivados serão comprovados pela patologia, e o computador será capaz de fornecer a percentagem das lesões em sua memória que foram diagnosticadas como câncer e a percentagem que era benigna. Desse modo, será possível fornecer ao radiologista probabilidades precisas sobre a chance de que a lesão em questão seja benigna ou maligna. Acredito que, no futuro, o diagnóstico auxiliado por computador aumentará a especificidade da interpretação de mamografias. Um dia, a análise computadorizada será capaz de reduzir ou eliminar a necessidade de revisão humana.

 

Fig. 27.19 Uma imagem digital pode ser manipulada em um número infinito de possibilidades para aumentar a visibilidade de estruturas. Todas estas imagens foram derivadas de uma única exposição. Usou-se o computador para acentuar características distintas, por meio uma escala ampla de cinzas (A), uma escala intermediária (B) e contraste alto (C). Acentuação das características por computador pode ser realizada com imagens digitais. A imagem à direita (D) empregou uma técnica de limiarização para realçar as partes mais densas da imagem a fim de analisar o padrão do parênquima. A magnificação eletrônica é demonstrada nesta imagem digital (E) em três níveis de aumento, revelando calcificações em distribuição segmentar.

 

Subtração de Energia Dual

A detecção de microcalcificações aglomeradas continua a ser parte importante da triagem mamográfica. Ainda que se demonstre que a detecção de carcinoma ductal in situ é menos importante do que acreditamos ser atualmente, cerca de 17% dos cânceres invasivos que detectamos são encontrados graças às calcificações que estão na parte in situ do câncer invasivo. A detecção de microcalcificações aglomeradas permanece uma função importante da triagem de câncer de mama. Exames de imagem digitais por meio de subtração de energia dual oferecem um novo meio para detectar esses depósitos de cálcio. Pode-se usá-la para produzir imagens da mama que enfatizam calcificações sobremodo. A proporção da atenuação de raios X quando eles atravessam tecidos moles versus calcificações muda entre estudos de imagens de kVp alto e kVp baixo e pode ser aproveitada para realçar calcificações. Quando uma imagem de kVP alto é obtida, a atenuação de tecidos moles e a de calcificações é mais próxima uma da outra do que em uma imagem de kVP baixo. Ajustando-se as imagens de modo que os sinais dos tecidos moles se equivalham, ainda haverá uma diferença entre os sinais do cálcio (Fig. 27.20). Subtraindo-se uma imagem da outra, os tecidos moles são eliminados (pois são iguais nas duas imagens), deixando uma imagem que mostra apenas calcificações (Fig. 27.21). Como as calcificações são extremamente pequenas, de 2 a 400 µm, as imagens a serem subtraídas devem ter registro perfeito. Isto provavelmente exigirá a aquisição simultânea das imagens de kVp alto e kVp baixo, o que por sua vez exigirá recursos especiais dos mamógrafos digitais. Outro problema a ser superado é que o ruído em cada uma das duas imagens é diferente. Em conseqüência, as imagens de subtração contêm os dois conjuntos ou o dobro de ruído. Se isto for superado, a subtração de energia dual possibilitará maior detecção de cânceres de mama precoces por mostrar ao radiologista somente as calcificações, sem que elas sejam mascaradas pelos tecidos moles.

Fig. 27.20 A subtração de energia dual tira vantagem do fato de que a alteração na atenuação é maior para calcificações do que para tecidos moles quando o kVp é modificado de alta para baixa energia. Se as imagens resultantes forem ajustadas de modo que os tecidos moles nas duas imagens tenham representações digitais idênticas, então, quando uma é subtraída da outra, os tecidos moles são totalmente subtraídos, e o único sinal residual provém das calcificações, permitindo obter uma imagem apenas das calcificações na mama. Esta técnica é mostrada pelo esquema em que os sinais de um objeto de partes moles e calcificações são representados pelas curvas das exposições com energia alta (linha 1) e baixa (linha 2). Elevando-se os picos (linha 3) de modo que as curvas dos tecidos moles se subtraiam totalmente, ainda há algum sinal das calcificações após a subtração, e essa diferença é o sinal oriundo apenas das calcificações.

 

Fig. 27.21 Subtração de energia dual pode tornar calcificações mais óbvias. A imagem à esquerda é uma amostra contendo calcificações decorrentes de carcinoma ductal in situ. Após obter imagens de kVp alto e kVp baixo e subtrair uma da outra com registro perfeito, a imagem à direita mostra como subtração de energia dual elimina os tecidos moles e acentua a proeminência das calcificações.

