DISSERTAÇÃO DE MESTRADO · 2019. 1. 29. · doen¸cas mamárias. A metodologia deste trabalho permitiu o desenvolvimento de um simulador (phantom) mamário com aplica¸cão voltada

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E

ENGENHARIA DE MATERIAIS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

SIMULADOR RADIOGRÁFICO ANTROPOMÓRFICO DE MAMA HUMANA

ELIANO SOARES DA SILVA

Orientador: Prof. PhD. José Daniel Diniz Melo Co-Orientador: Prof. Dr. Edson Noriyuki Ito

Dissertação n.º 106/2012 /PPGCEM

Natal – RN 2012

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Centro de Ciências Exatas e da Terra

Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia deMateriais

Campus Universitário Lagoa Nova, CEP 59072-970, Natal - RNTelefax: (84) 3215-3826

Site:http://www.sigaa.ufrn.br/sigaa/public/programa/portal.jsf?id=68

E-mail: [email protected]

ELIANO SOARES DA SILVA

Simulador radiográfico antropomórfico de mama

humana

Natal-RN

2012

Eliano Soares da Silva

Simulador radiográfico antropomórfico de mama

humana

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-

Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais,

da Universidade Federal do Rio Grande do Norte,

como parte dos requisitos para obtenção do t́ıtulo

de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais.

Orientador: Prof Ph.D. José Daniel Diniz Melo

Coorientador: Prof Dr Edson Noriyuki Ito

Natal-RN

2012

SILVA, Eliano Soares da. Simulador radiográfico

antropomórfico de mama humana. Natal-RN, UFRN,

2012 (Dissertação de Mestrado apresentada ao curso de

Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais)

113p.

Palavras-Chaves: Simulador radiográfico, Mamografia,

Câncer de mama.

Dedico este trabalho a:

Minha irmã guerreira NENZINHA (in memoriam) pela luta em vida, pelo exemplo e

amor incondicional de mãe;

Meus amados pais Antônio (in memoriam) e Idalice, pela educação, caráter e pelos

exemplos de vida;

Dilcléia, minha amada esposa, meu viver, minha eterna LUA, pela tolerância e por ser

pai e mãe durante a minha ausência para o desenvolvimento deste trabalho;

Minhas cordas do coração, meus amados filhos Pedro e Gabriel;

Meus estimados irmãos por me ensinarem o que fazer e o que não fazer nesta vida, em

especial a minha irmã Dilma pelo apoio nos momentos dif́ıceis durante esta jornada e

tantas outras, Neto (in memoriam), Vane, Dina, Júlia, Sil, Edvaldo, Nilton, Vilma (in

memória), Celina, Gigi e Dudu;

Todos os meus sobrinhos tão queridos aqui representados por: Binho, Nanay, Xixa, Lú,

Daniele, Débora, Nilton Jr., Wagner, Wellingthon, Clara Mariane, Ana, Rita, Neide e

Paulinho;

Meus cunhados(as) aqui representados por: Binho (in memoriam), João (in memo-

riam), Ildésio, Cipriano, Raul “pelo fomento a este trabalho”, Rita, Bisquit e Renata.

Agradecimentos

A Deus, por ter me guiado durante os momentos de luta e sempre estar presente em

minha existência;

Aos meus segundos pais Jorge Rodrigues (in memoriam) e Euŕıdice, por terem me ini-

ciado na carreira de docência e pelo exemplo de caráter;

Aos meus sogros Benedito (véi Bené) e Maria José (Liinha) pelo carinho e apoio na

educação de meu filho durante a minha ausência para estudos e trabalho;

Ao prof. Ph.D. José Daniel Diniz Melo pelas sugestões, correções e pelos questiona-

mentos desafiadores durante a orientação deste trabalho;

Ao prof. Dr Edson Noriyuki Ito pelas cobranças e questionamentos durante as disci-

plinas por mim cursadas, por acreditar neste projeto desde sua ideia inicial;

A profa. Dra Maria Carolina Burgos Costa, pelas valiosas contribuições e sugestões;

Ao prof. Ph.D. José Daniel Vieira de Castro, pelas valiosas contribuições e sugestões;

Ao prof Dr Marcus Navarro pelo apoio, incentivo, pelas valiosas discussões e con-

tribuições dentro e fora do IFBA;

Aos professores Dr Rubens Marimbondo Nascimento e Dr Carlos Alberto Paskocimas

por ter acreditado em mim e por incentivar a sair da Bahia e vir cursar o Mestrado na

UFRN;

A profa. Dra Núbia Moura Ribeiro, professora de qúımica do IFBA - Campus Barbalho,

pelas sugestões, discussões e extrema paciência;

Ao amigo e irmão Joel Lima Júnior pelas conversas e sugestões;

Ao médico mastologista Eliel de Souza pelas conversas iniciais e contribuições para este

trabalho;

Ao Sr Clidenor que hoje posso chamar de amigo, pela paciência e ajuda durante a

minha estadia na cidade de Natal;

A médica Cláudia Góes da CAM-Itaigara pelo apoio nos exames dos simuladores de

mama;

Ao médico Nazareno, Coordenador do setor de Mamografia da CAM Canela e CAM

Itaigara, pelo apoio nos exames mamográficos dos simuladores de mama;

Ao prof. Dr Walter Gomes, Coordenador de Área do Curso de Qúımica do IFBA -

Campus Barbalho, pelas discussões e por ter cedido o laboratório para o desenvolvi-

mento deste trabalho;

Ao Diretor do IFBA-Campus Camaçari prof. Affonso José, pelo apoio;

Ao Diretor do Departamento de Ensino do IFBA-Campus Camaçari “o paizão” prof.

Edward, o qual tenho grande estima;

Às técnicas em radiologia Renata (CAM-Itaigara) e Nani (CAM-Canela) pelo aux́ılio

durante os exames de mamografia;

A colega Walqúıria pela leitura parcial deste trabalho;

Ao colega Antônio pelo pelas discussões iniciais e pelos questionamentos;

Aos colegas do LabPol - UFRN, pelas conversas e sugestões;

Aos técnicos de laboratório Udson e Aldo;

Ao colega de Instituição Jorjão pelas observações;

Ao amigo prof. Paulo Nascimento por me socorrer em vários momentos no TEX;

Ao amigo Emerson Jordan pelos questionamentos referentes a pesquisa;

A CAPES, pela concessão da bolsa PIQDTEC o que viabilizou este trabalho.

vii

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Eṕıgrafe

Meu filho, ouça e guarde esta frase por toda a sua

vida: Lembre sempre que, nesta vida a única coisa

que ninguém pode nos tirar é o saber e que este pode

levar-nos a qualquer lugar.

Minha amada mãe Idalice

Resumo

A mamografia é um método de diagnóstico por imagem, cuja interpretação depende do

conhecimento dos aspectos radiológicos assim como da cĺınica e da fisiopatologia das

doenças mamárias. A metodologia deste trabalho permitiu o desenvolvimento de um

simulador (phantom) mamário com aplicação voltada para o uso didático em equipa-

mento mamográfico, avaliação de qualidade da imagem dos equipamentos mamográficos,

autoexame e treinamento didático para o exame cĺınico de palpação. O material usado

para a produção do simulador foi à base de poliuretano sendo consideradas suas pro-

priedades f́ısicas, qúımicas e por ser este um dos componentes de próteses utilizadas

em seres humanos. Variando a faixa de flexibilidade do poliuretano foi posśıvel simular

mamas com maior e menor quantidade de tecido adiposo, resultados verificados nas

imagens dos exames mamográficos. Patologias de necrose da aréola da mama e de-

generativas ocasionadas por rejeição de tecido devido à cirurgia de reconstituição após

mastectomia parcial, também foram simuladas. Calcificações e nódulos foram simulados

utilizando os seguintes materiais: polietileno, poli(metacrilato de metila), poliamida,

poliuretano e o poli(silicone de dimetila). Destaca-se entre estes materiais o polietileno

que apresentou caracteŕısticas tanto de calcificação quanto nódulo. Os resultados das

técnicas mamográficas utilizadas neste trabalho para os exames mamográficos dos phan-

toms estão de acordo com a faixa de valores encontrados na literatura. A análise das

imagens realizadas para quatro phantoms indicaram semelhanças significativas com a

textura da pele e do parênquima da mama humana feminina. Foi posśıvel detectar

nas imagens radiográficas geradas regiões de baixa e alta densidade óptica radiográfica,

caracteŕıstica de mamas com regiões de menor e maior quantidade de tecido adiposo.

Devido à formulação do poliuretano formado ocorreu variação da rigidez do simulador

mamário, o que possibilitou a produção de mamas com caracteŕısticas radiográficas

distintas além de textura similar ao parênquima da mama humana feminina.

Foram observadas as caracteŕısticas similares da textura da pele, região areolar e

parênquima no exame cĺınico palpatório dos simuladores desenvolvidos neste trabalho.

PALAVRAS-CHAVE: Simulador radiográfico, Mamografia, Câncer de mama.

x

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Abstract

Mammography is a diagnostic imaging method in which interpretation depends on

knowledge of radiological aspects as well as the clinical exam and pathophysiology of

breast diseases. In this work a mammography phantom was developed to be used for

training in the operation of mammographic x-ray equipment, image quality evaluation,

self-examination and clinical examination of palpation. Polyurethane was used for the

production of the phantoms for its physical and chemical properties and because it is

one of the components normally used in prostheses. According to the range of flexibility

of the polyurethane, it was possible to simulate breasts with higher or lower amount of

adipose tissue. Pathologies such as areolar necrosis and tissue rejection due to surgery

reconstruction after partial mastectomy were also simulated. Calcifications and nodules

were simulated using the following materials: polyethylene, poly (methyl methacrylate),

polyamide, polyurethane and poly (dimethyl silicone). Among these, polyethylene was

able to simulate characteristics of calcification as well as breast nodules. The results

from mammographic techniques used in this paper for the evaluation of the phantoms

are in agreement with data found in the literature. The image analyses of four phantoms

indicated significant similarities with the human skin texture and the female breast

parenchyma. It was possible to detect in the radiographic images produced regions

of high and low radiographic optical density, which are characteristic of breasts with

regions of different amount of adipose tissue. The stiffnesses of breast phantoms were

adjusted according to the formulation of the polyurethane which enabled the production

of phantoms with distinct radiographic features and texture similar to human female

breast parenchyma. Clinical palpation exam of the phantoms developed in this work

indicated characteristics similar to human breast in skin texture, areolar region and

parenchyma.

