debaixo da pele p Uma viagem através do Corpo Humano
Ecografia Endoscopia
Medicina Nuclear debaixo da pele Uma viagem através do Corpo Humano
A Radiografia do esqueleto marca o princípio da era da tecnologia de representação visual. A radiação é fortemente atenuada pela estrutura densa dos ossos, pelo que o esqueleto se apresenta na película como uma imagem altamente contrastada em diferentes gradações de preto e branco.
Uma viagem através do Corpo Humano Publicado por Cornelia Kemp
Exposição de 6 de Junho de 2000 a 31 de Janeiro 2001 no Pavilhão do Conhecimento – Ciência Viva
Pavilhão do Conhecimento - Ciência Viva Alameda dos Oceanos 2.10.01 1990-223 Lisboa pavconhecimento@ccv .mct.pt Reservas: 218 917 112 Fax: 218 917 171
ISBN 972-98251-3-0 Depósito legal 152846/2000
A equipa do projecto: (DM – Deutsches Museum, GH – Hospital Universitário Großhadern)
IdeiaWalter Rathjen (DM) ConcepçãoCornelia Kemp (DM), Roland Opschondek, München Directora de ProjectoCornelia Kemp (DM) Gestão do ProjectoSylvia Hladky, Robert Metzner (DM) Arquitectura da ExposiçãoTido Brussig (DM) Desenho GráficoChristian Hölzl (DM) Produção GráficaPetra Markgraf (DM) Realização VisualReger Studios, München FigurasAdel Rootstein, London EscultorMatthias Gangkofner, Rainer Maria Strixner, München Serralhariahofmeierdesign, München, und Die Schlosserei Matthias Deutscher, München Écrans fluorescentesMetallbau Georg Kölbl, Tiefenbach MontagemMetallbau Georg Kölbl, Tiefenbach, und Schreinerei Emil Fritz,Tiefenbach Cooperação no Desenvolvimento do ProjectoHans S. Berger, München VídeomontagemNikolaus Schmidl, Strixner & Holzinger, München ProgramaçãoRadomir Vidic, Gera Elektronik, München Processamento de DadosErnst Pander (GH), Gunther Grelczak, Thomas Klausz (DM) SomGerhard Glöckner (DM) Redacção MultimediaMarc-Denis Weitze (DM) FotografiaUwe Teifel, Paul-Hans Sturm (GH), Hans-Joachim Becker (DM) Tradução para o InglêsAlmuth Seebohm, München LocutorasAndrea Lucas, Mary Roberts (DM) Comunicação e MarketingSabine Hansky, Zdenka Hlava (DM) Redacção do CatálogoRolf Gutmann (DM) Autor Hans-Peter Klinke RedacçãoUlrike Leutheusser, Programmbereich Wissenschaft und Bildung, e Jochen Kölsch, ARTE-Koordination
Durante séculos, a investigação da anatomia humana limitou-se à dissecação do corpo sem vida. A descoberta dos Raios-X em 1895 marcou o início de uma nova era da medicina, em que se tornaria possível visualizar o interior do corpo sem o lesar. A introdução de tecnologias computorizadas no processamento de imagens nos anos 70 multiplicou ainda as possibilidades do diagnóstico visual, permitindo efectuar tomografias, ou seja imagens de corte captadas de qualquer parte do organismo, assim como modelos tridimensionais com níveis de pormenorização cada vez mais elevados, e por fim, a representação animada de processos funcionais do organismo.
Em muitos casos, a utilização de métodos de representação visual é encarada com a maior naturalidade, como por exemplo a radiografia dos dentes ou a ecografia do nascituro. Quanto às outras técnicas, só as chegamos a conhecer quando contraímos uma doença grave. Na necessidade de se curar, o doente depende do conhecimento especializado dos médicos, estando dificilmente apto a definir pelos seus próprios meios as medidas necessárias para o diagnóstico e a terapia. No entanto, esta necessidade de confiança pode frequentemente dar origem a sensações desagradáveis, como a ideia de estarmos entregues a uma tecnologia que ultrapassa a nossa capacidade de compreensão, ou uma aversão generalizada face à »medicina automatizada«. Críticos do nosso sistema de saúde, frequentemente, responsabilizam o tecnicismo actual da medicina e a consequente especialização do corpo médico pelo distanciamento crescente entre o médico e o doente.
|8 Introdução
Assim, a ideia de conceber uma exposição com o objectivo de apresentar a situação actual dos métodos de imagiologia, não constitui uma tarefa fácil. O grande fascínio pelas imagens do interior do corpo pode, por vezes, levar as pessoas a encarar os méritos do diagnóstico unicamente do ponto de vista técnico, promovendo a glorificação indiferenciada do progresso tecnológico. Tomámos este risco em conta, porque queremos dar uma oportunidade ao visitante de explorar esta área num ambiente informal. Assim, a exposição concentra-se na aplicação prática dos métodos de representação visual, com o objectivo de proporcionar ao visitante uma ideia global das áreas de aplicação destes métodos de diagnóstico. No centro está o corpo humano e o seu organismo – os princípios físicos e os detalhes técnicos só são mencionados na medida indispensável para a compreensão. Quanto à sua apresentação, a exposição tem por objectivo uma instrução recreativa através da interacção com as figuras como »alter ego«, e por combinação da informação técnica com aspectos lúdicos e estéticos.
