apostila de equipamentos radiogrÁficos

Equipamentos Radiolgicos

EQUIPAMENTO RADIOGRAFICO Histrico A radiao X, tal como conhecida, foi descoberta no dia 8 de Novembro de 1895, na cidade de Wsburg, Alemanha, pelo cientista alemo Wilhelm Conrad Roentgen, quando fazia experincias com descargas de alta tenso em tubos contendo gases. Enquanto trabalhava em seu laboratrio, ele observou que um carto recoberto pela substncia fosforescente platinocianureto de brio, que se encontrava prximo, apresentava um brilho, durante a aplicao de alta tenso na ampola. Surpreso com o fenmeno, ele recobriu a ampola com diferentes materiais e repetiu o procedimento de aplicao de tenso sobre o gs por vrias vezes e a distncias diferentes. Observando que o brilho sofria pequenas alteraes, mas no desaparecia, concluiu que algo "saa da ampola" e sensibilizava o papel. A essa radiao desconhecida, ele resolveu dar o nome de RADIAO X (onde X representa a incgnita matemtica, o desconhecido). Essa descoberta deflagrou uma srie de experimentos para avaliar suas caractersticas e potencialidades de aplicao em vrios ramos de atividades. O campo onde mais se encontraram aplicaes foi o da Medicina, na rea de diagnstico por imagem. A partir do uso mdico, a descoberta se espalhou rapidamente pelo mundo, e os efeitos nocivos da radiao sobre seres vivos tambm foram sendo descobertos. Comeou-se, ento, paralelamente, o estabelecimento de uma srie de normas para a manipulao de equipamentos que trabalham com esse tipo de radiao, tanto para pacientes, quanto para operadores dos mesmos. Produo dos Raios X Para entender-se melhor a estrutura de um equipamento radiogrfico, se faz necessrio revisar o processo de gerao dos raios X. Um feixe de eltrons acelerados bombardeando um alvo, de material com elevado nmero atmico, a chave na produo de radiao. Para serem acelerados, os eltrons necessitam de uma grande diferena de potencial, que fornecida por um gerador ou fonte de alta tenso, atravs de dois eletrodos. Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


Tem-se, ento, um canho de eltrons que lana-os a partir de um eletrodo contra o outro. O choque entre eltrons e alvo faz com que ocorra a ionizao do material bombardeado, a partir das camadas K e L da eletrosfera de seus tomos. Ocorre, ento, a reocupao dos espaos deixados nestas camadas (K e L) pelos eltrons de camadas mais energticas, com liberao de energia eletromagntica de alta freqncia e grande poder de penetrao: os raios X. Basicamente, h dois processos de produo de radiao, baseados na interao dos eltrons com o alvo, a saber: radiao de freamento ou Bremstrahlung e radiao caracterstica. Independente de suas caractersticas peculiares, ambas as radiaes so produzidas pelos mesmos elementos, o eltron acelerado de alta energia e o alvo de metal pesado. Portanto, podemos concluir que o aparelho de emisso de raios X um equipamento que necessita ter um dispositivo com capacidade de acelerar eltrons e de dirigi-los para o choque com um alvo. Por fim, devemos lembrar que a produo de raios X omnidirecional, ou seja, a emisso dos ftons aps o choque do eltron com o alvo ocorrer em todas as direes. Logo, h a necessidade de se providenciar para que a radiao produzida possa ser direcionada para o paciente a fim de produzir a imagem. Por outro lado, a radiao no direcionada ao paciente deve ser contida tanto quanto o necessrio para proteo dos pacientes e tcnicos. Equipamento Bsico O processo de produo de uma imagem radiolgica composto basicamente por uma fonte geradora de radiao, o objeto de irradiao (corpo do paciente) e um sistema de registro do resultado da interao do feixe de ftons com o corpo, normalmente, o filme radiogrfico sensvel radiao X ou luz. Associados fonte e ao sistema de registro, temos dispositivos que servem para atuar sobre a emisso e forma do feixe de radiao, de maneira a trat-lo convenientemente para produzir imagens que possuam validade diagnstica. Atualmente, existem vrios tipos de equipamentos radiogrficos produzidos por inmeras empresas espalhadas pelo mundo. Todos os equipamentos possuem os mesmos componentes bsicos e funcionam segundo o mesmo princpio de produo e deteco ou registro da imagem. A tecnologia digital de registro e armazenamento das imagens geradas est ocupando o espao do filme radiogrfico, permitindo o tratamento de imagens e o envio das mesmas para locais distantes da sala de exames para anlise por profissionais da area radiolgica. O que varia nos equipamentos a forma, tamanho, capacidade de produo de raios X e alguns mecanismos ou acessrios que permitem maior flexibilidade no uso do aparelho, alm, da questo da qualidade da imagem e da dose de radiao que o paciente se Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


expe. Desta forma, podemos dividir os equipamentos radiogrficos em trs grupos: a) fixos; b) mveis; e c) portteis.

Equipamento Fixo Os equipamentos fixos, pela prpria classificao, so aqueles que no podem ser retirados do local onde foram instalados. Necessitam, pois, de uma sala exclusiva para sua utilizao, com suprimento adequado de energia, espao para movimentao do paciente, tcnico e equipe de enfermagem, local reservado para o operador controlar o equipamento distncia, armrios para a guarda de acessrios, mesa onde se realizam os exames, entre outros requisitos. Para clnicas e hospitais, o equipamento mais utilizado, quando realmente h uma grande demanda de exames dirios. O equipamento fixo possui vrias formas e tamanhos, podendo ser fixo ao cho por um pedestal ou ser preso ao teto, com uma coluna retrtil. Existem muitos fabricantes em nvel mundial e cada um procura diferenciar seu aparelho com alguma peculiaridade. Por isso difcil identificar muitos pontos em comum nos diversos aparelhos radiogrficos existentes, embora, todos eles permitam a realizao de todas as tcnicas radiogrficas conhecidas. A figura ao lado apresenta a foto de um aparelho telecomandado, que visualmente no apresenta diferenas com um aparelho comum. Isto porque o aparelho telecomandado possui como diferena principal a possibilidade de ajustar todos os parmetros mecnicos e geomtricos (posio da mesa, inclinao, tamanho do campo, etc) a partir da prpria mesa de comando, sem a necessidade do tcnico tocar na mesa ou paciente. Alm da radiografia convencional, muitos aparelhos radiogrficos so construdos para realizarem outros tipos de exames, como a fluoroscopia e a planigrafia, ou tomografia linear. Do ponto de vista tcnico, o equipamento pode ser considerado idntico a um equipamento simples,