KEY-WORDS: Mammography phantom, Mammography, Breast cancer.

Lista de Figuras

2.1 Corpo mamário. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2 Aspecto simplificado das relações anatômicas da mama com a axila. . . 5

2.3 Arquitetura esquemática da glândula mamária. . . . . . . . . . . . . . 6

2.4 Representação das seções anatômicas da glândula mamária. . . . . . . . 6

2.5 (a) Artérias da mama.(b) Veias da mama. . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.6 Principais patologias mamárias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.7 Ilustração de radiação ionizante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.8 Tipo de imagem contida em uma radiografia mamária. . . . . . . . . . 20

2.9 Ilustração dos padrões mamários. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.10 Modelo de um mamógrafo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.11 Esquema ilustrativo de alguns componentes de um mamógrafo. . . . . . 23

2.12 Componentes de um mamógrafo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.13 Projeções da mama em exame mamográfico. . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.14 Representação de partes móveis (PM) e fixas (PF), da mama. . . . . . 26

2.15 Efeito da compressão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.16 Classificação de phantoms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.17 Anthropomorphic breast phantom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.18 Modelo phantom ACR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.19 Digital estereotáxica de biópsia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.20 Phantom de contrastre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.21 Phantom de detalhe de contrastre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.22 Phantom de detalhe de contrastre mamográfico (CDMAM). . . . . . . 33

2.23 Cadeia de moléculas de um elastômero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.24 Processo de vulcanização com enxofre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.25 Comportamento tensão-deformação da borracha. . . . . . . . . . . . . . 36

2.26 Rota sintética do poliuretano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.27 Formação de uretano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

xii

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2.28 Reação de extensão de cadeia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.1 Processo de produção phantom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3.2 Corpos de prova de poliuretano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.3 Simuladores de microcalcificações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.4 Moldes (a) M1 e (b) M2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.5 Mamógrafo Lorad M-IV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

3.6 Vistas exame simulador P03. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.1 Comportamento tensão deformação em compressão para o poliuretano. 55

4.2 Corpo de prova para ensaio mecânico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4.3 Modelos phantoms construidos P01 e P02. . . . . . . . . . . . . . . . . 57

4.4 Modelos phantoms construidos P03 e P04. . . . . . . . . . . . . . . . . 58

4.5 Modelos phantoms construidos P05, P06 e P07. . . . . . . . . . . . . . 59

4.6 Imagem simulando estrutura da mama, phantom P05. . . . . . . . . . 60

4.7 Simuladores de calcificações do phantom P04. . . . . . . . . . . . . . . 61

4.8 Parâmetros utilizados nas técnicas mamográficas do phantom P04. . . 62

4.9 Parâmetros utilizados nas técnicas mamográficas do phantom P05. . . 63

4.10 Imagens mamográficas de mama predominantemente densa. . . . . . . 65

4.11 Imagens mamográficas entre phantom P03 e mama de paciente. . . . . 66

4.12 Imagens mamográficas mama densa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.13 Microcalcificação em pipoca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.14 Nódulo com densidade heterogênea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

4.15 Mamografia phantom P01 e Prótese de poli(silicone de dimetila). . . . 70

4.16 Simulador mamográfico ACR 156. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.17 Simulador phantom P04. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.18 Imagens phantoms ACR e P04. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.19 Imagens simuladores P06 e P07. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Lista de Tabelas

2.1 Relação entre padrão de mamografia e densidade da mama. . . . . . . . 9

2.2 Estimativas: anos de 2012 e 2013 de novos casos de câncer em mulheres. 10

2.3 Caracteŕısticas de alguns tipos de radiação ionizante. . . . . . . . . . . 16

2.4 Densidades t́ıpicas dos tecidos mamários e algumas patologias. . . . . . 19

2.5 Quadro de técnicas mamográficas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.6 Caracteŕısitcas de alguns phantoms modelos ACR. . . . . . . . . . . . . 34

3.1 Especificações técnicas do poliuretano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.2 Massa e diâmetro médio (DM) das calcificações. . . . . . . . . . . . . . 45

3.3 Especificações da produção dos simuladores mamários. . . . . . . . . . 50

3.4 Massas e densidades dos simuladores mamários. . . . . . . . . . . . . . 51

3.5 Quadro de técnicas mamográficas utilizadas. . . . . . . . . . . . . . . . 52

Lista de Siglas

ACR - Colégio Americano de Radiologia;

CAM - Cĺınica de Assistência a Mulher;

CBR - Colégio Brasileiro de Radiologia e Diagnóstico por Imagem;

CC - Crânio caudal;

CTB - Ciência e Tecnologia da Borracha;

DO - Densidade óptica;

FB - Crânio caudal (de baixo);

INCA - Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva;

ISO - Ínfero-superior obĺıqua;

kVp - Quilovolt de pico;

LM - Látero-medial (90o);

LMO - Látero-medial obĺıqua;

mAs - Miliampéres;

ML - Médio lateral (90o);

MLO - Médio lateral obĺıqua;

Mo - Molibdênio;

MS - Ministério da Saúde;

kgf - Quilograma força;

PA - Poliamida;

PE - Polietileno;

PET - Poli(tereftalato de etileno);

PMMA - Poli(metacrilato de metila);

PTFE - Poli(tetra-fluor etileno);

PU - Poliuretano;

SIO - Súpero-inferior obĺıqua;

Rh - Ródio;

W - Tungstênio.

Sumário

Lista de Figuras xii

Lista de Tabelas xiv

Lista de Siglas xv

1 INTRODUÇÃO 1

2 ESTADO DA ARTE 3

2.1 Mama humana feminina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.1.1 Topografia geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.1.2 Densidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2 Câncer de mama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.1 Aspectos epidemiológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.2 Patologias da glândula mamária . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.3 Mamografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.1 Interação entre radiação e matéria . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.2 Precursores da mamografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.3 Alguns conceitos fundamentais em mamografia . . . . . . . . . . 18

2.3.4 Mamógrafo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.3.5 Qualidade de imagem em mamografia . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.3.5.1 Compressão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.3.6 Técnica mamográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.3.7 Simulador antropomórfico (phantom) . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.3.7.1 Caracteŕısticas de alguns modelos de phantoms . . . . 31

2.4 Pesquisas relacionadas com phantoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.5 Elastômeros, poliol e poliuretano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.5.1 Elastômeros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

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2.5.2 Poliol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.5.3 Poliuretano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3 MATERIAIS E MÉTODOS 41

3.1 Caracterização do poliuretano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.1.1 Preparação dos corpos de prova para ensaios mecânicos . . . . . 43

3.1.2 Ensaios mecânicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.2 Fabricação dos simuladores de mama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.2.1 Preparação dos filmes para revestimento . . . . . . . . . . . . . 45

3.2.2 Preparação dos simuladores das microcalcificações . . . . . . . . 45

3.2.3 Moldes para os phantoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.2.4 Preparação dos simuladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.3 Exame mamográfico dos simuladores de mama . . . . . . . . . . . . . . 51

3.3.1 Técnica mamográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.3.2 Mamógrafo, imagem e filme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 54

4.1 Caracterização mecânica do material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4.2 Resumo dos phantoms produzidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4.3 Exame mamográfico dos phantoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.3.1 Simulação da pele, tecido glandular e tecido adiposo . . . . . . . 60

4.3.2 Compressão e técnica mamográfica . . . . . . . . . . . . . . . . 61

4.3.3 Imagens simulando tipos de mama . . . . . . . . . . . . . . . . 64

4.3.4 Imagens simulando calcificações . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.3.5 Imagem simulando prótese de poli(silicone de dimetila) . . . . . 69

4.3.6 Comparação com phantoms ŕıgidos . . . . . . . . . . . . . . . . 70

4.4 Exame cĺınico, auto exame da mama e exame mamográfico . . . . . . . 74

5 CONCLUSÕES 75

6 TRABALHOS FUTUROS 77

Referências 78

HpCaixa de textoAnexos 78

Referências 90

Caṕıtulo 1

INTRODUÇÃO

A mamografia é um exame de diagnóstico por imagem, cuja interpretação depende não

só do conhecimento dos aspectos radiológicos da mama, mas também da cĺınica e da fi-

siopatologia das doenças mamárias (DUARTE, 2006). Quando se tem uma mama densa

caracteŕıstica de mulheres jovens, a mamografia apresenta limitações para o diagnóstico

da patologia, sendo necessária uma criteriosa avaliação cĺınica. Outras limitações da

mamografia são os tumores localizados nas bordas da mama, especialmente junto ao

esterno, sulco inframamário e prolongamento axilar (DUARTE, 2006).

Caracteŕısticas do tecido mamário semelhante aos fluidos e sua mobilidade na parede

do tórax criam um desafio em produzir imagem de ótima qualidade com mı́nima ex-

clusão tecidual (DUARTE, 2006). A principal dificuldade resulta da própria estrutura

anatômica da mama, consistindo em glândulas secretoras, fáscia superficial e pele que re-

cobre estas estruturas, cujos elementos qúımicos básicos (carbono, oxigênio, hidrogênio

e nitrogênio) têm peso atômico semelhante (DRAKE, 2010).

O avanço da tecnologia nas últimas décadas proporcionou a produção de mamógrafos

cada vez mais sofisticados, objetivando a obtenção de imagens radiológicas de alta

definição, além de fácil manuseio comparado com equipamentos de uma década atrás,

permitindo ao técnico e tecnólogo em radiologia concentrar sua atividade nos aspectos

cĺınicos, cuja última finalidade é produzir diagnósticos cĺınico-radiológicos (DUARTE,

2006).

Os simuladores radiográficos de mama utilizados em procedimentos de calibração de

equipamentos e treinamento de técnicos e tecnólogos em radiologia, por serem ŕıgidos,

1

não permitem uma escala variada de compressão e exposição à radiação emitida pelo

mamógrafo.