O plano de corte sagital oferece a melhor perspectiva para analisar a estrutura do cérebro.
A Ressonância Magnética, com a sua capacidade de representar tecidos moles em imagens de bom contraste de qualquer plano da área a examinar, é particularmente indicada para o diagnóstico de doenças do cérebro. Esta técnica permite delimitar nitidamente as diversas regiões corticais, e reproduz pormenorizadamente as alterações do tecido, como por exemplo no caso de tumores, acidentes vasculares, lesões do circuito nervoso e dos vasos, inflamações e lesões causadas por traumatismos.
São captadas sequências de imagens do cérebro com espessuras entre 3 e 7 m, que produzem representações diferentes, dependendo da técnica de medição escolhida. Estas imagens permitem uma caracterização e delimitação exacta do foco patológico. A ministração de um meio de contraste permite ainda recolher informações sobre a irrigação sanguínea do cérebro, essencial para o diagnóstico de acidentes vasculares.
A Ressonância Magnética também permite representar funções do cérebro. A estimulação de uma determinada região cortical está directamente ligada a alterações do metabolismo que por sua vez influenciam as características magnéticas do sangue. Estas permitem uma reprodução visual deste processo. A técnica regista particularmente a redução do teor de oxigénio nos glóbulos vermelhos, como se verifica no caso do aumento de actividade e do respectivo consumo de energia nas regiões corticais estimuladas. As primeiras experiências com esta técnica têm sido dedicadas à investigação, e têm por objectivo a recolha de informações sobre a localização da actividade cerebral desencadeada pela estimulação visual, sensorial e motora. As conclusões ajudarão a compreender os processos altamente complexos verificados nas diferentes regiões corticais durante uma estimulação desse género.
Recentemente, têm sido feitas pesquisas no sentido da aplicação da Ressonância Magnética no planeamento terapêutico cirúrgico, sobretudo no caso de doentes com epilepsia. Para captar com exactidão os impulsos nervosos, os eléctrodos são colocados directamente na superfície do cérebro, o que permite uma representação exacta do relacionamento entre as regiões corticais e os respectivos eléctrodos. Uma reconstrução tridimensional elaborada a partir dos cortes da Ressonância Magnética com a indicação dos pontos em que se situam os eléctrodos oferece ao cirurgião a possibilidade de estudar antecipadamente a localização e a dimensão da área a remover.
As voltas que o cérebro dá
No corte transversal, a estrutura aclarada no hemisfério direito revela a presença de umtumor.
Na Ressonância Magnética, as regiões corticais activas são assinaladas a cores.
A reconstrução tridimensional do cérebro indica a localização dos eléctrodos colocados nos lobos temporais de um doente com epilepsia.
O exame de Medicina Nuclear revela a actividade do cérebro através da reprodução de processos do metabolismo em imagens de corte coloridas.
A Tomografia de Emissão de Positrões (TEP), introduzida em 1975, tornou possível representar visualmente os processos do metabolismo no cérebro. Esta e outras técnicas da Medicina Nuclear, como a Tomografia Computorizada por Emissão de Fotão Único (SPECT), registam a radiação emitida por substâncias de radioactividade limitada introduzidas no organismo. Para assegurar que os radioisótopos ministrados reproduzam as funções desejadas do organismo – por exemplo a irrigação ou a conversão da glucose –, os mesmos são combinados com agentes químicos marcadores (Tracer). Estes assemelham-se a substâncias naturais que são transformadas pelo metabolismo do organismo.
Quando se verifica uma elevada actividade neuronal do cérebro, aumenta o fluxo sanguíneo regional e a conversão da glucose, o que provoca uma acumulação dos marcadores nas regiões activas. Por outro lado, uma actividade neuronal reduzida resulta numa menor acumulação dos marcadores. Câmaras especiais registam a radiação emitida pelos marcadores radioactivos e reproduzem-na em imagens de corte coloridas. As regiões com actividade neuronal elevada ou diminuída destacam-se das outras estruturas cerebrais em diferentes gradações da cor seleccionada.
Desta forma, é possível avaliar as consequências da oclusão de um vaso depois da ocorrência de um acidente vascular, como também verificar a diminuição da irrigação causada por outras lesões cerebrais. Comparando, por exemplo, as imagens de corte de pessoas saudáveis com aquelas de doentes com Alzheimer ou com epilepsia, verifica-se, nos doentes, uma distribuição irregular do marcador, ao mesmotempo que as regiões afectadas pelo processo patológico acusam uma deterioração nítida do metabolismo ou da irrigação. Para uma localização anatómica mais precisa da actividade regional, utiliza-se a técnica da sobreposição das imagens de corte do TEP com os cortes da Ressonância Magnética. Esta técnica permite estabelecer a ligaçãoentre as mais pequenas disfunções e as respectivas estruturas cerebrais.