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apenas h a incluso de alguns dispositivos acessrios que permitem a realizao destes exames especiais. A figura ao lado apresenta um equipamento radiogrfico que permite a realizao de exames fluoroscpicos, pois possui um tubo intensificador (atrs do pedestal escuro, abaixo e no centro da foto). Este tubo, que desempenha a funo do filme radiogrfico, capta a imagem formada pelos raios X que atravessam o paciente deitado na mesa, aps a gerao na ampola (canto superior direito).

Equipamento Mvel Muito semelhante em recursos, o equipamento radiogrfico mvel aquele que se constitui apenas do essencial para a realizao de um exame radiogrfico. Assim, dispensada a mesa de exames e os controles do equipamento esto fisicamente juntos com a unidade geradora de radiao. A unidade pode ser ento transportada facilmente atravs de um sistema de rodas j embutida na estrutura, j que possui tamanho razovel. Para a realizao do exame, utiliza-se geralmente a prpria maca ou cama onde se encontra o paciente, ou at mesmo a cadeira em que ele estiver sentado. A energia necessria para operao do equipamento retirada da rede 127V ou 220V da prpria sala onde ser realizado o exame, mediante uma tomada comum na parede. A capacidade de realizao de exames praticamente a mesma de um equipamento fixo. Embora tenha um custo bem menor que o equipamento fixo, o equipamento mvel no deve ser utilizado como um substituto deste. At por que o equipamento mvel no tem capacidade para ser utilizado constantemente, realizando um exame aps o outro. Alm disso, a utilizao do equipamento mvel pressupe que a rea onde ele ser utilizado, uma UTI, por exemplo, dever ser protegida com biombos de chumbo para que os demais pacientes no sejam irradiados.




Equipamento Porttil A diferena entre o equipamento mvel e o porttil est em duas caractersticas bsicas: peso e capacidade de radiao, ou flexibilidade para realizao de exames. No caso dos equipamentos portteis, seu peso e tamanho so concebidos para que possa ser carregado por uma nica pessoa, atravs de alas ou armazenado em uma valise. Assim, pode facilmente ser transportado nas ambulncias ou mesmo no porta-malas de carros. Na realizao de exames, o equipamento porttil tem capacidade para radiografar, normalmente, apenas as extremidades do corpo humano. Em contraposio, o equipamento mvel muito utilizado para exames de trax em unidades de tratamento intensivo, j que os pacientes no podem ser removidos at a sala de radiografia. O baixo custo deste equipamento e a transportabilidade j fez surgir em alguns pases do hemisfrio norte um novo tipo de servio: o exame radiogrfico a domicilio. Componentes Bsicos Vamos centralizar nossa abordagem, inicialmente, sobre as caractersticas principais do equipamento radiogrfico fixo, j que este o mais completo e o mais utilizado atualmente. A partir dele, podem-se verificar quais os dispositivos ou acessrios que podem ser suprimidos para a construo de um equipamento mvel ou porttil. Alm disto, por ser mais complexo, permite uma abordagem mais completa sobre os fatores que influenciam na produo da radiao X e sua interao com o paciente e com os dispositivos de deteco (filme, por exemplo). Desta forma, podem-se prever as restries de qualidade quando da utilizao de equipamentos mveis ou portteis. A construo de um aparelho de raios X envolve conhecimento de vrias tecnologias, mas um equipamento bsico pode ser dividido em trs grandes subsistemas: o subsistema gerador de raios X, responsvel pela gerao do feixe de radiao; o subsistema eltrico, responsvel pela alimentao do gerador de raios X e pelos controles do equipamento, e o subsistema mecnico, responsvel pela arquitetura do equipamento e pela proteo e controle no direcionamento do feixe de raios X gerado. Os aparelhos convencionais de raios X esto divididos em seis mdulos bsicos: O cabeote, de onde se origina o feixe de raios X; e-mail. : [email protected]



A estativa, onde fica fixado o cabeote e que permite fazer o direcionamento do feixe A mesa, que permite acomodar o paciente e posicion-Io para a aquisio das imagens; O mural, que cumpre a mesma funo de posicionamento que a mesa, mas e utilizado para posicionamentos verticais do paciente (posicionamento ortosttico); O gerador de alta-tenso, que cumpre a funo de elevar a tenso da rede a um valor necessrio para gerar o feixe de raios X; O painel de comando atravs do qual e feita a seleo de parmetros de controle e o acionamento do feixe de raios X para a aquisio da imagem.

A mesa, o mural e o cabeote encontram-se localizados na sala de exames. O painel de controle pode ser posicionado em sala adjunta com janela de vidro de alto teor de chumbo que permita visualizar o paciente, ou na sala de exames, desde que haja um biombo de chumbo com janela protegida que permita ao operador visualizar o paciente e se proteger da radiao espalhada.

Nas aulas seguintes veremos detalhadamente cada parte de um equipamento de Raios X, sua composio e funo... A Figura abaixo ilustra a cadeia bsica de aquisio de uma imagem radiogrfica, mostrando desde a fonte de radiao, passando pelo paciente colocado sobre a mesa, at o final do processo com o dispositivo de registro da imagem, o filme radiogrfico.