A proposta deste trabalho é desenvolver um dispositivo a base de poliuretano, com ca-

racteŕısticas similares a textura da pele e do parênquima de uma mama humana femi-

nina, com aplicação voltada para o treinamento em equipamento mamográfico, avaliação

da qualidade da imagem dos equipamentos mamográficos, auto exame e treinamento

didático para o exame cĺınico de palpação.

O poliuretano foi escolhido por ser um dos componentes da prótese de silicone, por per-

mitir uma ampla faixa de propriedades mecânicas, e gerar imagens radiográficas com-

pat́ıveis com a da mama humana. Calcificações e nódulos foram simulados utilizando

os seguintes materiais: polietileno, poli(metacrilato de metila), poliamida, poliuretano

e o poli(silicone de dimetila).

2

Caṕıtulo 2

ESTADO DA ARTE

2.1 Mama humana feminina

2.1.1 Topografia geral

Considera-se a mama humana feminina como uma glândula sudoŕıpara modificada,

coberta por pele e tecido subcutâneo, sendo desenvolvida precocemente na vida em-

brionária, entre a 7a e a 8a semana. As mamas são órgãos glandulares pares, sus-

cept́ıveis a est́ımulos neuro-hormonais, destinados primordialmente à secreção do leite

para nutrir o recém-nascido, possuindo a peculiaridade, e irregularidade na distribuição

do parênquima, sempre envolto por quantidade variável de tecido adiposo e conjuntivo

bem como as ı́ntimas relações topográficas com as estruturas vizinhas, situando-se ven-

tralmente aos músculos peitoral maior, serrátil anterior e obĺıquo externo estendendo-se

da 2a à 6a costela do osso esterno à linha axilar média (OLIVEIRA, 2009; VIÉGAS,

2012), como mostrado nas Figuras 2.1 e 2.2.

Na região da mama, os músculos importantes são o grande e pequeno peitoral, o

subescapular, o serrátil anterior e o grande dorsal (Figura 2.2). O grande peitoral

está em contato com a maior parte da face profunda da mama, sendo uma referência

na anatomia radiológica. A principal inervação de superf́ıcie é fornecida pelos nervos

intercostais. Outros nervos importantes, do ponto de vista cirúrgico, são o torácico

longo (nervo de Bell), o toraxicodorsal e o intercosto braquial (DUARTE, 2006).

A Figura 2.1 mostra que o corpo mamário repousa em grande parte sobre o músculo

peitoral, e a cauda de Spence, quando existente, abraça sua margem lateral. Esta, em

3

toda a sua extensão, é livre de qualquer inserção à parede torácica, por isso é franca-

mente mobilizável em sentido medial, recurso esse utilizado para o posicionamento para

obtenção de incidência obĺıqua médio lateral, (DUARTE, 2006).

Processoaxilar

Quarto nervointercostal torácico

Artériatorácica interna

Segundo e quarto ramosperfurantes da artéria

torácica interna

Linfonodosparaesternais

Vasolinfático

Fonte: DRAKE, 2010.

Figura 2.1: Corpo mamário.

A Figura 2.2 mostra aspecto simplificado das relações anatômicas da mama com a axila,

mostrando a rede arterial axiliar, músculos peitorais e a respectiva importância para as

mastectomias. É importante notar o segundo e o quarto ramos perfurantes da artéria

torácica interna, principais responsáveis pelo fluxo sangúıneo (DRAKE, 2010).

Os limites medial e lateral da mama são representados pela margem lateral do esterno

e linha axiliar anterior, respectivamente. Os limites são flex́ıveis, em decorrência da

excessiva variação na forma, no tamanho e até na posição, o que propicia geometrias da

mama distintas a depender da posição que se encontra a mulher. Estando, por exem-

plo, em decúbito dorsal, suas mamas exibem configuração semi-ovóide ou semi-esférica,

mas, quando sentada, lembram a forma cônica, como mostrado nas Figuras 2.3 e 2.4.

Uma consideração importante é que não há padrão para dimensão da mama, pois ocorre

uma variação com o tipo constitucional, a idade, a paridade, a alimentação, mais pela

quantidade de tecido adiposo do que pela massa parenquimatosa. É importante assi-

nalar que só excepcionalmente as duas glândulas são simétricas e se dispõem na mesma

4

MúsculoSerreado Anterios

Fibras AbdominaisNervo

Intercostal

MúsculoPeitoral Menor

ArtériaIntercostal Posterior

MúsculoGrande-Dorsal

MúsculoSubescapular

Fibras Esternocostais

PlexosIntercostais

FibrasClaviculares

ArtériaToraco-Acromial

MúsculoCoracobraquial

TendãoFibroso

Sulco DeltoPeitoral

MúsculoSubescapular

PlexosLinfáticos

Fonte: SOUZA, 1979. Modificado da fonte.

Figura 2.2: Aspecto simplificado das relações anatômicas da mama com a axila.

altura (OLIVEIRA, 2009). Além disso, a estrutura da mama modifica-se ao longo do

tempo, durante e após uma gestação, com o uso de terapia de reposição hormonal

(TRH) ou com as oscilações ponderais (DUARTE, 2006). Outra consideração referente

a mama é a variação de massa entre a mulher jovem e a adulta, sendo a faixa de variação

respectivamente de 150 a 200g e 400 a 500g, mas durante o ciclo grávido puerperal,

ocorre um aumento considerável deste volume e massa que passa para faixa de 800 a

900g, tendo em média de 12 a 13cm de largura, 10 a 11cm de altura e de 5 a 6cm de

espessura (SOUZA, 1979; OLIVEIRA, 2009).

A mama adulta é constitúıda por três estruturas: pele, tecido subcutâneo e tecido

mamário, como mostrado nas Figuras 2.3 e 2.4. O tecido mamário é composto por

parênquima e estroma, sendo, o primeiro, a glândula propriamente dita, formado pelo

sistema ductal e lobular, envolto pelo segundo que possui tecido adiposo, conjuntivo,

vasos e nervos (DUARTE, 2006). O parênquima é integrado por 15 a 20 lobos (cada

lobo tem de 20 a 40 lóbulos, cada lóbulo de 10 a 100 alvéolos), que drenam através

de ductos coletores em direção à papila, configurando uma “couve-flor invertida”. Na

mama madura, a dimensão de um lóbulo responsável pela secreção do leite é da ordem

de 0, 5mm (500 micrometros) (DUARTE, 2006).

5

MúsculosIntercostais

Óstio do Ducto Lactíferos

Pele

Arquitetura esquemática da glândula mamária corte sagital ao ńıvel da papila. Modificado da Fonte:

http : //www.cancervic.org.au/about− cancer/cancertypes/breastcancer.

Figura 2.3: Arquitetura esquemática da glândula mamária.

Papila

AréolaSeioGalactóforo

Ducto

Lóbulo

Lobo

Tecido Adiposo

Fonte: VIEIRA, 2005.

Figura 2.4: Representação das seções anatômicas da glândula mamária.

6

(b)(a)

Artériatorácica lateral

Troncotoracoacromial

Artériasubescapular

Artériatorácica lateral

Veiaaxilar

Fonte: DUARTE, 2006. Modificado da fonte.

Figura 2.5: (a) Artérias da mama.(b) Veias da mama.

A placa areolar é assim denominada por ter forma circular em disco, e ser mais espessa

do que o restante da pele que reveste a mama, apresentando pigmentação mais escura,

sendo desprovida de pêlos. A aréola é dotada de glândulas apócrinas, sebáceas e su-

doŕıparas, que se traduzem, à inspeção, como pequenas estruturas cônicas (DUARTE,

2006). Essas glândulas têm a função de lubrificar a papila durante a amamentação.

A Figura 2.5 (a) ilustra as artérias que irrigam a mama (axiliar, mamária interna e

intercostais). Já a Figura 2.5 (b) mostra que o retorno venoso acompanha as artérias.

Na ilustração, as veias intercostais não estão representadas.

A irrigação arterial da mama deriva, principalmente, da artéria torácica interna (ex-

mamária interna) e da artéria torácica lateral (ex-mamária externa), como mostrado na

Figura 2.5. Secundariamente, contribuem as artérias intercostais, a acrômio-torácico,

torácico-dorsal e subescapular. Os correspondentes venosos dessas artérias se encar-

regam da circulação de retorno e têm importância na disseminação tumoral, sendo

as mais importantes as veias axiliar, torácica interna e intercostal. Por sua vez, a

drenagem linfática é feita através de plexos superficiais e profundos, sendo esse último

o responsável por 95% da coleta da linfa rumo à axila. Os 5% restantes vão para a

cadeia da torácica interna (DUARTE, 2006).

7

A espessura da pele pode ser medida através de ultra-sonografia com sonda de alta

frequência (7,5 a 10mHz) e, em condições normais, está na faixa de 1,5 a 2,0mm, sendo

mais acentuada em ńıvel da placa areolar (DUARTE, 2006). A glândula mamária se

insere na pele através das cristas de Duré dos ligamentos de Cooper. Alguns autores

referem-se a essas estruturas como “reticulata periférica” (DUARTE, 2006). A pele é

um órgão praticamente inelástico, não sendo posśıvel deslocá-la caudal ou lateralmente

devido a não existência de pregas tegumentares nas faces superiores e mediais da mama.

Por outro lado, em sua margem lateral, abaixo dela e em ńıvel da parede superior do

abdômen, lateralmente, a pele apresenta pregas amplas, o que permite deslocá-la, me-

dialmente, por vários cent́ımetros, e elevar o sulco inframamário (DUARTE, 2006).

2.1.2 Densidade

A densidade do corpo humano é variada tanto para diferentes pessoas quanto para cada

parte do corpo, devido a densidades distintas dos tecidos constituintes de cada ser hu-

mano (DUARTE, 2004). A densidade de segmentos de tecido aumenta de acordo com a

distância ao osso, ou seja, a densidade dos segmentos distais é maior que a de segmentos

proximais, e todos os segmentos aumentam a sua densidade com o aumento da densi-

dade do corpo, (DUARTE, 2004). Estudos realizados no Estado de São Paulo, para

determinar a densidade corporal por equações generalizadas em um grupo de homens e

mulheres com faixa etária entre 18 a 58 anos, conclúıram que a densidade corporal (DC)

para os homens era de (1, 043±0, 014)g/cm3 e para as mulheres de (1, 025±0, 016)g/cm3

(SERRA, 2009).