 

A proeminência de calcificações também é aumentada por remoção do ruído estrutural dos tecidos normais por meio da TMD (ver Cap. 28). Mamografia Digital com Subtração de Contraste

Na década de 1970, Chang et al. (23) mostraram que cânceres eram realçados após a administração intravenosa de contraste iodado na TC. Watt

et al. (24) estiveram entre os primeiros a utilizar a angiografia por subtração de contraste na avaliação de cânceres de mama. A captação de contraste pelo tumor na mama provavelmente é uma função da maior concentração

de vasos secundária a neovascularidade tumoral (25) e/ou à maior permeabilidade dos vasos tumorais precariamente formados. Como em outros sistemas orgânicos, a angiografia com subtração de contraste da mama abrirá novas oportunidades para análise radiográfica. Na década de 1990, demonstramos a viabilidade do uso da mamografia digital para obter imagens de alta resolução antes e depois da administração de agente de contraste em um modelo animal (Fig. 27.22). Mostramos que a mamografia digital com subtração permite a análise dos pequenos vasos em lesões e a distinção entre vasos malignos irregulares e os vasos menos tortuosos de lesões benignas. Isto pode ser ampliado por meio da TMD com magnificação e subtração de contraste. Ademais, mediante análise da quantidade de contraste que flui por uma lesão ao longo do tempo, pode-se medir a dinâmica da captação de contraste como um auxílio à diferenciação entre lesões benignas e malignas.

Fig. 27.22 A subtração de contraste remove tudo exceto o material de contraste. Obtêm-se uma imagem pré-contraste (A), seguida de outra imagem após a administração intravenosa do agente de contraste (B). Subtraindo-se uma da outra (C), apenas a imagem do contraste permanece, tornando o câncer mais evidente em razão do seu ninho de neovascularidade (D).

Fig. 27.23 A subtração de contraste com alta resolução espacial pode delinear a morfologia da vasculatura tumoral. Um ninho de vasos sanguíneos muito pequenos é visto neste câncer em um animal. A imagem pré-contraste foi subtraída da imagem pós-contraste utilizando-se um detector mamográfico digital de alta resolução.

 

Jong et al. (26) utilizaram uma técnica de subtração direta para avaliar lesões mamárias com material de contraste iodado em um sistema de mamografia digital. Eles empregaram uma técnica de subtração convencional obtendo uma imagem antes da administração intravenosa de contraste e então a subtraindo das imagens subseqüentes para mostrar a distribuição do agente de contraste (Fig. 27.23).

A técnica de subtração direta exige registro perfeito a fim de evitar artefatos e imagens de má qualidade. Qualquer movimento entre as imagens a serem subtraídas pode arruinar a técnica. A subtração direta de contraste requer uma imagem sem contraste seguida por imagens com contraste, de modo que a primeira seja subtraída das demais. Elas são separadas por dezenas de segundos, e é quase impossível para a paciente permanecer totalmente imóvel entre as aquisições de imagens. Um software de registro poderoso é necessário para alinhar as imagens para subtração. Movimentos

da mama podem arruinar a subtração. Para evitar isto, Lewin et al. (27) empregaram uma nova técnica para mostrar captação de contraste. Tirando vantagem da borda k do material de contraste iodado, eles utilizaram o recurso de energia dual descrito anteriormente para calcificações e o aplicaram na imagem com contraste iodado. Eles primeiro injetaram o contraste por via intravenosa e, então, obtiveram em rápida seqüência uma imagem de kVp alto seguida imediatamente por uma imagem de kVp baixo, cada uma logo acima e abaixo da borda k do iodo. Subtraindo-se uma da outra, as áreas que concentravam o iodo (neovasculatura da lesão) foram realçadas e os tumores se tornaram mais proeminentes (Fig. 27.24).

O uso de material de contraste na mama é limitado por reações individuais ao contraste. Contudo, a RM já mostrou sua utilidade para detectar mais cânceres entre mulheres de alto risco do que a mamografia bidimensional convencional. Como o contraste iodado e o gadolínio possuem comportamentos biológicos similares, a subtração de contraste digital pode ser uma forma valiosa e menos dispendiosa que a RM de detectar câncer de mama em mulheres de alto risco cujo parênquima mamário seja radiograficamente denso.