Tem-se, ento, mais detalhadamente, a representao da unidade geradora - chamada cabeote, o dispositivo de controle geomtrico do feixe caixa de colimao, alm de um acessrio que se justapem ao filme radiogrfico - a grade antidifusora. Pode-se tambm perceber no desenho, o efeito produzido pela passagem do feixe pelo paciente, chamado a radiao secundria, que um efeito colateral da interao do feixe com o paciente que, quando produzida em excesso, prejudica a qualidade da imagem, alm de aumentar a dose de radiao no paciente. Podemos identificar na figura, pelos nmeros indicados, os seguintes componentes, alm da radiao secundria, identificada pelas setas que se espalham a partir do paciente:

1) Cabeote do equipamento: Local em que se encontra a ampola (tubo) de raios x, onde se produz a radiao propriamente dita. 2) Sistema de colimao interna do feixe: Responsvel pela adequao do tamanho do campo, reduo do efeito penumbra e da radiao espalhada. 3) Feixe primrio: Assim chamado por ser o feixe que sai da ampola e que ir interagir com o paciente. 4) Faixa de compresso do paciente: Usada para adequar a espessura do paciente e melhorar a qualidade da imagem, pela reduo da radiao espalhada. 5) Mesa de exames: Local onde so colocados, alm do paciente, alguns acessrios, tais como o porta-chassi, a grade antidifusora e o filme radiogrfico. Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


6) Grade antidifusora: Responsvel pela reduo dos efeitos de borramento da radiao espalhada na imagem radiogrfica. 7) Filme Radiogrfico: Elemento sensvel radiao, colocado em um invlucro metlico protegido da luz, chamado chassi. 8) Porta-chassi: Estrutura metlica onde colocado o chassi que contm o filme. 9) Radiao Secundria: toda a radiao que no proveniente do feixe principal, resultante da interao do feixe principal com a matria (paciente, mesa, chassis, grade, cabeote, etc.). 10) Estativa (no est no desenho): a coluna ou o eixo onde est preso o cabeote. Pode ser do tipo pedestal, preso ao cho, ou do tipo areo, fixado ao teto. Normalmente possui um trilho para que possa se movimentar.

TUBO DE RAIOS X AMPOLA Evoluo A ampola o elemento do aparelho radiogrfico onde produzida a radiao. Basicamente, pode ser descrita como um espao evacuado onde dois eletrodos so colocados para que haja a circulao de corrente eltrica. No final do sculo XIX, no passava de um tubo de vidro, com algum gs rarefeito em seu interior, com dois pedaos de metal inseridos em lados opostos. Nas primeiras experincias feitas por Roentgen, os eletrodos eram ligados a um gerador de alta tenso, formando, assim, um circuito eltrico. Neste circuito, e atravs dos eletrodos, uma corrente eltrica circulava dentro da ampola, passando pelos fios ligados ao gerador. Os eltrons, acelerados pela grande diferena de potencial (tenso) aplicada pelo gerador aos eletrodos, acabavam por vezes chocando-se com o gs e a parede de vidro da ampola. Assim, atravs do fenmeno de freamento (Bremsstraulung) e da coliso com os eltrons dos tomos do gs e do vidro (radiao caracterstica), os eltrons da corrente eltrica produziam a radiao X.




Ampola para descarga eltrica utilizada nas primeiras experincias com radiao X.

Vrias alteraes nas ampolas originais, em forma e nmero de eletrodos, foram realizadas com o objetivo de aumentar a eficincia na produo de raios X. E cada um desses tubos levava o nome de seu inventor: Crookes, Hittorf, Lenard, entre outros cientistas. O prprio tamanho e a presso interna da ampola, bem como a substituio do gs interno, foram exaustivamente alterados e testados. Mas a grande evoluo na produo de radiao aconteceu quando se colocou um obstculo metlico no caminho dos eltrons entre os eletrodos. Assim, aumentou-se em muito a chance de interao entre a corrente eltrica e a matria. Como o metal utilizado na poca, a platina, possui um peso atmico muito maior que os tomos do vidro, a produo de radiao X muito maior. A partir deste momento, percebeu-se a relao entre a produo de raios X e o nmero atmico do tomo. Quantidade de ftons e poder de penetrao foram itens que se comeou a avaliar com os novos resultados.

Ampola onde a placa-alvo interligada com o nodo e est no caminho de passagem dos eltrons. (Philips Medica Mundi)

A alterao final, que aplicada at hoje, em busca da eficincia mxima, foi a utilizao da prpria placa metlica, colocada como obstculo, como nodo de uma ampola completamente evacuada. Assim, obteve-se eficincia total na interao dos eltrons acelerados pela diferena de potencial, pois todos se chocavam com a placa-alvo. A partir de ento, os ajustes na ampola foram pequenos, consagrando a utilizao do tungstnio como material do alvo e a forma alongada cilndrica utilizada at hoje.

Figura 2.3. Ampola tpica. (Philips Medica Mundi)




Estrutura A ampola feita geralmente de vidro temperado evacuado, cuja presso interna de 10-5 mmHg, e contm dois eletrodos, o nodo e o ctodo. O vcuo necessrio para que os eltrons ali acelerados no percam energia nas colises com partculas gasosas. Assim, chegam com energia total para se chocarem com o alvo. Logo, pode-se dividir a ampola em trs partes principais: ctodo, nodo e envelope. O ctodo e o nodo so os eletrodos por onde a corrente eltrica, gerada pela grande diferena de tenso, ir circular dentro da ampola. No incio das experincias de Crookes, o inventor do tubo de descarga eltrica, os eletrodos eram ou duas placas metlicas ou dois fios rgidos inseridos dentro da ampola. O envelope o invlucro, a estrutura de vidro ou metal que ir dar sustentao aos eletrodos e garantir o vcuo necessrio para a circulao dos eltrons. Embora a maioria dos fabricantes utilize o vidro como receptculo dos eletrodos, desde 1940 h uma grande pesquisa em se utilizar ampolas metlicas.

Partes de uma ampola dentro do cabeote.