A densidade da mama humana foi reportada em um estudo como sendo 1, 020g/cm3

(VIEIRA, 2005) o que se aproxima dos valores determinados pelos estudos de (SERRA,

2009), porém, este trabalho não demonstra e nem cita como obter esse valor. Outro

autor determinou a densidade da mama utilizando um procedimento estat́ıstico a partir

do estudo da mensuração do volume da mama de 30 pacientes no estado pré-operatório

de mastectomia total ou parcial (KAYAR, 2010). Para isso, utilizou cinco métodos para

mensurar o volume da mama das pacientes em estudo, comparando os resultados das

densidades determinadas com valores encontrados na literatura. O resultado final está

representado na Tabela 2.1.

8

Tabela 2.1: Relação entre padrão de mamografia e densidade da mama.Padrão em mamografia Número de Pacientes Média da densidade da mama (g/cm3)Lipomatosa 9 0, 808± 0, 085Lipoesclerótica 15 0, 889± 0, 060Esclerótica 6 0, 963± 0, 096

Fonte: Kayar 2010, Five Methods of Breast Volume Measurement: A Comparative Study of

Measurements of Specimen Volume in 30 Mastectomy Cases.

Comparando os valores da densidade da mama descritos anteriormente, observa-se uma

faixa de densidade no intervalo de 0,723 a 1,059g/cm3.

2.2 Câncer de mama

2.2.1 Aspectos epidemiológicos

O câncer de mama é o mais frequente na população feminina no mundo, com 1,38

milhões de casos novos diagnosticados somente em 2008. Cerca de 75% dos casos novos

de câncer de mama ocorrem nos páıses em desenvolvimento. Também é a principal

causa de morte por câncer na população feminina, com mais da metade das mortes

ocorrendo nos páıses em desenvolvimento, INCA (Instituto Nacional de Câncer José

Alencar Gomes da Silva, 2011). A cada ano, cerca de 22% dos novos casos de câncer

em mulheres são de mama (INCA, 2010).

O manual de estimativas de novos casos de câncer para os anos de 2012 e 2013 do

INCA, utiliza o termo câncer genericamente para representar um conjunto de mais de

100 doenças, incluindo tumores malignos de diferentes localizações. Importante causa

de doença e morte no Brasil, desde 2003, as neoplasias malignas constituem-se na se-

gunda causa de morte na população, representando quase 17% dos óbitos de causa

conhecida, notificados em 2007 no Sistema de Informações sobre Mortalidade. Para os

anos de 2012 e 2013 são esperados cerca de 52 mil novos casos de câncer de mama,

sendo que o maior percentual se encontra na região Sudeste e Sul. A Tabela 2.2 retrata

uma estimativa de prováveis casos de câncer para os anos de 2012 e 2013, entre os mais

frequentes para o sexo feminino.

9

Tabela 2.2: Estimativas: anos de 2012 e 2013 de novos casos de câncer em mulheres.Localização Primária Neoplasia Maligna Estimativa de Novos Casos no BrasilMama 52.680

Colo do Útero 17.540Cólon e Reto 14.800Traqueia, Brônquio e Pulmão 10.110Estômago 7.420Leucemias 3.940Cavidade Oral 4.180Pele Melanoma 3.060Esôfago 2.650Outas Localizações 38.720

*Números arredondados para 10 ou múltiplos de 10. Fonte: Instituto Nacional de Câncer José

Alencar Gomes da Silva - INCA/MS, 2011, modificado. Localização primária.

Na Região Sudeste do Brasil, o câncer de mama é o mais incidente entre as mulheres,

com um risco estimado de 65 casos novos por 100 mil (INCA, 2011). Sem considerar os

tumores de pele não melanoma, este tipo de câncer também é o mais frequente nas mu-

lheres das regiões Sul (65/100.000), Centro-Oeste (48/100.000) e Nordeste (32/100.000)

(INCA, 2011). Na Região Norte, é o segundo tumor mais incidente (19/100.000) (INCA,

2011). O manual de orientações para Elaboração de laudo no Sistema de Informação

do Controle do Câncer de Mama propõe que a detecção precoce do câncer de mama,

bem como o apoio técnico às coordenações estaduais de saúde na organização da rede

diagnóstica e para tratamento dessa neoplasia, são prioridades do Instituto Nacional

de Câncer Jóse Alencar Gomes da Silva (INCA), estabelecidas na Poĺıtica Nacional de

Atenção Oncológica.

Mulheres com idade acima de 40 anos devem realizar o exame cĺınico da mama anual-

mente. Na faixa etária de 50 a 69 anos, o procedimento deve ser feito a cada dois anos,

sempre em conjunto com uma mamografia. Não existem evidências cient́ıficas conclusi-

vas que justifiquem estratégias espećıficas de prevenção primária. Ações de promoção à

saúde dirigida ao controle das doenças crônicas não transmisśıveis (o que inclui o câncer

de mama) devem focar os fatores de risco, especialmente, a obesidade e o tabagismo

(INCA, 2010).

10

2.2.2 Patologias da glândula mamária

No organismo, verificam-se formas de crescimento celular controladas (hiperplasia,

metaplasia e displasia), e não controladas (neoplasias denominadas, na prática, de “tu-

mores”) (MANUAL DE ONCOLOGIA, 2010).

A primeira dificuldade que se enfrenta no estudo das neoplasias é a sua definição, pois

ela se baseia na morfologia e na biologia do processo tumoral. Com a evolução do con-

hecimento, modificou-se a definição, sendo a mais aceita atualmente: “Neoplasia é uma

proliferação anormal do tecido, que foge parcial ou totalmente ao controle do organ-

ismo e tende à autonomia e à perpetuação, com efeitos agressivos sobre o hospedeiro”

(Manual Oncologia, 2010).

A Figura 2.6 representa as principais patologias mamárias, sendo que as mastites mais

frequentes são ocasionadas por estreptococos e estafilococos, geralmente sendo associ-

adas ao puerpério e lactação.

Principais Patologias Mamárias

Mastites Mastopatias NecroseGordurosa

Neoplasias

Fibroadenoma TumorFiloides

Papiloma Carcinoma

Intraductal e intralobular(Lobular )in situ

DuctaisInvasivos

LobularesInvasivos

Figura 2.6: Principais patologias mamárias.

As mastopatias, conhecidas também por doenças ćısticas da mama, são condições pro-

liferativas caracterizadas por alterações no estroma, ductos e ácinos mamários, com o

aparecimento de áreas mais firmes e cistos no parênquima mamário oriundos, respectiva-

mente, de adensamentos no estroma conjuntivo e dilatação de ductos e ácinos mamários.

11

Necrose Gordurosa ocorre quando o tecido adiposo da glândula mamária sofre um

processo isquêmico, ou é lesado por traumatismos mecânicos ou cirúrgico. A necrose

se apresenta mais frequentente na forma de cistos com conteúdo oléico e calcificações

semilunares caracteŕısticas na periferia dos mesmos (DUARTE, 2006; SOUZA, 1979).

As neoplasias podem ser benignas ou malignas, elas estão divididas em: (a) fibroade-

noma, que é benigna e caracteriza-se por um crescimento localizado e expansivo do

estroma mamário, determinando a formação de nódulo bem delimitado, circunscrito e

de consistência elástica; (b) tumor filoides é uma variedade do fibroadenoma. Con-

siderando sua constituição histogenética e seus constituintes teciduais, é uma neoplasia

constitúıda por proliferação de células do estroma conjuntivo da mama, podendo apre-

sentar um crescimento rápido, por vezes produzindo tumores de volumosas dimensões

em alguns meses; (c) papiloma carcateriza-se por ser uma neoplasia epitelial de as-

pecto arborescente, com crescimento para o interior de um ducto ou de um complexo

ductal, que se apresenta dilatado, contendo ĺıquido e material hemorrágico, podendo

este exteriorizar-se através de um derrame no mamilo; (d) carcinoma origina-se mais

frequentemente no epitélio de ductos e com menor frequência no epitélio dos ácinos

de lóbulos mamários, sendo divididos em carcinomas ductais ou lobulares de acordo

com essa origem. É a maior causa de morte por câncer em mulheres (CALADO, 2004;

DUARTE, 2006; SOUZA, 1979; SALIM, 2009).

O câncer de mama é uma doença causada pela multiplicação anormal das células da

mama, que forma um tumor maligno sendo relativamente raro para faixa etária inferior

a 35 anos de idade, tendo uma maior incidência acima desta faixa e alcançando seu pico

na faixa de 65 a 70 anos (SALIM, 2009). O diagnóstico precoce do câncer de mama

é fundamental para a eficácia do tratamento e a consequente cura da doença (INCA,

2010).

Quando o câncer de mama é detectado em fases iniciais (I e II), a taxa de sobrevida livre

de doença em cinco anos para pacientes com doença local e sem comprometimento de

linfonodos axilares é superior a 95% e, no caso de comprometimento dos linfonodos axi-

lares, diminui para 83%, mas quando a doença metastática é constatada ao diagnóstico,

a taxa de sobrevida em cinco anos diminui drasticamente, girando em torno de 26%

(SALIM, 2009).

12

Outro dado apresentado por (SALIM, 2009) refere-se à metástase, que representa a

principal causa de morte para pacientes com câncer de mama, sendo que de 10 a 15%

das mulheres apresentam doença agressiva, desenvolvendo a metástase em até três anos

após o diagnóstico inicial da doença. É comum o aparecimento de metástases em śıtios,

sendo os mais comuns os ossos, pulmão e f́ıgado (SALIM, 2009).

A parte da medicina que trata da causa de cada doença do câncer de mama ainda não é

totalmente conhecida, sendo que os fatores de risco identificados explicam somente uma

pequena parte dos casos (SALIM, 2009). Por ser uma doença bastante heterogênea, o

câncer de mama apresenta uma grande variabilidade cĺınica e histopatológica, podendo

variar desde formas não invasivas até outras altamente metastáticas. O tipo histológico

mais frequente dentre os tumores malignos da mama é o carcinoma, que tem origem a

partir das células epiteliais que revestem os ductos e os lóbulos da glândula mamária,

mais especificamente das células epiteliais luminais (SALIM, 2009).