As medições do fluxo de sangue no cérebro através do TEP, efectuadas sob diferentes condições de estimulação (p.ex. visão, cheiro, audição, cálculo mental, movimentos da mão), contribuíram para o aprofundamento dos conhecimentos sobre a coordenação funcional do cérebro saudável. Esta área tem vindo a servir-se também da Ressonância Magnética Funcional, introduzida em 1991. Através desta técnica, alterações da actividade cerebral são analisadas indirectamente a partir do nível de oxigénio no sangue. As vantagens deste método residem na ausência de radiações nocivas, assim como na sua alta resolução geométrica e temporal.
A sequência de imagens de corte do cérebro de um doente com Alzheimer revela irregularidades nítidas no hemisfério direito.
A combinação das imagens da Ressonância Magnética com a técnica TEP reúne a anatomia e a função numa só reprodução.
A reprodução tridimensional docérebro exemplifica melhor ainda o efeito da sobreposição das duas técnicas.
A reconstrução estereolitográfica do crâneo permite ao cirurgião simular eventuais intervenções.
Nos últimos anos, foi possível reduzir a duração da captação de imagens e ao mesmo tempo melhorar o seu nível de pormenorização. Por conseguinte, as técnicas bidimensionais do TAC, da Ressonância Magnética e da Ecografia foram sendo também utilizadas cada vez mais para a representação tridimensional das diferentes regiões do organismo. Estas representações são particularmente úteis na avaliação da dimensão e da morfologia da área examinada, para além de serem rotativas, o que permite uma observação a partir de qualquer ângulo.
A Estereolitografia oferece ainda a possibilidade de observar estas reproduções tridimensionais não só no ecrã, mas também num modelo reconstruído em material sintético. Este processo teve origem na indústria automóvel, onde a construção computorizada é utilizada para o desenvolvimento rápido e económico de novos modelos de carroçaria. Na área da medicina, esta técnica tem sido utilizada particularmente no campo da neurocirurgia, nomeadamente no planeamento de intervenções cirúrgicas no crâneo.
A base de dados é fornecida pelas imagens de corte do TAC, transformadas em ficheiros electrónicos com a ajuda de um programa especial de desenho. Como a distância entre cada uma das imagens de corte é demasiado grande para uma reconstrução completa, os intervalos são preenchidos através de cálculos executados pelo computador. A modelação em si é feita num banho de material sintético, onde um laser endurece camada por camada do modelo, suportado por uma plataforma móvel que se encontra ao nível da superfície do líquido. Quando uma camada está modelada, a plataforma desce a distância equivalente à espessura de uma camada, e a camada seguinte é modelada.
A neurocirurgia serve-se desta técnica particularmente para a remodelação de partes do crâneo, porque permite calcular com precisão as dimensões do implante que irá substituir a parte removida, como por exemplo no caso de tumores ósseos. O modelo permite ainda simular a operação em todas as suas etapas e determinar com antecedência a dimensão da abertura do crâneo assim como o ângulo de acesso, desta forma diminuindo consideravelmente o risco para o doente.
Sequências de corte do TAC constituem a base de dados para a reconstrução plástica do crâneo.
Computadores especiais transformam as imagens do TAC em dados destinados àreconstrução artificial do crâneo.
Um raio laser modela o crâneo artificial, camada por camada, num banho de material sintético.
A vista geral das quatro câmaras cardíacas apresenta o coração no sentido inverso e com a ponta virada para cima.
No diagnóstico do coração, para além do exame efectuado com o catéter cardíaco, o exame ecográfico (Ecocardiografia) constitui o método mais frequente e mais importante. A Ecografia não implica radiações e por isso não comporta riscos para o doente. Ao contrário do catéter cardíaco que é introduzido num vaso até alcançar o coração, o diagnóstico ecográfico é não-invasivo, ou seja, não penetra o corpo. Uma outra vantagem reside no facto de as imagens serem dinâmicas, o que permite ao médico estudar não só a anatomia, mas também os movimentos do coração através do monitor. Esta técnica é particularmente indicada para avaliar o tamanho e o movimento das paredes cardíacas, assim como o funcionamento das válvulas.
De entre um número facultativo de planos de corte são seleccionados três planos diferentes, dispostos sobre si, que representam o coração no eixo longitudinal, no corte transversal e na chamada perspectiva de quatro câmaras. Por isso, para o diagnóstico de defeitos cardíacos congénitos, doenças do miocárdio e das válvulas, tumores e consequências de doenças coronárias, tais como o enfarte cardíaco e tromboses, a Ecografia representa o método preferencial.