Outra parte importante da ampola o lquido refrigerante que ir envolv-la. Sabe-se que da coliso dos eltrons com o alvo, 99% da energia convertida em calor, e apenas 1% ser transformado em radiao X. Normalmente, um leo mineral de boa viscosidade utilizado como refrigerante da ampola. Algumas empresas j desenvolveram ampolas onde o nodo oco e gua circula por seu interior para refriger-lo. A figura 2.4 um exemplo deste dispositivo, que apesar da retirada de calor pela gua, ainda assim necessita estar envolta por um lquido refrigerante.




Estrutura de uma ampola com nodo refrigerado a gua.

Tipos As ampolas so geralmente referenciadas segundo duas caractersticas principais: tipo de nodo e nmero de focos. Existem dois tipos de nodos: fixo - utilizado na odontologia e em equipamentos de pequeno porte, portteis ou mveis; rotatrio - mais utilizado por sua eficincia e durabilidade quando do envolvimento de grandes quantidades de energia. Com relao ao nmero de focos, ou alvos no nodo, as ampolas podem ser construdas com: um foco - quase todos os equipamentos mveis ou portteis, odontolgicos e industriais; dois focos - o mais comum em radiodiagnstico; trs focos - o mais raro, pois mais complexo de ser construdo. ENVELOPE Material O envelope o componente da ampola que d sustentao mecnica aos eletrodos. Alm disso, cria o ambiente evacuado necessrio para que os eltrons possam adquirir energia suficiente para que gerem radiao X. Outra funo importante do envelope garantir, mesmo que de forma ineficiente, a conteno dos ftons X dentro de si, permitindo que apenas alguns possam sair da ampola por uma regio conhecida por JANELA. Isto necessrio para que o usurio da ampola possa assegurar-se que a radiao por ela produzida tenha uma direo principal de emisso. Assim, pode-se dizer, de forma simplria, que a radiao s emitida atravs da janela. Uma caracterstica imprescindvel que o material utilizado para envelope deve ter a alta condutividade trmica. Durante a coliso de um Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


eltron de alta energia com a placa-alvo ou mesmo com a parede do envelope, apenas 1% de sua energia convertida em radiao X. Os 99% restantes so transformados em calor (radiao infravermelha). Logo, a temperatura de uma ampola pode chegar facilmente a atingir mais de 1200 oC. Usualmente, utilizam-se vidros temperados misturados com alguns metais especficos, como o berlio, para suportarem tamanho calor e poderem tambm transmitir este calor para um material refrigerante externo. Comercialmente, o vidro de ampola mais conhecido chamado Pyrex. Alguns fabricantes tm produzido ampolas com envelopes metlicos, principalmente para casos de uso contnuo da ampola, como tomografia computadorizada, hemodinmica e fluoroscopia. Neste caso, o metal melhor condutor trmico e, em muitos casos, mais leve.

Primeira ampola com nodo rotatrio: Rotalix da Philips (1929). (Philips Revista Medica Mundi)

As ltimas pesquisas tm procurado agregar partes cermicas na construo dos envelopes j que os compostos cermicos possuem alta condutividade trmica e isolamento eltrico. E, em alguns casos, possuem peso e espessura menores que o equivalente metlico ou vtreo. Isto importante em tomografia computadorizada, por exemplo, pois a ampola ir rotacionar ao redor da mesa do paciente, e o esforo da estrutura girante depender do peso da ampola.

Envelope com partes metlicas e cermicas (parte branca).

(Philips Revista Medica Mundi)




Janela A interao dos ftons com a matria produz sempre muito calor, alm de ionizar os tomos. No caso da ampola, tem-se uma direo preferencial para o caminho que os ftons devem percorrer. Este caminho inclui a passagem atravs do envelope. Para que estes ftons no sejam atenuados em demasia (desapaream ou percam energia) e para que o envelope possa resistir o calor gerado pela passagem dos ftons, a regio por onde eles passam so especialmente desenhadas. Esta regio, conhecida por JANELA, muitas vezes facilmente identificada pela diferena na textura, espessura ou cor. Nos envelopes que no a possuem, nota-se que a regio por onde passam os ftons acaba sofrendo uma reao fsicoqumica, o que lhe altera a cor, textura e lhe deixa muitas vezes susceptvel a rachaduras ou trincamentos. CTODO O ctodo um dos dois eletrodos necessrios para que seja aplicada uma diferena de potencial entre dois pontos e seja estabelecida uma corrente eltrica. Entre os dois eletrodos, o ctodo o que apresenta o potencial eltrico mais baixo, ou mesmo, pode ser considerado nulo. No linguajar comum, conhecido como o eletrodo negativo. O antigo eletrodo de cobre das primeiras ampolas foi substitudo modernamente por um CANHO DE ELTRONS. Este canho de eltrons, que recebe este nome de forma conceitual, garantir a emisso dos eltrons necessrios para o bombardeio da placa-alvo, o nodo. Os eltrons emitidos so produto do efeito termoinico que se obtm com o aquecimento de um FILAMENTO. Com o calor gerado no filamento, os eltrons dos seus tomos tm energia suficiente para escaparem da eletrosfera e viajarem em direo ao nodo. Como o tomo perde um eltron e se transforma em on, o efeito recebe o nome de termoinico (termo = calor e inico = on).

Partes componentes de um ctodo.




Com o conceito de canho de eltrons, pode-se ver que hoje o ctodo um complexo sistema mecnico e eltrico. Na figura 2.8 podemos ver as partes externas que constituem um ctodo. O eletrodo, que antigamente era desprotegido dentro da ampola, agora encontra-se situado dentro do COPO CATDICO. O copo deslocado do eixo da ampola por uma pea chamada SUPORTE DO COPO. H um EIXO que sustenta o suporte e que atravessa o prprio envelope e serve para sustentao e fixao da ampola no cabeote. Por dentro deste eixo so passados os fios que iro alimentar eletricamente o filamento.

Copo catdico O copo catdico tem por funo dar proteo ao filamento ou filamentos, dependendo do nmero de focos que o nodo possui. Tambm deve possuir boa condutividade trmica, uma vez que o filamento deve aquecer-se at cerca de 2400 oC para que haja o aparecimento do efeito termoinico. Por isso o material utilizado sempre metlico ou cermico, principalmente as ligas metlicas que misturam alumnio, tungstnio, rnio e molibdnio.