O mapeamento da distribuição da neovasculatura induzida por um câncer pode fornecer informações mais precisas sobre a extensão do tumor, não apenas ajudando a orientar melhor o tratamento apropriado como também reduzindo a necessidade de cirurgia por permitir ablação tumoral in vivo precisa. Planejamos combinar mamografia por subtração de contraste com TMD em exames de imagem com magnificação. Acreditamos que essa combinação nos fornecerá uma visualização inédita dos pequenos vasos dentro e ao redor das lesões mamárias, com detalhes morfológicos bem maiores do que os possíveis nos exames de imagem bidimensionais (ver Cap. 28). Talvez essa técnica permita a diferenciação entre lesões benignas e malignas a partir das características de sua neovasculatura.

 

Tomossíntese Mamária Digital

Um dos grandes avanços que se tornaram possíveis graças ao desenvolvimento de detectores digitais para exames de imagem da mama é a TMD. Esta tecnologia, que substituirá a mamografia bidimensional convencional em duas incidências, é descrita em detalhes no próximo capítulo. Todo radiologista que interpreta mamografias conhece bem a dificuldade imposta por estruturas mamárias normais na detecção de cânceres de mama. As estruturas teciduais normais são uma forma de ruído que pode obscurecer detalhes importantes. Conforme esperado, entre mulheres com tecidos mamários heterogêneos e densos, a tomossíntese fornece uma definição das anormalidades mais clara do que a mamografia convencional. A TMD também reduz a taxa de reconvocação por anormalidades suspeitas que depois são comprovadas como superposição benigna de estruturas normais. A TMD aumenta não apenas a sensibilidade como também a especificidade. Em geral, um exame que aumenta uma diminui a outra. A TMD aumenta tanto a sensibilidade quanto a especificidade.

 

Tomografia Computadorizada

 

Exclusiva da Mama

Detectores digitais de campo total e painel plano (flat-panel) projetados para mamografia podem ser usados na obtenção de TC da mama. Chang et

al. (23) foram um dos primeiros grupos a mostrar que cânceres de mama poderiam ser visualizados por TC. Contudo, em razão da baixa resolução espacial e da necessidade de contraste intravenoso, TC da mama não era usada amplamente. Desenvolvemos técnicas para localização com agulha de lesões mamárias por meio de TC (28−30) (ver Instalação de Agulha Guiada por Exame de Imagem), porém a maioria dos Serviços jamais utilizou TC no diagnóstico por imagem da mama. Diversos grupos estão tentando desenvolver sistemas exclusivos de TC para realizar exames de imagem da mama (31−33). Os detectores de painel plano permitem a obtenção rápida de imagens de todo o volume da mama (não apenas corte a corte). A maior faixa dinâmica e a RSR mais alta da TC mais a eliminação transversal do ruído estrutural trariam grandes vantagens na detecção e no diagnóstico de câncer de mama. O desenvolvimento de detectores de painel plano para TC capazes de cobrir um grande volume em segundos tornou a TC da mama mais provável. Embora os pesquisadores estejam convencidos de que poderão obter imagens de TC de alta qualidade em doses mamográficas, isto ainda não está demonstrado. Como a TC emprega imagens em mais de 200 direções, a dose em cada projeção deve ser dividida em uma fração do total, mas isto aumenta o ruído de cada projeção. Contudo, pode-se usar um kVp mais alto, pois a manipulação computadorizada recupera a separação de contraste perdida pelos feixes de

energia mais alta (34). O uso de fótons mais energéticos força mais fótons através da mama, enquanto os que são absorvidos na mama também possuem maior energia, e a dose subirá a menos que a mA seja reduzida. É provável que para manter a dose dentro de limites aceitáveis a resolução espacial (tamanho dos pixels) terá de ser igual ou superior a 200 µm, mas isto talvez seja aceitável uma vez que a resolução de contraste deve ser tão alta quanto a obtida em exames radiográficos. O único desafio adicional da TC da mama é a geometria do sistema. Se uma aquisição de 360 graus for necessária, o ombro será um obstáculo. A maior parte da mama pode ser examinada com a paciente em decúbito ventral sobre uma mesa com a mama posicionada através de uma abertura, como em um sistema de biopsia estereotáxica, mas essa posição impossibilitaria a inclusão do prolongamento axilar. Tao Wu, nosso físico, demonstrou que não existe grande vantagem em coletar dados além de um arco de 180 graus para uma imagem de TC, e a inclusão da maior parte do tecido mamário pode ser obtida com o emprego de apenas parte do escaneamento completo em 360 graus. Assim, o arco pode terminar antes do ombro, com a mama na posição mediolateral oblíqua mas incluindo o prolongamento axilar. Oferecemos essa sugestão aos pesquisadores que estão desenvolvendo TC da mama e aguardamos os resultados.