A mama é uma glândula fundamentalmente constitúıda de tecido epitélio ducto-acinar

e um tecido conjuntivo de sustentação denominado estroma. O conjunto desses dois

tecidos constitui o parênquima mamário. Uma relação parênquima / tecido adiposo

é extremamente importante no estudo por imagem porque, em sua maioria, as lesões

malignas da glândula contrastam com o aspecto radio transparente do tecido adiposo,

sendo visualizadas com maior dificuldade quando situadas em meio ao parênquima

(DUARTE, 2006).

2.3 Mamografia

O objetivo da mamografia é produzir imagens detalhadas, com alta resolução espacial da

estrutura interna da mama, possibilitando bons resultados nos diagnósticos (CALDAS,

2005). A diferença radiográfica entre o tecido normal e o tecido doente é extremamente

tênue, portanto, a alta qualidade do exame é indispensável para alcançar uma resolução

de alto contraste que permita essa diferenciação.

A mamografia na atualidade é um dos métodos mais efetivos de diagnóstico precoce

do câncer de mama (CALDAS, 2005). O exame de alto padrão de qualidade pode

visualizar entre 85% a 90% dos casos de tumores com antecedência de dois anos, antes

que ocorra acontecimento ganglionar, isto para mulheres com mais de 50 anos de idade

13

(CALDAS, 2005). Embora a mamografia seja o mais eficiente método de detecção do

câncer de mama entre os exames atualmente dispońıveis, ela possui limitações como

qualquer outro tipo de exame. Além disso, nem todos os cânceres de mama são de-

tectáveis pela mamografia, sendo que cerca de 9% dos cânceres de mama tornam-se

palpáveis antes que se consiga demonstrá-los neste tipo de exame (DANTAS, 2002).

O auto-exame, o exame cĺınico palpatório e a mamografia são os principais métodos de

detecção do câncer de mama. A mamografia é uma radiografia das mamas, realizada

por um equipamento chamado mamógrafo, sendo feita uma compressão das mamas

para visualizar pequenas alterações, o que permite descobrir o câncer de mama em fase

inicial. A mamografia utiliza radiação ionizante de baixa potência, podendo ser preju-

dicial ao paciente, porém seus benef́ıcios superam os riscos (SALIM, 2009; INCA, 2010).

O “carcinoma de intervalo” assim denominado, surge clinicamente entre uma mamo-

grafia normal e a mamografia anual subsequente, devido ao tempo de duplicação celular

do câncer de mama ser de aproximadamente 100 a 180 dias. Muitos tumores duplicam

de tamanho a cada três meses. Desta maneira uma lesão que na mamografia deste ano

possui 0, 3cm de diâmetro (não sendo, ainda, identificável) deverá medir cerca de 1, 2cm

após seis meses, e já poderá ter algo em torno de 4, 5cm na próxima mamografia anual

(DANTAS, 2002).

2.3.1 Interação entre radiação e matéria

Em uma análise f́ısica, pode-se classificar matéria correspondente à substância material

com massa, ou energia. Massa é descrita por sua equivalência energética. Energia é

a capacidade de realizar trabalho e a radiação é a transferência de energia. Radiação

ionizante consiste em radiação corpuscular e eletromagnética. Radiação ionizante é um

tipo especial de radiação que pode ser classificada em corpuscular (radiação alfa e ra-

diação beta) e eletromagnética (raios gama e raios X). Ionização é a remoção de um

elétron de um átomo, como mostrado na Figura 2.7 (BUSHONG, 2010).

A radiografia utiliza filmes de raios X e um tubo de raios X. Para produzir um feixe

de raios X satisfatório deve-se fornecer ao tubo de raios X uma alta tensão e uma

corrente elétrica suficientes (BUSHONG, 2010). Raios X são uma forma de radiação

eletromagnética, que podem ser originados de desexcitações atômicas (raios X carac-

14

Radiação ionizante

Fonte: BUSHONG, 2010.

Figura 2.7: Ilustração de radiação ionizante.

teŕısticos) e da desaceleração de part́ıculas carregadas (Bremsstrahlung) (Radiation

Safety Manual, 2010) (YOSHIMURA, 2009).

Raios X são produzidos quando elétrons com elevada energia interagem com a matéria e

converte sua energia cinética em radiação eletromagnética. Espectro de Bremsstrahlung,

os elétrons são acelerados em direção ao anodo a partir do catodo através de uma

diferença de potencial existente entre os dois eletrodos. A energia cinética ganha pelos

elétrons é proporcional à diferença de potencial (Radiation Safety Manual, 2010). A

diferença de energia máxima entre elétrons acelerados com 20kV e 100kV é igual a

diferença entre 20keV e 100keV (BUSHONG, 2010).

Raios gama e raios X são formas de radiação eletromagnética denominados de fótons.

Esses raios não tem massa nem carga. A Tabela 2.3 mostra caracteŕısticas de alguns

tipos de radiação ionizante.

15

Tabela 2.3: Caracteŕısticas de alguns tipos de radiação ionizante.Tipo de Energia Alcance Alcance noRadiação Aproximada no ar tecido mole Origem

MeV cm cmCorpuscularPart́ıculas alfa 4− 7 1− 10 até 0,01 N.R.P.Part́ıculas beta 0− 7 0− 103 0− 2 N.R.EletromagnéticaRaios X 0− 25 0− 104 0− 30 N.E.Raios gama 0− 5 0− 104 0− 30 N.R.

Fonte: Modificado da fonta (BUSHONG, 2010). N.R.P.: núcleos radioativos pesados. N.R.: núcleos

radioativos. N.E.: nuvem eletrônica.

Para a f́ısica radiológica são considerados cinco tipos de interação dos raios x e raios

gama com a matéria (ATTIX, 1986). São eles:

• O efeito Compton ocorre quando a radiação X incidente ioniza átomos e, em

seguida, muda de direção com perda de energia;

• O efeito fotoelétrico ocorre quando a radiação X incidente é absorvida por um

dos elétrons das camadas mais internas do átomo, emitindo um fotoelétron;

• Produção de pares ocorre quando a radiação X interage com o campo elétrico

do núcleo. A radiação desaparece dando lugar a dois elétrons − um positivamente

carregado (pósitron) e outro negativamente carregado (elétron);

• Espalhamento coerente é uma mudança na direção que uma radiação X incide

sem perda de energia;

• Fotodesintegração ocorre quando a radiação X incidente é diretamente ab-

sorvida pelo núcleo. A radiação desaparece, e fragmentos nucleares são liberados.

As três primeiras interações são as mais importantes. Elas resultam da transferência

de energia entre os elétrons, transmintindo essa energia para a matéria (usualmente

16

pequena) sendo transmitidas por interação da força Coulombiana (ATTIX, 1986). Para

o diagnóstico por imagem com raios X, as interações importantes são o efeito Compton

e o efeito fotoelétrico (BUSHONG, 2010).

2.3.2 Precursores da mamografia

As primeiras radiografias das mamas datam de 1913, quando Salomon pôde correla-

cionar achados radiográficos com os correspondentes anátomo-patológicos após estudar

cerca de 3000 glândulas amputadas, tornando-se o pioneiro na descrição das microcal-

cificações encontradas no carcinoma, pressupondo já o seu valor para o diagnóstico das

enfermidades mamárias (SOUZA, 1979).

Um dos precursores da moderna radiologia da mama foi o Professor Raúl Leborgne, que

produziu imagem de alta qualidade, para a época de 1943, descrevendo as principais

caracteŕısticas de lesões benignas e malignas da mama, a partir dos seus estudos no

Hospital Perera Rossel, em Montevidéu, Uruguai (DUARTE, 2006).

Diversos autores tentaram testar a utilidade da radiologia de mama na avaliação de

lesões mamárias, mas foi Leborgne que preconizou a utilização de radiação de baixa

energia, introduzindo dispositivos que permitissem exposição a partir de 20kV , ob-

servando que a radiação de baixa energia associada à redução da absorção inerente

dos tubos de raios X melhorava significativamente o contraste. Leborgne introduziu

a compressão da mama possibilitando a imobilização e a redução da dose, reduzindo

os artefatos de movimento e aumentando o contraste, melhorando a imagem pela dis-

sociação dos tecidos, além de utilizar filme não associado à tela (écran) reforçadora,

empregando filme sem tela para uso médico.

As modificações técnicas implementadas por Leborgne aperfeiçoou a qualidade da i-

magem, possibilitando a identificação de estruturas normais e patológicas com resolução

espacial até então desconhecidas, sendo também um dos precursores dos procedimentos

diagnósticos invasivos (DUARTE, 2006). Em 1951 Charles Gross na França publi-

cou suas experiências com imagens radiográficas da mama. Alguns anos mais tarde

foi constrúıdo o primeiro aparelho dedicado à mamografia, introduzindo três modi-

ficações essenciais: arquitetura (design), ânodo (também chamado anódio ou anodo) de

molibdênio (Mo) e a janela de beŕılio, mantendo o mesmo sistema de compressão com

o próprio tubo, reduzindo a distância foco-filme (DFF), visando utilização de menor

17

dose de radiação.

Somente a partir de 1960, a mamografia passou a ser utilizada com maior frequência nos

EUA, devido ao Hospital M.D. Andeson de Houston, Texas, onde Roberet Egan modi-

ficando a técnica de Leborgne, teve o mérito de divulgar o método (DUARTE, 2006).

Modificações que reduziram a qualidade da imagem foram introduzidas, se comparadas

com Leborgne, eliminando a compressão da mama, facilitando artefatos de movimento,

redução do contraste, aumento da dose, efeitos de somação, passando a utilizar filme

industrial excessivamente lento, exigindo grandes doses de radiação e tempos longos de

exposição, havendo a necessidade de construção de tubos de alta resistência.

Somente em 1968, microcalcificações associadas a neoplasias malignas da mama foram

mostradas pela primeira vez no Brasil (DUARTE, 2006).

2.3.3 Alguns conceitos fundamentais em mamografia

Existem palavras com múltiplos conceitos e outras com significação espećıfica da lin-

guagem radiológica, isto devido à linguagem falada por f́ısicos e radiologistas, tais como

exposição, ripple, camada semi-redutora (HVL), metalização, absorção inerente, janela

do tubo, insert, reprodutividade, radiação extra focal, lei da ausência de reciproci-

dade, densidade, atenuação, nitidez e efeito marginal, contraste, resolução espacial,

latitude, velocidade, paralaxe, sinal/rúıdo, componentes parasitas (artefatos), emulsão

fotossenśıvel, emulsão fotoluminescente (écran reforçador) (DUARTE, 2006).