Copo catdico - vista frontal.

Filamento O filamento um componente fundamental para o dispositivo de gerao dos raios X, porque nele so produzidos os eltrons que sero acelerados em direo ao nodo. O fio enrolado de tungstnio, semelhante ao utilizado nas lmpadas incandescentes domsticas, tem por objetivo aumentar a concentrao de calor e garantir uma uniformidade na geometria da produo do feixe de eltrons. A utilizao do tungstnio se d por dois motivos: um tomo que possui grande nmero de eltrons (74) e com ponto de fuso acima dos 3400 oC. Quando o filamento aquecido pela passagem de uma corrente eltrica, o calor faz com que os eltrons se "soltem" do metal, e possam, dessa forma, ser acelerados pela grande diferena de potencial entre ctodo e nodo. Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


Existem vrios tipos de filamentos, pois a eficincia e durabilidade dos mesmos variam muito com a geometria de sua construo, o que faz com que cada fabricante possua a sua. Porm, de uma maneira geral, podemos identificar 3 formatos distintos para o filamento: Simples: Feito de somente um enrolamento, utilizado em equipamentos cujo nodo possua apenas uma pista de bombardeio ou foco andico.

Duplo Bipartido: Possui dois enrolamentos distintos com a mesma estrutura fsica do simples, porm utilizado em ampolas cujo nodo possui duas pistas de choque ou dois focos andicos separados.

Duplo Separado: Possui dois enrolamentos distintos com a mesma estrutura fsica do simples, porm utilizado em ampolas cujo nodo possui duas pistas de choque ou dois focos andicos sobrepostos.

Um cuidado especial se deve ter com o super aquecimento do filamento que poder provocar a evaporao do metal que o constitui. Com a evaporao, o filamento torna-se mais fino e mais suscetvel a vibraes mecnicas que o faro romper-se. O superaquecimento provocado por tcnicas que utilizam parmetros mximos de corrente ou tempo, ou s vezes, quando uma tcnica de alta dose aplicada com o filamento frio (primeiro exame do dia). Colimador do foco importante lembrar sempre que o processo de gerao de radiao sempre omnidirecional. Sendo assim, na grande maioria dos casos se faz Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


necessrio criar mecanismos ou dispositivos que possam direcionar a produo de radiao e assim aumentar a eficincia. O colimador do foco uma estrutura, feita de nquel, colocada em volta do filamento e possui a funo de fazer com que o feixe de eltrons se dirija somente para o foco andico. Durante a liberao dos eltrons, o colimador do foco permanece com o mesmo potencial negativo do filamento, evitando dessa forma, que o feixe se disperse para fora do foco andico. Na figura 2.10 podemos entender melhor o funcionamento da colimao do canho de eltrons atravs do corte longitudinal realizado no copo catdico, salientando o colimador. Como os eltrons possuem carga negativa e o colimador tambm possui um potencial negativo, ou nulo, os eltrons vo em busca do potencial positivo, o nodo. Assim, apenas uma pequena seco do filamento, aquela que est efetivamente de frente para o nodo, ir gerar os eltrons acelerados. Os eltrons gerados nas partes do filamento que esto envolvidas pelo colimador so, pelo potencial negativo, desviados para que tomem o rumo de coliso com o nodo.

focoCopo catdico de filamento duplo separado.

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Correntes na ampola Uma confuso comum que acontece entre os tcnicos radiologistas a compreenso das correntes eltricas que circulam na ampola. Quando o tcnico ajusta a corrente a ser utilizada no exame em alguns miliampres, ele acredita estar alterando a corrente que passa pelo filamento do ctodo. Na realidade, a corrente que o tcnico ajusta a corrente que circula entre o ctodo e o nodo. Ou seja, o tcnico ajusta o nmero de eltrons que iro ser arrancados do ctodo e iro colidir com o nodo. Porm, para que isso possa ocorrer, necessrio que uma outra corrente, muito maior, circule pelo




filamento para que este se aquea e possa ento, pelo efeito termoinico, gerar a corrente de eltrons que ir em direo ao nodo.

Caminho das correntes no filamento e na ampola.

Com o desenho da figura 2.11, podemos verificar que, para que a corrente eltrica na ampola no desaparea, a equao das correntes deve ser cumprida:

ou seja, a corrente que entra no filamento tem que ser igual a soma da corrente da ampola com a corrente que sai do filamento. A figura 2.12 mostra o grfico da corrente necessria para aquecimento do filamento em relao a corrente que ir circular entre ctodo e nodo. Para tenses baixas (menor do que 50 kV), a corrente da ampola diretamente proporcional a corrente do filamento. Para tenses elevadas, esta proporcionalidade no se mantm. Podemos notar que quanto maior a diferena de tenso entre nodo e ctodo, mais eltrons so arrancados do filamento. Por isso, um aumento da tenso na tcnica que est sendo executada deve sempre ser avaliada com cuidado, pois pode ser necessrio diminuir a corrente ou o tempo, para que a imagem no se escurea demais.

Relao entre corrente no filamento e corrente na ampola. Mostra-se tambm a relao da tenso no filamento e sua corrente.




