Unidades Hounsfield e Atenuação na TC

A unidade Hounsfield (UH) é a escala padronizada que a tomografia computadorizada utiliza para expressar a intensidade com que um tecido atenua os raios X. É ancorada de modo que a água mede 0 UH e o ar mede cerca de -1000 UH, atribuindo a cada voxel um número calibrado que liga a imagem em escala de cinza a uma propriedade física do tecido.

Definition

A unidade Hounsfield é uma transformação linear do coeficiente de atenuação linear de raios X medido de um voxel, normalizada de modo que a água seja definida como 0 UH e o ar como -1000 UH, utilizada para quantificar a radiodensidade do tecido em tomografia computadorizada.

Scope

Este tópico explica a base física do contraste da imagem de TC: como a atenuação dos raios X é medida, como é normalizada para a escala Hounsfield e como os números de TC resultantes se correlacionam com a anatomia. Também aborda como os meios de contraste iodados aumentam a atenuação medida. É uma descrição de referência sobre por que as estruturas aparecem claras ou escuras na TC, e não uma orientação sobre seleção de exames ou administração de contraste.

Core questions

• Que quantidade física um número de TC representa?
• Por que a água e o ar são os pontos de referência da escala Hounsfield?
• Como a gordura, o tecido mole, o sangue e o osso se posicionam na escala?
• Como o contraste iodado altera a atenuação medida?
• Por que as configurações de janela e nível alteram a aparência da imagem sem alterar os números subjacentes?

Key concepts

• Coeficiente de atenuação linear de raios X
• Escala Hounsfield (água = 0, ar = -1000)
• Radiodensidade de gordura, tecido mole, sangue e osso
• Largura da janela e nível da janela
• Realce por contraste iodado
• Média de volume parcial

Mechanisms

À medida que um feixe de raios X atravessa o tecido, ele é atenuado por absorção e dispersão, quantificado pelo coeficiente de atenuação linear, que depende da densidade do tecido e do número atômico efetivo. A reconstrução da TC estima este coeficiente para cada voxel e o reescala em relação à água para produzir um valor Hounsfield: tecidos mais densos ou que absorvem mais raios X do que a água são positivos, tecidos menos absorventes são negativos. O iodo, com seu alto número atômico, atenua fortemente os raios X, de modo que os meios de contraste iodados aumentam o valor Hounsfield do sangue e do tecido perfundido onde se distribuem. Como o olho não consegue perceber toda a faixa numérica de uma só vez, a largura e o nível da janela são escolhidos para mapear uma banda de valores de UH para a escala de cinza visível.

Clinical relevance

Os valores Hounsfield permitem que a TC distinga gordura, líquido, tecido mole, cálcio e estruturas realçadas por contraste, o que fundamenta a interpretação da anatomia seccional na TC. Esta entrada descreve como a atenuação produz contraste de imagem e não é uma base para limiares diagnósticos ou decisões de dosagem de contraste em pacientes individuais.

Evidence & guidelines

A escala e sua calibração derivam da descrição original de Hounsfield de 1973 da tomografia computadorizada e são codificadas em textos de física de imagem médica, como os de Bushberg e colegas. Revisões da tecnologia de TC e de agentes de contraste de raios X descrevem como a medição da atenuação e o realce iodado evoluíram.

History

A descrição de Hounsfield de 1973 da varredura axial transversal computadorizada introduziu tanto a TC clínica quanto a escala numérica de atenuação que agora leva seu nome, baseando-se na matemática de reconstrução associada a Allan Cormack. As décadas subsequentes trouxeram scanners mais rápidos e de menor dose e química de contraste dedicada com alto número atômico, mas a escala calibrada referenciada à água permanece a base do contraste da TC.

Key figures

• Godfrey Hounsfield
• Allan Cormack

Seminal works

• hounsfield-1973

Frequently asked questions

Por que a água é definida como 0 unidades Hounsfield?

A escala é normalizada para a água como uma referência estável e reproduzível; tecidos que atenuam os raios X mais do que a água assumem valores positivos e aqueles que atenuam menos assumem valores negativos, com o ar próximo a -1000.

Por que o contraste iodado faz com que os vasos apareçam brilhantes na TC?

O iodo tem um alto número atômico e absorve fortemente os raios X, então onde o agente se distribui no sangue e no tecido perfundido, a atenuação medida, e consequentemente o valor Hounsfield, aumenta.

Alterar a configuração da janela altera os números Hounsfield?

Não; o janelamento apenas altera como a faixa fixa de valores Hounsfield é mapeada para a escala de cinza exibida, e não a atenuação medida subjacente.