Dentre os conceitos acima algumas definições são apresentadas a seguir: Entende-se por

exposição a quantidade de energia radiante que atinge o filme. Ripple representa a

oscilação do kV e do mA no tubo, durante a exposição. Camada semi-redutora ou

HVL (half value layer), representa a espessura de um filtro de alumı́nio capaz de reduzir

em 50% a quantidade de radiação emitida por um tubo de raios roentgen durante uma

exposição. Insert significa produto da inserção, material inserido, mas na prática deve

ser entendida como “tubo” (DUARTE, 2006).

O termo densidade inclui múltiplas significações, onde o conceito f́ısico é a relação

entre o volume de um corpo e sua massa. Os corpos com maior densidade oferecem

maior poder de atenuação aos raios roentgen do que os de menor densidade. A den-

sidade óptica é o grau de enegrecimento do filme, sendo sinônimo de densidade

18

sensitométrica, pois é aferida através da sensitometria. A calibragem do controle au-

tomático da exposição (CAE) é ajustada em conformidade com o radiologista treinado

em interpretar mamografias em negatoscópios com intensidade luminosa mı́nima de

cerca de três nit (DUARTE, 2006). Um nit é a brilhância de uma fonte luminosa que

emite uma intensidade luminosa de uma candela por metro quadrado na direção normal

à sua superf́ıcie. A unidade de brilhância no Sistema Internacional de Unidades (SI) é

o nit.

A definição para densidade radiológica é a variação da capacidade de penetração

dos raios X em função das diferenças entre os tecidos do corpo humano (COUTINHO,

2009). Assim, as partes de um órgão que têm a capacidade de absorver mais raios X

têm aparência mais clara que as parte que absorvem menos os raios X. Na Tabela 2.4

pode-se observar as diferentes densidades dos principais tecidos que compõem a mama

e de lesões mamárias.

Tabela 2.4: Densidades t́ıpicas dos tecidos mamários e algumas patologias.

Tecidos Densidade Óptica (DO)Tecido fibroglandular 1,035

Tecidos mamários Tecido adiposo 0,930Pele 1,09

Lesões mamárias Carcinoma 1,045Calcificações (CaCO3) 2,200

Mama média (padrão) 50% glandular, 50% adiposo 0,960

Fonte: Oliveira, 2007, apud Gaona, 2002.

São atribúıdos à densidade óptica valores numéricos associados à quantidade de luz que

consegue atravessar o filme, podendo ser expressa pela seguinte equação:

DO = log10(Io/It) (2.1)

em que Io é a intensidade de luz incidente no filme e It a intensidade de luz transmitida

através do filme.

O coeficiente ou poder de atenuação é a capacidade de absorção da radiação por

parte dos tecidos. Quanto maior a densidade f́ısica dos tecidos, maior seu poder de

atenuação. No corpo humano, o poder de atenuação das estruturas varia significati-

19

vamente e confunde-se com a densidade. Velocidade representa a sensibilidade do

sistema utilizado para obtenção da imagem, ou seja, um sistema mais veloz determina

um enegrecimento mais rápido em relação a um sistema lento (DUARTE, 2006).

A Figura 2.8 mostra as definições de tipos de imagens de radiografia mamária para

mamas hiperdensas, hipodensas e de densidade de gordura. Os padrões mamários de

imagens utilizadas na mamografia, são mostrados na Figura 2.9.

Tipos de Imagens de Radiografia Mamária

Isodensa Hiperdensa Hipodensa Densidade de Gordura

Apresenta a mesma densidadede igual volume de tecido

mamário visto na própria imagem.

Apresenta maior densidadeque volume de tecido mamário.

Menor densidade.

Quando se pode afirmar comsegurança, que a imagem é

representada por tecido gorduroso.

Figura 2.8: Tipo de imagem contida em uma radiografia mamária.

( a ) ( b ) ( d )( c )

(a) mama adiposa; (b) mama com densidades fibroglandulares esparsas; (c) mama heterogeneamente

densa; (d) mama extremamente densa. Fonte: COUTINHO 2009, apud OBENAUER et al. 2005.

Figura 2.9: Ilustração dos padrões mamários.

20

2.3.4 Mamógrafo

O mamógrafo é o equipamento que serve para realizar o exame de mamografia, podendo

seu modelo ser analógico ou digital. No exame, a mama é comprimida para que seu

achatamento possibilite a redução das doses de raios X, a uniformização dos tecidos,

além de manter a mama imóvel. A dose de radiação é baixa e a exposição aos raios

X é rápida. Neste estágio, também é posśıvel a tomada de imagens especiais, com a

ampliação da imagem.

Na Figura 2.10 tem-se o mamógrafo Lilyumr que oferece excelente padrão radiográfico

e ótima relação custo/benef́ıcio. Seu gerador de alta frequência e seu sistema de ex-

posição com técnica automática proporcionam grande conforto e agilidade operacional.

Fonte: Catálogo hospitalar.

Figura 2.10: Modelo de um mamógrafo.

O gerador de raios X fornece energia elétrica para o tubo de raios X e permite a

seleção do produto corrente-tempo e da tensão de aceleração dos elétrons. Geralmente,

o tipo de gerador utilizado em mamografia é o de alta frequência por apresentar mı́nima

variação de voltagem (2%) e uma resposta rápida e reprodut́ıvel. O tubo de raios X

fica contido em uma ampola a vácuo, composto por um anodo e um catodo. O anodo

21

giratório pode ser constitúıdo por molibdênio (Mo), ródio (Rh) ou tungstênio (W ).

Os filtros utilizados no equipamento de mamografia têm o objetivo de atenuar sele-

tivamente e de aperfeiçoar o espectro do feixe de raios X. As combinações anodo-

filtro mais frequentes nos mamógrafos são Mo/Mo, W/Rh, W/Mo, Mo/Rh e Rh/Rh

(ALCÂNTARA, 2010).

O pedal de controle tem a função de movimentar o compressor da mama para cima

ou para baixo. A grade é composta por tiras de chumbo (Pb), que reduzem o espa-

lhamento da radiação, evitando artefato de imagem.

A barreira de proteção tem a função apenas de impedir que a paciente exponha à

radiação alguma parte do corpo, além da mama. São funções em comum da mesa dos

equipamentos analógicas e digitais servir de suporte da mama e conter a grade do

equipamento.

No equipamento analógico, o chassi é posicionado na mesa. Já no digital, o sistema

de detecção da imagem encontra-se instalado neste dispositivo. Os colimadores têm a

função de colimar o feixe de radiação para que este atinja somente a região de inter-

esse, ou seja, a mama. A cúpula contém o tubo de raios X, os colimadores e o filtro.

O painel de controle localiza-se geralmente atrás de um biombo de vidro plumb́ıfero,

permitindo ao técnico (operador) visualizar a paciente durante a realização do exame

(ALCÂNTARA, 2010).

Alguns componentes de um mamógrafo estão representados na Figura 2.11.

22

23

22

212018

1715

14

1316 19

812

4

9

11

107

63

5

2 101-Pedal para Compressor Sobe e Desce; 02-Pedal para Sobe e Desce do Carrinho; 03- Botãopara kV - Regulagem para -; 04- Botão para kV - Regulagem para +; 05- Botão para Raio-X -Preparo; 06- Botão para Raio-X - Dispara; 07- Botão para mA; 08- Botão para mA - Regulagempara +; 09- Botão para mA - Regulagem para -; 10- Botão de Linha - Desliga; 11- Botão de Linha -Liga; 12- Display do Comando; 13- Display para Compressão; 14- Botão para Compressão -Sobe; 15- Botão para Compressão - Desce; 16- Display do Giro - para Carrinho; 17- Botão doGiro - Girar à Esquerda; 18- Botão do Giro - Girar à Direita; 19- Display da Inclinação - paraCarrinho; 20- Botão da Inclinação - Para Cima; 21- Botão da Inclinação - Para Baixo; 22- Botãopara Altura - Para Cima; 23- Botão para Altura - Para Baixo.

Fonte: Manual de Operação do

Usuário.

Figura 2.11: Esquema ilustrativo de alguns componentes de um mamógrafo.

A Figura 2.12 mostra uma vista lateral de alguns dos seus principais componentes.

O catodo consite de uma capa focalizadora com dois filamentos que produzem pontos

focais entre 0,1 e 0,4mm. O anodo, é normalmente um disco rotatório, geralmente de

molibdênio, que serve como alvo de impacto para os elétrons oriundos do catodo.

23

Anodo

Tubo de raios X

Catodo

Janela

Filtração

Colimação

Placa de compressão

Grade

Filme-écran

AEC

Fonte: OLIVEIRA, 2007.

Figura 2.12: Componentes de um mamógrafo.

A emissão de raios X com altas energias é obtida com as combinações W/Rh, Mo/Rh e

Rh/Rh. Estas combinações são indicadas para mamas grandes e densas. O compressor

da mama tem uma importância fundamental na qualidade da imagem mamográfica,

pois faz com que a espessura da mama torne-se mais homogênea a fim de obter uma

imagem com boa qualidade, uma exposição melhor distribúıda além de reduzir as estru-

turas sobrepostas. O compressor minimiza ainda o movimento da paciente, evitando

borramento, reduz a dose em virtude da redução da espessura e afasta a mama da

parede torácica, fazendo com que a imagem mamográfica contenha apenas as estru-

turas da mama, não apresentando estruturas ósseas (ALCÂNTARA, 2009; DUARTE,

2006).

2.3.5 Qualidade de imagem em mamografia

Desde a década de 90 a radiologia mamária vem se modificando, e a adoção da mamo-

grafia como método de rastreio de doenças mamárias em pacientes assintomáticas inten-

sificou a complexidade do diagnóstico mamográfico e ressaltou a necessidade de avaliar

os diversos fatores que podem influenciar a variabilidade do mesmo, como a elaboração

de parâmetros técnicos e o grau de aprendizado do médico interpretador (KOCH 2010,

24

Portaria Federal MS no 453 de 1998).

