Baixe Imaginologia e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity!
1. O TUBO DE RAIOS-X
A produção de Raios-X se dá por eventos físicos que ocorrem dentro de um tubo de raios catódicos, a ampola de Raios-X.
A ampola é um tubo de vidro, onde estão inseridos dois eletrodos: o catodo (o pólo negativo) e o anodo (o pólo positivo). Para adequado funcionamento deste componente, no momento de sua fabricação, é estabelecido vácuo em seu interior. O catodo contém um ou dois finos filamentos de tungstênio envolto em uma capa focalizadora. Este elemento é aquecido pela passagem de uma corrente de alta intensidade e libera elétrons (efeito termoiônico). Estes elétrons liberados pelo filamento são acelerados em direção ao anodo pela aplicação de uma alta diferença de potencial nos pólos do tubo.
A produção de Raios X ocorre quando estes elétrons com alta velocidade cinética são bruscamente freados (efeito Bremsstrahlung). Esta interação física produz energia térmica (99%) e energia eletromagnética, os Raios X (1%).
Figura 1 – ampola de Raios X:
Figura 2 – Desenho esquemático de uma ampola (anodo fixo):
A área do anodo onde ocorre o choque da corrente de elétrons é conhecida como ponto focal. As dimensões do filamento do catodo é que definirá o tamanho do ponto focal e, em última análise, poderá influenciar na qualidade da imagem radiográfica.
2. TRANSFORMADOR ELEVADOR DE TENSÃO (TET):
A faixa de voltagem exigida para exposições radiográficas situa-se entre 45kVp e 120kVp. A corrente que alimenta o sistema é da ordem de 220V sendo insuficiente para produção de radiografias. Para solucionar este problema utiliza-se um transformador elevador de tensão ligado ao circuito eletrônico do equipamento.
Os transformadores são dispositivos compostos de um núcleo de ferro quadrado (chapas metálicas sobrepostas), envolto em suas extremidades por um material condutor em formato espiral, denominado bobina (primária e secundária). Toda esta estrutura é refrigerada pela circulação de óleo mineral em seu entorno.
A relação entre o número de espiras da bobina primária e da bobina secundária (relação de transformação) é que definirá a alteração da voltagem. A intensidade de corrente também será modificada durante o processo de transformação.
A alteração da voltagem ocorre em uma razão diretamente proporcional a variação do número de espiras. A transformação da intensidade da corrente ocorre na razão inversa a variação do número de espiras.
No caso do transformador elevador de tensão ocorre um aumento do número de espiras da bobina secundária em relação à bobina primária, elevando a tensão do sistema e diminuindo a intensidade de corrente. Exemplos:
Suponhamos que um TET tenha 30 espiras na bobina primária e 600 espiras na bobina secundária. Sua relação de transformação é: 1:20. Então se aplicarmos uma tensão de 11V no primário, obteremos uma tensão final de 220V. Considerando o mesmo transformador, se a corrente que passou pelo primário tinha 10A, a intensidade medida na saída do transformador será de 0,5A.
Figura 3 – TET (desenho esquemático):
A ddp(V) em um transformador é diretamente proporcional ao número de espiras entre o primário e o secundário.
A intensidade da corrente em um transformador é inversamente proporcional ao número de espiras.
3. RETIFICAÇÃO DE CORRENTE:
A corrente que alimenta as residências e estabelecimentos comerciais no Brasil é alternada e tem uma freqüência de 60Hz. Isto significa dizer que ela oscila entre o pólo positivo e o negativo 60 vezes por segundo.
Figura 4: corrente alternada
Se mantivermos estas características da corrente, ele se apresentará 60 vezes por segundo na direção catodo-anodo e 60 vezes por segundo na direção oposta. Ao fluir no sentido anodo-catodo não haverá produção de radiação e poderá haver danos aos componentes da ampola, sendo uma condição indesejável.
Para sanar este problema existem retificadores, componentes que impedem a passagem da corrente no sentido indesejado.
Figura 5: Retificadores
NOTA: O conceito de retificadores é um pouco mais abrangente do que consta neste texto, e foi apresentado de forma resumida apenas para facilitar a compreensão do tema central da aula.
Composição do Écran: Os écrans possuem quatro camadas:
1. (mais próxima ao filme): Camada protetora (material plástico);
2. Camada de material fluorescente;
3. Camada refletora de dióxido de titânio ou dióxido de magnésio: aumenta a
eficiência do processo;
4. Base plástica.
A camada de material fluorescente é formada de cristais de fósforo. Os cristais mais utilizados atualmente são os chamados “terras raras”. Estes cristais são obtidos a partir de elementos químicos de uma categoria conhecida como lantanídeos, que possuem propriedades físico-químicas semelhantes. Dentre estes elementos podemos citar o ítrio, o gadolínio e o lantânio.