NODO O nodo o eletrodo positivo do sistema de alta tenso que produz a radiao X. Por ser um eletrodo, e por isso conduzir corrente eltrica, normalmente feito de uma liga metlica, onde est colocado o alvo a ser atingido pelos eltrons. O alvo ou o ponto onde os eltrons se chocam pode ser fixo ou pode ser rotatrio, cujas utilizaes so funo principalmente da produo de calor. A estrutura do nodo normalmente composta de um material com tima capacidade de dissipao trmica. Por isso, geralmente escolhe-se para o corpo do nodo metais como cobre, molibdnio ou rnio e, em alguns casos, grafite ou ligas metlicas dos metais citados. Sobre o corpo metlico colocado um revestimento sobre a rea que sofrer o impacto com os eltrons acelerados vindos do ctodo. Este revestimento pode ser de tungstnio (W), o mais usado em radiografia convencional, ou de molibdnio (Mo), para mamografia, entre outros, alm das ligas metlicas. Este revestimento dar origem ao PONTO FOCAL, que o alvo de coliso dos eltrons e o local de produo dos raios X. O material utilizado para o ponto focal o que dar a caracterstica aos raios X produzidos. nodo fixo O nodo fixo foi o primeiro a ser utilizado por causa da prpria evoluo dos antigos tubos de Crookes que possuam todas as partes fixas. Houve sempre apenas a preocupao da durabilidade do tubo que era funo da produo e dissipao de calor. Por isso, a ampola de nodo fixo muito simples e fcil de ser construda. Ela possui geralmente uma pequena dimenso, justamente para facilitar a conduo e irradiao de calor. Este calor deve ser rapidamente retirado e dissipado para que a alta temperatura produzida pela coliso dos eltrons no cause a fissura do nodo ou o derretimento de sua cobertura. Assim, com o pequeno tamanho, fica mais fcil do calor chegar ao lquido refrigerante a qual a ampola est submersa.

Figura 2.13. Ampola de nodo fixo. (Oxford srie 1600 - divulgao)




Conforme mostrado acima, o nodo se constitui de um bloco metlico, neste caso de cobre, no qual est inserido o que chamamos de FOCO REAL, feito de tungstnio, metal mais escuro que aparece na forma de uma mancha circular. nesta rea de tungstnio que ocorre o choque dos eltrons para a produo da radiao X. A pea andica no feita toda de tungstnio, por exemplo, por que apenas uma pequena regio ser atingida pelos eltrons acelerados. Portanto, a pea de cobre impregnada de tungstnio apenas para formar o FOCO REAL. Esta construo ajuda a diminuir os custos da pea andica. O material do nodo deve possuir tambm uma alta capacidade de dissipao de calor. O tungstnio, usado em radiologia convencional, possui um ponto de fuso da ordem de 3.400C, alm de possuir alto nmero atmico, o que adequado para gerar ftons com energia e comprimento de onda suficiente para penetrar a matria e produzir uma imagem adequada para fins diagnsticos.

Foco real e efetivo de um nodo fixo.

Por questes de geometria pura, podemos observar, com o auxlio da figura 2.14, a rea que a radiao ir cobrir ao ser emitida pelo foco real menor. Chamada de FOCO EFETIVO, marcado pela regio pontilhada, esta rea representa a forma do feixe de ftons gerados a partir do foco real. Observe que o foco real um retngulo e que, pelo fato dele estar em ngulo em relao vertical, sua projeo no eixo horizontal um quadrado. O ngulo do alvo em relao ao feixe de eltrons acelerados feito propositadamente. Assim, fica facilitada a emisso da radiao em direo janela, evitando que o prprio nodo servisse como uma barreira para os raios X gerados. Porm, este ngulo, quanto mais acentuado, mais provoca o aumento da penumbra na imagem radiogrfica. Portanto, h um compromisso do fabricante entre a atenuao ocasionada pelo prprio ponto focal e o aumento da penumbra O nodo deve ser ligado externamente ao circuito gerador de alta tenso, por isso a pea do alvo estende-se para fora do envelope para realizar o contato. Este tipo de nodo usado em aplicaes que exijam pouca carga, ou seja, pouca produo de calor na regio de impacto. A rea de impacto pequena e no permite muito aquecimento pela impossibilidade de haver Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


dissipao eficiente do calor ali gerado. Convm ressaltar que, no processo de gerao de raios X, 99% da energia envolvida transformada em calor. Justifica-se, dessa forma, o uso de materiais com boa capacidade de dissipao trmica nesse tipo de nodo. O tamanho reduzido deste tipo de ampola permite seu uso em equipamentos portteis, mveis e odontolgicos. Outra desvantagem do nodo fixo que a regio de impacto se desgasta mais rapidamente que o outro tipo de nodo (giratrio), pelo fato de haver uma concentrao grande de eltrons se chocando sempre com a mesma regio do nodo (foco real). nodo rotatrio Como forma de superar os problemas gerados pelo calor em excesso foi desenvolvido um tipo de estrutura para o nodo que permite que este seja dissipado de forma eficiente. A diferena bsica que a regio de impacto diluda em uma rea maior, conforme mostra a figura 2.15. O segredo est em girar o disco andico para que durante a emisso dos eltrons pelo filamento, o feixe eletrnico encontre sempre um novo ponto focal. Desta forma, h tempo para que a regio dissipe o calor at ser atingida novamente, aps uma volta completa do disco. O nodo rotatrio pode ser dividido em 3 tipos, conforme o tipo de pista presente: Pista simples: constitudo de um disco metlico onde construda uma PISTA ANDICA, que ir receber o impacto dos eltrons acelerados pelo ctodo. O impacto dos eltrons feito sempre com a mesma rea (foco real), na forma de um retngulo, mas como o disco gira a grande velocidade, se obtm um grande aumento na regio de impacto, demarcado pela rea escurecida. Com isso, se obtm uma melhor distribuio do calor gerado no processo de impacto, e como conseqncia, possvel aumentar a potncia do equipamento, dada pelo produto da corrente no tubo pela tenso aplicada. Um efeito decorrente dessa estrutura a diminuio do desgaste no nodo causado pelo impacto dos eltrons de alta energia, pois o calor melhor distribudo, provocando menos danos por fissura ou derretimento. A pista feita de tungstnio misturado com rnio para diminuir a aspereza e dificultar a produo de fissuras na pista.




Pista focal do nodo rotatrio de pista simples.

Disco andico mostrando pista focal simples deteriorada pelo uso.