Imagens radiográficas são realizadas para detectar e caracterizar anormalidades, definindo

sua localização de forma tão precisa quanto posśıvel (DUARTE, 2006). A relação entre

exposição à dosagem de radiação e a qualidade de imagem deve ser tal que o médico

possa visualizar na imagem tudo o que pretende (ALCÂNTARA, 2009). O alto padrão

é alcançado quando o exame mamográfico segue padrões ŕıgidos e pré-estabelecidos,

em que o pessoal envolvido no processo de obtenção da imagem esteja efetivamente

preparado e o material e o equipamento utilizado seja adequado (CALDAS, 2005).

Nos Estados Unidos, em 1992, foi assinado como lei o Ato de Padronização de Qua-

lidade Mamográfica (CALDAS, 2005). Esse Ato determina a regulamentação nacional

para a mamografia e o pessoal envolvido no processo de imagem da mama. No Brasil,

a publicação da Portaria Federal MS no 453/1998 do Ministério da Saúde, estabelece

as Diretrizes de Proteção Radiológica em Radiodiagnóstico Médico e Odontológico,

dispõe sobre o uso dos raios X diagnósticos em todo o território nacional e dá outras

providências. A recente Portaria Federal MS no 531/2012 do Ministério da Saúde insti-

tui o Programa Nacional de Qualidade em Mamografia (PNQM), tendo como objetivo

a garantia da qualidade dos exames mamográficos, minimizando-se assim o risco asso-

ciado ao uso dos raios-X. O PNQM tem abrangência nacional sendo aplicado a todos

os serviços de diagnósticos por imagem que realizam mamografia, públicos e privados,

sendo ou não participantes do Sistema Único de Saúde (SUS).

Uma ótima imagem mamográfica é aquela de alta resolução, alto contraste, rica em

detalhes, com inclusão de maior quantidade posśıvel de tecido mamário em cada i-

magem (DUARTE, 2006). A resolução da imagem depende da imobilidade e da f́ısica

da imagem, incluindo a dimensão da mancha focal do tubo e do cone de penumbra na

imagem. As diferenças inerentes do poder de atenuação dos tecidos dentro da mama,

kV P , radiação secundária, caracteŕıstica do filme e do processamento podem interferir

no contraste.

No exame de mamografia rotineiro, são realizadas quatro radiografias da paciente: dois

na projeção Crânio Caudal (CC) e dois na projeção Médio Lateral Obĺıquo (OML)

(ALCÂNTARA, 2009). No entanto, existem outras projeções que podem ser feitas tais

como médio lateral (90o) (ML), ı́nfero-superior obĺıqua (ISO), crânio caudal (de baixo)

25

(FB), látero-medial obĺıqua (LMO), látero-medial (90o) (LM), súpero-inferior obĺıqua

(SIO). A Figura 2.13 ilustra as projeções de mama em exame mamográfico, que são

definidas por necessidade do diagnóstico e histórico do paciente (ALCÂNTARA, 2009).

Por possuir duas faces muito móveis e duas outras relativamente fixas, Figura 2.14

(DUARTE, 2006), a exclusão tecidual na imagem mamográfica deve-se a falta de com-

pressão e adequado uso desta mobilidade natural.

A projeção crânio caudal (CC) abrange a maior parte do tecido mamário, com exceção

da parte média extrema e axilar. Efetuando uma inclinação de 450 obĺıquo médio la-

teral (OML) é posśıvel avaliar todo o tecido da mama (DUARTE, 2006), (COUTINHO,

2009).

LM

LMOISO

ML

MLO

CCSIO

Fonte: ALCÂNTARA, 2010.

Figura 2.13: Projeções da mama em exame mamográfico.

PM

PM

PF

PF

Fonte: DUARTE, 2006.

Figura 2.14: Representação de partes móveis (PM) e fixas (PF), da mama.

26

2.3.5.1 Compressão

A compressão da mama é essencial para obtenção de ótima imagem mamográfica,

servindo a três importantes funções: (1) Imobilização dos tecidos; (2) Separação de

tecido mamário superposto; (3) Redução da quantidade de radiação necessária para a-

dequada exposição. A compressão é, em geral, desconfortável para a paciente, mas não

deve ser dolorosa (DUARTE, 2006). A Portaria Federal MS no453/98, determina que

a força exercida por um mamógrafo esteja na faixa de 11 a 18kgf (110 a 180N). Além

disso, a portaria ressalta que a compressão máxima seja delimitada pelo espaçamento de

5cm entre as placas que estão colocadas a mama para o exame, Figura 2.15. A Comissão

Européia (CEC, 2001) estabelece valores um pouco maiores, entre 130 e 200N e a Food

and Drug Administration (COUTINHO, 2009 apud FDA, 2002) entre 111 e 200N .

A placa de compressão é confeccionada em material radiotransparente e tem como

função comprimir a mama conforme mostra a Figura 2.15.

Microcalcificação

Lesão

Não-comprimida Comprimida

Placade compressão

“ ” = suporte para colocara mama durante o exame

Bucky

Fonte: OLIVEIRA, 2007.

Figura 2.15: Efeito da compressão.

Existem quatro fatores que limitam a compressão da mama durante o exame de mamo-

grafia (DUARTE, 2006). Músculos peitorais grandes, especialmente em mulheres

com mamas pequenas, podem absorver toda a compressão ou a maior parte dessa e

deixar o tecido mamário subcomprimido. Mamas grandes e globosas. Mamas

doloridas ou medo pode limitar a tolerância à compressão. Implantes (mamoplastia

de aumento) limitam a habilidade de comprimir os tecidos viśıveis ao redor do implante.

27

2.3.6 Técnica mamográfica

A Tabela 2.5 apresenta algumas técnicas para a realização de exames mamográficos.

Uma técnica utilizada para a realização da mamografia é a de baixa tensão de pico

(kV p), com variação de tensão de pico entre 23 e 28 (kV p) (BUSHONG, 2010). Pode-se

fazer necessário o aumento do valor de mAs se o kV p for muito baixo, o que acarretaria

um aumento da dose (BUSHONG, 2010). O limite máximo de 600mAs foi padronizado

para prevenir doses de radiação excessivas para pacientes (BUSHONG, 2010).

Tabela 2.5: Quadro de técnicas mamográficas.

Espessura da Mama Alvo/Filtro kV pComprimida (cm)0− 2 Mo/Mo 243− 4 Mo/Mo 25, 265− 6 Mo/Rh 287− 8 Mo/Rh 327− 8 Rh/Rh* 30

*A ser utilizado em mamógrafo que possua alvo de RH. Fonte: BUSHONG, 2010.

2.3.7 Simulador antropomórfico (phantom)

Um phantom ou fantoma ou simulador antropomórfico é um equipamento muito uti-

lizado em radiologia, pois permite analisar a atenuação de radiação primária e do es-

palhamento da radiação no seu interior, simulando as propriedades acústicas do tecido

humano, medir resolução de sistemas, tamanho de mancha focal, contraste, controle de

exposição, artefatos de imagens, entre outras mensurações.

O phantom deve corresponder às caracteŕısticas de coeficiente de atenuação linear, de

massa, de absorção de massa, distribuição angular e energética da radiação espalhada,

tamanho e formas observadas em uma mama real (VIEIRA, 2005; OLIVEIRA, 2005

apud DOMINGOS, 2001).

Há uma grande variedade de phantoms classificados quanto a funcionalidade, de acordo

com especificações da Comissão Internacional em Unidades e Medidas de Radiação

(ICRU) (Figura 2.16), a depender da aplicação planejada e do tipo de material a ser

28

empregado em sua construção. Geralmente são utilizadas substâncias que simulam pro-

priedades acústicas de determinadas partes do tecido humano.

Phantom

de calibração

de corpo padrões

de imagem

de referência

Figura 2.16: Classificação de phantoms.

Os phantoms usados em controle de qualidade, geralmente são compostos de um bloco

homogêneo com algumas estruturas, de formas e tamanhos conhecidos, embutidas em

seu interior, que servirão de alvos para testes das funções dos equipamentos, medida do

desempenho e outras formas de estudos.

Uma aplicação essencial do phantom é no treinamento do profissional de saúde, nas

aplicações cĺınicas que envolvem o uso de ultra-som, como por exemplo, na avaliação

de estruturas do tecido e como guia em investigações cirúrgicas (VIEIRA, 2005).

Os phantoms de calibração são usados para estabelecer a resposta de detectores de

radiação, correção de informações quantitativas derivadas de imagens digitais, ativi-

dade envolvendo controle de qualidade e calibração de equipamentos médicos (VIEIRA,

2005).

Para a avaliação da qualidade das imagens são utilizados phantoms de imagens. Rachel

Anthropomorphic Breast Phantom é um simulador de imagem constitúıdo de uma es-

trutura ŕıgida, feito de acŕılico, com dimensões (18,8 x 11,4 x 6,4)cm, (Figura 2.17).

A Portaria Federal MS N0453/1998 recomenda o simulador do Colégio Americano de

Radiologia (ACR), que é comumente utilizado nos serviços de mamografia.

29

( a )

( b ) ( c )

(a) e (b) Rachel Anthropomorphic Breast Phantom. (c) Imagem radiográfica obtida da Mama

Antropomórfica de Rachel (phantom). Fonte:

http : //www.sunnybrook.utoronto.ca/ yaffe/rachel.html.

Figura 2.17: Anthropomorphic breast phantom.

O simulador modelo ACR tem aproximadamente 4, 2cm de espessura e representa uma

composição de mama de 50% glandular e 50% adiposo. Este simulador contém os

seguintes detalhes: fibras com diâmetros de 1,56, 1,12, 0,89, 0,75, 0,54 e 0,40mm; mi-

crocalcificações com diâmetros de 0,54, 0,40, 0,32, 0,24 e 0,16mm; e nódulos tumorais

com espessuras e diâmetros de 2,00, 1,00, 0,75, 0,50 e 0,25mm.

A Figura 2.18 mostra o simulador ACR e suas caracteŕısticas. Uma pastilha de acŕılico

de 4mm de espessura e 1mm de diâmetro é utilizada com a finalidade de avaliar o

contraste da imagem mamográfica. A pastilha é posicionada entre as fibras de números

1,56 e 1,12, de modo a não obscurecer detalhes na imagem do simulador e não produzir

sombras.