Alguns écrans compostos de tungstato de cálcio foram utilizados por muito tempo. Este tipo de cristal emite luz azul e foi substituído pelo de terras raras, pois este é mais eficiente.
Relação entre a configuração microscopia do écran e seu rendimento: A eficiência de conversão de um écran está diretamente relacionada com a intensidade de luz emitida por ele durante o processo de sensibilização da película E, de certa forma, podemos relacionar também esta questão com a capacidade que os cristais têm de absorver a radiação que emerge do paciente. Os fatores que influenciam na eficiência do écran são:
• Elemento químico que compõe os micro-cristais;
• Tamanho dos cristais;
• Espessura da camada de material fluorescente;
• Temperatura ambiente.
A eficiência do écran é inversamente proporcional ao detalhe da imagem final obtida. Quanto maior a espessura dos cristais ou o tamanho dos cristais individualmente, maior a eficiência de conversão e menos o detalhamento da imagem.
O écran é um componente obrigatório em radiologia (453/98) pelo seu efeito intensificador. Sabe-se que um único fóton de Raios X pode gerar centenas de fótons de luz. Por este motivo, ele tanto reduz a entrega de dose ao paciente quanto poupa o tubo do equipamento radiológico.
Filmes fotográficos: Dispositivo fotossensível utilizado para produzir uma imagem médica. Basicamente o filme é um dispositivo que converte a energia da Radiação X em uma imagem em escala cinza. Se um filme for adequadamente exposto e,
principalmente, corretamente processado quimicamente, é possível produzir uma imagem duradoura e documentar uma situação normal ou patológica do paciente.
Composição: Uma película radiográfica convencional é composta por uma base plástica (de poliéster ou acetato de celulose) que dá suporte físico a uma finíssima camada de emulsão gelatinosa em cada lado da base plástica. Nesta emulsão gelatinosa de base orgânica (ossos de gado), estão suspensos micro-cristais de haletos de prata [Ag + Br-] (5 a 10 mícrons de espessura). Os haletos de prata são partículas sensíveis à luz e a gelatina é responsável por mantê-los uniformemente distribuídos e servir como veículo de transporte dos químicos de revelação durante o processamento químico da película pós-sensibilizada. Revestindo a emulsão por atrito, preservando a película.
Sobre os haletos de prata: Os grãos de haleto de prata são utilizados como receptores de imagem por muitas décadas (filme radiográfico). O termo haleto de prata descreve a composição da prata combinada com um elemento da família dos halogênios: bromo, cloro e iodo. Pode-se observar através de um microscópio que a emulsão sensível é composta por inúmeros micro-grãos fotográficos de haletos de prata suspensos na gelatina. Para a maioria dos filmes de Raios-X médicos, estes micro-cristais são em média de 1 micrômetro de diâmetro, e há bilhões dele em um centímetro cúbico de emulsão. Os micro-cristais de brometo de prata que contêm pequenas quantidades de iodo são comumente usados em emulsões de filmes de raios-X.
Os haletos de prata apresentam-se em diferentes tipos e tamanhos:
• Tri-dimensional
• Tabular – são usados predominantemente em filmes de raios X. São micro-
cristais com 2 micrômetros de diâmetro e 0,13 micrômetros de espessura.
• Grão cúbico.
Até o início de 1980, a emulsão dos filmes era formada por grãos de haleto de prata tridimensionais quanto à forma e falta de uniformidade no tamanho e distribuição destes grãos na emulsão. O resultado de pesquisas quanto à melhoria da precipitação dos grãos originaram os grãos tabulares e cúbicos nas emulsões.
As emulsões que contêm grãos tabulares ganharam um aumento da área de interação dos fótons, o que melhora o contraste das imagens e a redução do efeito crossover por causa dos fótons de luz emitidos pelas telas intensificadoras. Além disso, este tipo de grão permite um processamento mais rápido e elimina o glutaraldeído dos reagentes químicos no processamento dos filmes.
Mas os grãos tabulares também trouxeram algumas limitações como a dificuldade de sensibilizar os grãos contidos nas camadas mais internas da emulsão, o que reduz um pouco o contraste final.
Os grãos cúbicos não apresentam este problema e apresentam aplicações como nas imagens de filme a laser e mamografia. A uniformidade química de distribuição dos grãos e a sensibilidade deles resultam em alto contraste de imagem.
Outro fato a ser considerado é na escolha dos grãos de haleto de prata. No passado, os filmes radiográficos eram feitos com emulsão de grãos de haleto de
• São mais sensíveis às variações de temperatura e tempo de processamento
• Chassis de haleto de prata menores
• Maior tempo de exposição à radiação X
• Dose de radiação maior na estrutura radiografada
• Visualização de mais detalhes nas imagens (imagens mais nítidas)
• Muito sensíveis a artefatos em virtude da sujeira e poeira entre o filme e as
telas intensificadoras.