Fig. 27.24 Pode-se usar a borda k do iodo para aumentar a proeminência de lesões vasculares. Injeta-se material de contraste iodado por via intravenosa. Obtêm-se uma imagem de kVp alto (A) e outra imagem de kVp baixo (B) em rápida seqüência (seria preferível obtê-las simultaneamente). Mediante subtração das duas imagens, a distribuição do contraste é acentuada, e os tumores tornam-se mais evidentes.

 

A Mamografia Digital É Cara Demais?

O maior obstáculo atual ao uso da mamografia digital é o custo. Os mamógrafos custam entre US$250.000 e US$500.000 a unidade. Para evitar impressão das imagens, um sistema de arquivamento das figuras é essencial. Embora o custo do equipamento seja bem mais que o do mamógrafo convencional, o custo adicional por paciente é menos elevado do que se poderia pensar. Suponha, por exemplo, que o equipamento custe US$350.000, que serão amortizados durante um período de 5 anos.

O’Riordan et al. (33) relataram que o tempo médio para realizar uma mamografia digital foi de apenas 7 minutos, enquanto um exame de filme/ écran tomou quase 13 minutos. Se 10 minutos forem gastos por exame, podem-se realizar 6 exames a cada hora, ou 48 em uma jornada de 8 horas. Multiplicando-se esse número por 250 dias úteis em cada ano, um sistema pode examinar 60.000 mulheres durante os 5 anos de operação. Isto significa um custo adicional de seis dólares por paciente decorrente do

mamógrafo digital. Uma análise de Pizzutiello (34) mostrou que mesmo com o custo adicional do mamógrafo, amortizado ao longo de vários anos, pode-se obter lucro significativo. Além disso, a mudança para mamografia digital permitirá economias expressivas nos custos de filmes e de processamento. O espaço para armazenamento será bem menor, e o custo da procura de filmes que ocorre diariamente (um custo grande, atualmente desconsiderado) será eliminado.

Embora as análises de custos pareçam favoráveis para a conversão de mamografia de filme/écran em digital, o fato de que a mamografia digital pode não ser superior à tecnologia convencional, mas apenas equivalente, reduziu o ímpeto pela conversão. Uma análise mais completa dos dados do estudo DMIST poderia mudar isto. Modificamos para mamógrafos exclusivamente digitais em razão das vantagens logísticas já descritas, mas são as novas áreas de exploração abertas pela mamografia digital que promoverão sua adoção. A TMD se revelará mais sensível e específica do que a mamografia convencional. Acredito que todos os sistemas de filme/ écran convencionais serão substituídos por sistemas de tomossíntese digital até 2008.

 

CONCLUSÃO

A mamografia digital é no mínimo tão eficaz na detecção de câncer de mama precoce quanto a mamografia de filme/écran convencional. Tem a vantagem adicional imediata de permitir exames mais rápidos, aumentando a eficiência da triagem. A eliminação da necessidade de processamento dos filmes e do controle de qualidade do processador reduz o custo. A mamografia digital proporciona manejo mais eficiente das imagens e permite compartilhar um número infinito de imagens idênticas. As imagens digitais oferecem a oportunidade de análise computadorizada imediata para auxiliar o radiologista na detecção e no diagnóstico. A tecnologia digital também facilita o uso de telemamografia que poderia oferecer serviços de alta qualidade a mulheres desfavorecidas em áreas remotas, bem como a colaboração de especialistas em casos difíceis. Porém a grande promessa da mamografia digital reside nas novas áreas que estão sendo exploradas. Os novos avanços poderiam ajudar a detectar os 20% de cânceres que atualmente não são encontrados pela mamografia convencional mas aparecem como cânceres clinicamente evidentes dentro de 1 ano após uma mamografia negativa. Essas novas técnicas de imagem radiográficas e outras que ainda surgirão serão possíveis graças à tecnologia eletrônica e à maior aplicação do potencial do computador aos problemas de detecção e diagnóstico de câncer de mama.

 

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