Parte 1: Entendendo os conceitos básicos envolvidos

Sobre a Tomografia Computadorizada (TC)

Grosso modo, a tomografia computadorizada é uma tecnologia que extrai cortes (x, y, z) de um corpo ou objeto. Quem já viu um projeto arquitetônico sabe bem do que eu estou falando.

Quando falamos de um projeto arquitetônico estamos tratando de uma simulação bidimensional de uma edificação que será construída. Para que o construtor tenha uma boa ideia do que deve ser feito, o desenhista faz vários cortes na obra e os transfere para o papel.

No caso, a planta baixa é um corte em Z, mais ou menos na altura de 1,50 m. Isso basta para a pessoa que vai construir ter a noção de como será a obra e o mesmo serve para o dono dela que terá uma boa ideia das dimensões da mesma. Mas não basta apenas um corte para se ter uma noção de sua estrutura, geralmente são feitos outros dois, um em Y e outro em X, para que a parte interna da obra sejam visualizadas e ajudem o construtor na sua tarefa.

Quando se trata de Tomografia computadorizada, o processo é o contrário. Ele pega algo que já existe, uma pessoa por exemplo, e faz os cortes utilizando raios-X.

Fiz uma simulação para ilustrar o conceito. Veja a imagem acima e tente adivinhar o que é… uma dica: vinho 😛

Eis aqui o objeto da tomografia! Uma taça! Sim, ela é opaca e com uma cor exótica… isso por que vamos usá-la como exemplo em uma situação posterior. Por ora, vamos ao fatos técnicos.

Foram feitos 10 cortes no eixo Z da taça. A partir deles, temos uma espécie de planta baixa, nesse caso para a planta de uma edifício com os seus vários andares 🙂

“Simples” assim, a tomografia é uma espécie de projeto arquitetônico as avessas, pois ela cria as plantas a partir de uma obra e não uma obra a partir de uma planta. Sacou?

Obviamente a tomografia original é diferente. Ela é feita em escala de cinza e o que vemos colorido é resultado de um processo de edição, usando algoritmos de conversão de cores.

Usei a taça roxa, para facilitar a observação e explicar o que mais ou menos os médicos fazem quando se deparam com uma anomalia morfológica nas tomografias.

Uma vez que temos o nosso modelo 3D, vamos imaginar um mundo paralelo, onde os seres que o habitam são taças roxas que além de serem opacas, também falam e reclamam de dor.

A nossa amiga aí em cima, chegou no médico taça reclamando de fortes dores na região inferior do seu tronco. Ela está sentindo tantas dores que não tem sequer ido ao trabalho e saído para passear com o seu poodle-taça.

Como as taças são opacas e duras o médico se vê em dificuldades para examinar a região. Pode ser que a taça esteja com problemas sérios, mas antes de sair operando, ele decide fazer uma tomografia computadorizada para detectar o eventuais problemas.

Depois de inúmeras perguntas, o médico definiu onde será feita a tomografia… a Região inferior do tronco da taça.

O técnico em radiologia recebe os documentos do médico solicitando que ele faça 10 cortes em Z na Região inferior do tronco.

Um dado interessante: As imagens geradas pelos aparelhos de tomografia são chamadas de imagens DICOM. Essas imagens podem ser TIFF, JPEG 2000 e etc. Tanto sem perda como com perda de dados. O arquivo DICOM conta com uma área de armazenamento dos dados do paciente, do médico, do aparelho usado, do tempo entre as fatias e etc. As imagens geradas pelo aparelho são salvas em uma pasta e os arquivos tem a extensão .DCM.

Essa aí em cima é a imagem da tomografia da taça… não é preciso ser médico para perceber que algo está errado com ela. Na tomografia anterior, de uma taça saudável nós tínhamos apenas a cor roxa. Nessa é evidente a presença de um corpo estranho em vermelho. Ele se faz presente nos quadros 3, 4, 5 e 6.

Por sua formação e experiência, o médico sabe bem onde está o nódulo. O problema é que ele sabe que mostrar as imagens ao paciente não vai adiantar muito. Digamos que o paciente não tem a mínima noção de desenho e cortes e que uma ferramenta didática mais intuitiva viria a calhar.

Aí é que entra o o InVesalius. Vamos entender como funciona o processo de conversão de imagens em um sólido 3D.

Primeiro o radiologista envia os arquivos DICOM para o médico, ele compactou a pasta como taca.tar.gz.

O médico então, importa os arquivos para o InVesalius.

O que acontece é algo genial. Um algoritmo utiliza as informações da imagem e gera um sólido usando como base as fatias.

Agora o médico tem os modelos tridimensionalizados e pode orbitá-los com a câmera em tempo real, escolhendo os melhores ângulos para mostrar a patologia do paciente.

E não é apenas isso, claro que o nosso amigo taça está limitado ao corpo roxo e ao nódulo encontrado, mas em seres humanos o operador do InVesalius, pode filtrar automaticamente os ossos, a pele, os vasos sanguíneos e etc. Não apenas automaticamente, se necessário, o InVesalius permite que ajustes finos sejam feitos manualmente, aproveitando ao máximo os recursos 3D disponíveis e mostrando detalhes críticos do modelo em questão.

O InVesalius não se limita apenas a visualização de tomografias de pessoas com supostos problemas de saúde. Pelo que tenho lido, esse programa pode ser usado em outras áreas como medicina veterinária, arqueologia, engenharia e odontologia.

Eu mesmo sempre sonhei em fazer reconstituição facial de múmias e crânios de hominídeos. Essa foi a motivação que me levou a portar os modelos para o Blender 3D e isso nós aprenderemos mais para frente… se não reconstituir cabeças, pelo menos exportar os modelos 🙂