Pista dupla separada: O disco andico o mesmo que o anterior, porm, nesse tipo de nodo existem duas pistas andicas: uma para foco fino e outra para foco grosso. A partir de um filamento duplo bipartido obtm-se duas regies distintas de coliso dos eltrons. O efeito obtido o de aumentar ainda mais a rea sobre a qual os eltrons se chocam, produzindo uma reduo considervel no efeito trmico sobre ela. Assim, se o tcnico conseguir alternar o uso entre foco fino e foco grosso, a vida til da ampola ser longa. O ngulo, em relao ao feixe eletrnico, para cada uma das pistas pode ser diferente.




nodo rotatrio com pista dupla.

Pista dupla sobreposta: Neste tipo de nodo, tambm composto por um disco metlico, so montadas pistas de focos fino e grosso que se sobrepem, conforme mostra a figura abaixo. No existe distino entre as pistas para um ou outro foco. O filamento duplo separado, com sua construo paralela, direciona os eltrons para cada um dos focos de forma a concentrar o feixe em maior ou menor grau. Com h sempre uma mesma regio do disco andico sendo bombardeada, a durabilidade do equipamento menor se comparado com as pistas separadas.

Pistas focais sobrepostas.




Dissipao de calor Os nodos rotatrios, apesar de serem construdos justamente para aliviar a carga trmica durante a execuo de um exame, devem ser preparados para suportarem condies extremas. Um problema muito como a paralisao do motor que gira o nodo. Neste caso, o feixe de eltrons ir colidir sempre com a mesma rea, sobre-aquecendo a pista andica, ocasionando bolhas e fissuras. Na figura 2.18 podemos notar os dois defeitos na mesma pea.

Detalhe de uma pista andica trincada por excesso de calor.

CABEOTE O cabeote, no equipamento radiogrfico, tem por funo conter o leo refrigerante onde est imersa a ampola. Alm disso, serve de barreira para a radiao emitida pela ampola, s permitindo que aqueles ftons que saem pela janela da ampola continuem seu caminho em direo ao paciente. A radiao que ainda assim sai do cabeote conhecida como radiao de fuga, e aquela que se dirige ao paciente, radiao ou feixe til.

Radiaes de fuga e a contida pelo cabeote.




Segundo a legislao, obrigatrio ser assinalado na parte externa frontal do cabeote onde est situado o nodo e onde est o ponto focal. Estas marcas so necessrias para que o tcnico possa realizar os exames com absoluta certeza sobre a distncia foco-paciente-filme e melhor aproveitando o efeito andico,visto em detalhes quando falarmos em imagem radiogrfica.

Cabeote: (a) preso a estativa; (b) vista frontal.

A lei tambm exige que todo equipamento deve possuir, junto ao cabeote, caixa de colimao para limitao de campo com localizao luminosa, alm de encaixe para a colocao de cones, diafragmas e filtros. Porm ainda comum encontrar-se em vrios hospitais e clnicas aparelhos muito antigos que no cumprem estas normas. Principalmente aparelhos mveis que no possuem nenhum dispositivo de colimao do feixe, ou mesmo orientao visual para que se tenha a certeza do campo a ser irradiado. Dissipao do calor gerado Como sabemos, os eltrons acelerados pela diferena de potencial entre nodo e ctodo se chocam com o alvo de metal pesado, desencadeando o processo de emisso de radiao X. Ocorre que o rendimento do processo de gerao da radiao realmente til para diagnstico, representa apenas 1% da energia envolvida no processo. O restante da energia dissipado em forma de calor. Por isso, alm da escolha de materiais com boa capacidade de dissipao trmica, faz-se necessrio, ainda, a utilizao de um leo especial que envolve a ampola, cuja finalidade a de dissipar o calor ali gerado. Nos equipamentos radiogrficos convencionais o leo fica hermeticamente contido no cabeote, no necessitando ter qualquer manuteno. No caso de equipamentos tomogrficos ou de fluoroscopia, por Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


exemplo, o funcionamento constante por longos perodos de tempo gera temperaturas mais altas e por mais tempo. Nestas situaes, alm do leo que envolve a ampola h a necessidade de se retirar o calor atravs de um sistema de arrefecimento. O prprio leo pode ser bombeado para que passe por um radiador ou ento o cabeote refrigerado a gua. EXERCCIOS 1. Descreva como o equipamento de raios X faz para produzir o feixe de ftons. 2. Cite todas as partes que compem um cabeote de raios X. 3. Quantos eletrodos possui uma ampola? Explique. 4. Por que a ampola possui uma janela? 5. O que acontece se a ampola no possuir janela? 6. Corrente no filamento e corrente no tubo so a mesma coisa? Explique. 7. Para que serve o colimador do foco? 8. Qual a razo da ampola trabalhar com tenses de 100 mil Volts? 9. Quais os tipos de nodos existentes? 10. O que foco andico? 11. Por que o foco inclinado? 12. O que pista andica ou pista focal? 13. Por que se usa o tungstnio como alvo? 14. O que foco real e foco efetivo? 15. Explique o que foco fino e foco grosso. 16. Por que e quando se utiliza o nodo giratrio? 17. Qual o gs que se encontra dentro da ampola? 18. Qual o papel do motor dentro da ampola? 19. Explique o grfico da figura 2.12. 20. Como ocorre a produo e a transferncia de calor na ampola.