30

( a )

6.10 cm

6.68 cm

6.76 cm

( b )

(a) 156D Stereotactic Mammographic ACR Accreditation. (b) Componentes de testes contidos no

simulador do ACR, Fibras de 1 a 6; Microcalcificações de 7 a 11; Nódulos tumorais de 12 a 16. Fonte:

Catálogo Mammography, dispońıvel em http : //www.inovision.comouhttp : //www.nucl.com.

Figura 2.18: Modelo phantom ACR.

2.3.7.1 Caracteŕısticas de alguns modelos de phantoms

As Figuras 2.19, 2.20, 2.21 e 2.22 mostram alguns modelos de phantoms utilizados para

controle de qualidade da imagem de equipamentos mamográficos. Os quatro phantoms

se diferenciam pela utilização nos equipamentos mamográficos, pelos materiais que são

constituidos e pelos anteparos introduzidos em sua estrutura. O phantom representado

na Figura 2.19 é construido de acŕılico, tendo os seguintes anteparos introduzidos no seu

bloco: fibras de poliamida de diâmetros variando entre 0,32 a 0,93mm, pontos variando

de 0,2 a 0,54mm e massas de 0,25 a 1,00mm.

O simulador da Figura 2.20 possui o bloco constituido de acŕılico com placas de alumı́nio.

Não possui anteparos, sendo utilizado para contrastes de imagens mamográficas.

O phantom representado pela Figura 2.21 tem a sua estrutura diferente dos dois ante-

riores, pois seu material é Plexiglass e possui anteparos de contraste introduzidos em

seu bloco, com diâmetros variando de 0,05 a 0,853mm e anteparos variando de 0,177

a 4,292mm. O quarto e último phantom é constituido de placas de Plexiglas, sendo

utilizado para detalhes de contraste na mamografia. A única carcteŕıstica comum entre

os quatro phantoms é que todos são ŕıgidos. Algumas caracteŕısticas e valores destes

phantoms estão representadas na Tabela 2.6.

31

Digital Estereotáxica de Biópsia de Mama com Phantom Accreditation (Digital Stereotactic Breast

Biopsy Accreditation Phantom). Fonte: Catálogo OPRAX MEDICAL, dispońıvel em

http : //www.opraxmedical.com/Accessories/phantoms/Mammography/Accreditation.

Figura 2.19: Digital estereotáxica de biópsia.

Phantom de Contrastre e resolução para Mamográfico (Contrast and Resolution Mammography

Phantom). Fonte: Catálogo OPRAX MEDICAL, dispońıvel em


Figura 2.20: Phantom de contrastre.

32

Phantom de Detalhe de Contrastre Mamográfico (Contrast Detail Phantom For Mammography).

Fonte: Catálogo OPRAX MEDICAL, dispońıvel em


Figura 2.21: Phantom de detalhe de contrastre.

Phantom de Detalhe de Contrastre Mamográfico (CDMAM) (Contrast Detail Mammogrraphy

(CDMAM) Phantom). Fonte: Catálogo OPRAX MEDICAL, dispońıvel em


Figura 2.22: Phantom de detalhe de contrastre mamográfico (CDMAM).

33

Tabela 2.6: Caracteŕısitcas de alguns phantoms modelos ACR.Modelo Phantom Dimensões (cm) Massa (kg) Valor ($)Digital Estereotáxica

6,05 x 6,2 x 3,71 1,2 1,154.29de Biópsia (Fig. 2.19)Phantom de contraste e

6,66 x 6,4 x 4,3 1,17 2,092.73resolução (Fig. 2.20)Phantom de detalhe

6,27 x 6,27 x 6,27 0,58 3,170.00de contraste (Fig. 2.21)Phantom de detalhe

16,25 x 24,00 x 10,00 2,06 11,295.29de contraste (Fig. 2.22)

Fonte: http : //www.opraxmedical.com.

2.4 Pesquisas relacionadas com phantoms

Pesquisas desenvolvidas para o estudo de phantoms relacionados à mamografia estão

voltadas para o campo de controle de qualidade da imagem do exame mamográfico

(COUTINHO, 2009), desenvolvimento de esquemas computacionais que auxiliam no di-

agnóstico denominados de esquemas CAD (STEMBERG, 2010), estudo para dosimetria

computacional (CASSOLA, 2010), estudo de modelo para a detecção de agrupamen-

tos (“clusters”) de microcalcificações para o processamento de imagens mamográficas

inteiras (SILVA JÚNIOR, 2010). Os equipamentos ou softwares desenvolvidos para o

estudo mamográfico limitam-se a comparação com o modelo padrão do phantom do

Colégio Americano de Radiologia (American College of Radiology - ACR).

2.5 Elastômeros, poliol e poliuretano

2.5.1 Elastômeros

Os elastômeros são poĺımeros que, à temperatura ambiente, podem ser deformados

repetidamente a pelo menos duas vezes o seu comprimento original e após retirado

o esforço, devem voltar rapidamente ao tamanho original, como mostrado na Figura

2.23. Os elastômeros apresentam baixo módulo de elasticidade, são poĺımeros amor-

fos ou com baixa cristalinidade (obtida sob tensão) apresentando geralmente altas de-

34

formações elásticas, resultantes da combinação de alta mobilidade local de trechos de

cadeia (baixa energia de interação intermolecular) e baixa mobilidade total das cadeias

(ligações covalentes cruzadas entre cadeias ou reticuladas) (CANEVAROLO JÚNIOR,

2006).

( a ) Estado não deformado(livre de tensões)

( b ) Deformado elasticamente em

resposta a uma tensão .s

LigaçõesCruzadas.

Fonte: CALLISTER, 2007.

Figura 2.23: Cadeia de moléculas de um elastômero.

A borracha crua, borracha que não sofreu o processo de vulcanização, sem nenhum

aditivo, é um elastômero dito não vulcanizado, podendo ser processado como um ter-

moplástico. As borrachas são classificadas em elastômeros naturais ou sintéticos. A

vulcanização é o processo qúımico de fundamental importância para as borrachas, in-

troduzindo a elasticidade e melhorando a resistência mecânica, que se dá através da

formação de ligações cruzadas entre duas cadeias. Podemos citar o enxofre como prin-

cipal agente de vulcanização. A borracha pode ser dividida em vulcanizada ou regen-

erada: a primeira é a borracha que passa por processo de vulcanização e, a segunda, é

a borracha vulcanizada, que através de processos qúımicos que visam à destruição da

rede tridimensional formada durante a vulcanização pode ser novamente processada e

reaproveitada, (CANEVAROLO JÚNIOR, 2006).

O processo de vulcanização consiste de reações qúımicas entre cadeias do elastômero

e o enxofre (ou outro agente), adicionado na proporção de 1 a 5%, gerando ligações

cruzadas entre cadeias, conforme esquematizado na Figura 2.24.

35

Legenda

a. Ligação monossulfidica; g. Ligação sulfureto, ciclica;

b. Ligação bissulfidica; h. Ligações carbono-carbono;

c. Ligação polissulfidica, com x = 3 a 6; i. Fragmentos conjugados de macro-

moléculas de borracha;

d. Ligações polissulfidicas, que ligam duas

macromoléculas de borracha;

j. Ligação polissulfidica a fragmentos de

acelerador de vulcanização;

e. Ligações polissulfidicas vizinhas;

f. Ligação sulfureto, ciclica;

Fonte: Ciência e Tecnologia da Borracha (CTB).

Figura 2.24: Processo de vulcanização com enxofre.

A borracha não-vulcanizada é mais macia, pegajosa e com baixa resistência à

abrasão, já a borracha vulcanizada possui valores maiores de módulo de elastici-

dade, resistência à tração e resistência à degradação oxidativa (Figura 2.25). Exemplos

de borrachas: Poliisopreno (borracha natural), polibutadieno, poli(estireno-butadieno-

estireno), borrachas de poli(silicone de dimetila), borracha nitŕılica, borracha cloro-

preno, (CANEVAROLO JÚNIOR, 2006).

0,025

0,020

0,015

0,010

0,005

100 200 300 400 500 600 7000

0

Limite deproporcionalidade

30%~~

Ponto de ruptura

Deformação, %

Tensão (

kN

/mm

)22

Fonte: CTB.

Figura 2.25: Comportamento tensão-deformação da borracha.

36

2.5.2 Poliol

O termo poliol abrange uma grande variedade dos compostos contendo grupos hidro-

xilas, capazes de reagir com os isocianatos para formar os poliuretanos (PUs) (VILAR,

2004). Normalmente, os polióis que dão origem às espumas flex́ıveis e elastômeros pos-

suem massa molecular entre 1000 e 6000g/mol e funcionalidade entre 1,8 e 3,0. Para

tintas de alto desempenho e espumas ŕıgidas, a funcionalidade varia entre 3 e 12, sendo

a cadeia curta (250 < 1000)g/mol. A funcionalidade é o número posśıvel de ligações

qúımicas que um mero pode fazer com outros, (CANEVAROLO JÚNIOR, 2006).

Polióis poliéteres são os mais utilizados na indústria ( 90%), sendo normalmente deriva-

dos do poli(óxido de propileno) glicol e copoĺımeros de poli(óxidos de propileno/etileno)

glicóis (PPG’s) ou ainda os poli(tetra metilenos) glicóis. Podem ser modificados ainda

com radicais livres de estireno e acrilonitrila obtendo-se polióis poliméricos. Outros

polióis poliéteres são o poli(óxido de tetrametileno) glicol (PTMEG ou PTHF) uti-

lizados em fibras e elastômeros de PU de alto desempenho; e os polióis poliméricos

usados em espumas flex́ıveis de alta resiliência (HR). Os poli(ésteres) são normal-

mente polióis obtidos de reśıduos de resinas poliésteres de alta massa molecular à base

de (PET). Os polióis poliéster aromáticos são usados em espumas ŕıgidas. Os polióis

alifáticos são utilizados em aplicações de alto desempenho. O óleo de mamona é

um ĺıquido viscoso obtido da compressão das sementes da mamona. São triglicer�

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DISSERTAÇÃO DE MESTRADO · 2019. 1. 29. · doen¸cas mamárias. A metodologia deste trabalho permitiu o desenvolvimento de um simulador (phantom) mamário com aplica¸cão voltada