SISTEMA ELTRICO SISTEMA BSICO Evoluo O item que talvez tenha mais evoludo desde a manufatura dos primeiros equipamentos radiogrficos at os modernos equipamentos telecomandados da atualidade realmente foi o sistema eltrico de alimentao da ampola e o sistema de autocontrole de tenso, corrente e tempo. Nos primrdios do diagnstico mdico por imagem, o equipamento radiogrfico era constitudo unicamente da ampola de raios X, e seu suporte, e do gerador de alta tenso. O controle de tempo era realizado pelo prprio mdico ou operador que desligava o gerador de alta tenso quando julgava ter atingido o tempo ideal, s vezes controlado por um relgio de pulso. Com o advento das vlvulas em 1920 e dos transistores em 1950, os equipamentos puderam ser aperfeioados com a incluso de temporizadores automticos e controles precisos de tenso e corrente. Em seguida, os sistemas totalmente mecnicos, foram substitudos por chaves eletromecnicas e as tenses deixaram de ser alteradas unicamente por transformadores. Depois, a tenso estabelecida na ampola foi alterada de monofsica para trifsica, e, mais recentemente, gerada atravs de pulsos de alta freqncia. Controles microprocessados de ajuste automtico de tenso, corrente e tempo foram anexados as mesas de comando com a revoluo do computador a partir da dcada de 80. Esquema Eltrico Simplificado A figura 3.1 apresenta um esquema eltrico bem simples de como poderia funcionar o controle de tenso e corrente de uma ampola de raios X. Inicialmente, notamos o transformador de entrada que tem por funo elevar a tenso da rede eltrica hospitalar de 127 ou 220 volts para 1.000 a 2.000 volts. O primeiro ajuste que se pode fazer quanto ao real valor da tenso eltrica disponvel para o aparelho. comum que a tenso no hospital varia de 230 volts at menos de 200 volts, principalmente no final da tarde quando vrios equipamentos esto em funcionamento e as luzes so ligadas por causa do anoitecer. Como a qualidade da imagem est diretamente ligada a tcnica utilizada, importante termos a certeza de que o valor ajustado na mesa de comando ser efetivamente aplicado na ampola. Para isso, h um monitor de linha (voltmetro) que nos informa a tenso real disponibilizada ao aparelho. Caso a tenso no seja exatamente 220 V, por exemplo, a correo feita atravs do boto de COMPENSAO DE LINHA.




Assim, se for assegurado que o primrio do transformador recebe exatamente a tenso para que foi construdo (127 ou 220 V, por exemplo), a tcnica escolhida na mesa de comando, no que diz respeito a tenso kV, ser a que realmente estar presente na ampola.

Figura 3.1. Esquema eltrico simplificado de um equipamento radiogrfico de meia onda.

Para ajuste do kV na ampola, possumos dois botes, um seletor grosso e outro seletor fino. Como apresentado no esquema eltrico, o seletor grosso tem por funo permitir uma variao da ordem de dezenas de kV, atravs de grandes deslocamentos do tap superior do enrolamento secundrio do transformador. Com o seletor fino, o deslocamento no tap do secundrio do transformador muito menor, permitindo ajustes das unidades de kV na tcnica escolhida. Assim, com dois seletores, torna-se mais rpido e preciso a alterao dos valores de tenso na ampola. Uma vez ajustada a tenso, o esquema nos mostra que h um circuito de tempo responsvel pela real aplicao da alta diferena de potencial entre nodo e ctodo. O temporizador propositadamente localizado aps a seleo de tenso para que se tenha a certeza de que a radiao ser gerada apenas durante o tempo pr-estabelecido, nem mais nem menos. Assim, uma vez findo o tempo programado, o circuito ir cortar a tenso e a ampola no produzir mais radiao X. O transformador de alta tenso, o segundo existente no nosso esquema eltrico o verdadeiro gerador da grande diferena de potencial na ampola. Enquanto que normalmente o transformador de entrada se encontra na prpria mesa de comando, o transformador de alta tenso muitas vezes, principalmente nos equipamentos mais antigos, era colocado parte da mesa de comando e do pedestal de suporte do cabeote. A relao de transformao fixa, da ordem de 1:1000, pois a regulagem do kV j foi realizada no transformador primrio. Nos primeiros aparelhos construdos no tempo da 2a Guerra Mundial, o transformador de alta tenso era includo no prprio cabeote. Atualmente, isto Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


encontrado em alguns aparelhos mveis e portteis. Porm, est em desuso, pois o cabeote torna-se muito pesado. Aps o transformador de alta tenso colocado um SISTEMA DE RETIFICAO de tenso. A retificao necessria, pois a tenso alternada no til para atrair os eltrons, que possuem carga negativa e s se deslocam em direo a tenses positivas. A retificao, ento, garantir que a tenso do nodo ser sempre positiva em relao ao ctodo.

Figura 3.2. Grfico da forma de onda alternada e aps a retificao.

Por fim, em muitos aparelhos, principalmente nos mais antigos, estava disponvel para o tcnico junto mesa de comando, um ampermetro. Este ampermetro tem por funo medir a corrente eltrica que circula entre nodo e ctodo e serve para confrontar com o valor ajustado pelo tcnico para o mA. Nos aparelhos modernos este medidor foi suprimido por que os tempos de funcionamento da ampola so to curtos que quase impossvel acompanhar o movimento do ponteiro do ampermetro e conseguir se fazer uma leitura confivel. Para a regulagem e controle do filamento, o circuito eltrico possui dois seletores e um transformador de corrente. O primeiro seletor controla a corrente que ir circular no filamento atravs do controle da corrente no primrio do transformador, j que a tenso aplicada sempre a mesma. A corrente escolhida mediante a seleo de um resistor apropriado que, a partir da tenso fixa aplicada, ir resultar numa corrente proporcional. No secundrio do transformador, a corrente amplificada ento aplicada diretamente ao filamento do ctodo. Pode parecer estranho controlar a corrente do filamento ao invs da corrente da ampola, porm esta a nica maneira, j que no h controle sobre os eltrons que so produzidos pelo efeito termo-inico. No entanto, h uma relao direta entre corrente aplicada no filamento e corrente resultante no tubo entre nodo e ctodo. O segundo seletor de corrente serve para realizar-se a escolha entre o foco fino e o foco grosso. A opo apresentada a de um transformador onde se escolhe o enrolamento primrio que receber a tenso e por conseguinte, estar se escolhendo o filamento a ser utilizado. Deve-se sempre lembrar que a corrente que passa na ampola apenas uma frao da corrente que passa no filamento, porm, so diretamente proporcionais entre si. Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


SISTEMA RETIFICADO O sistema eltrico apresentado anteriormente conhecido como monofsico de meia onda. Monofsico porque utiliza apenas uma onda senoidal e meia onda, porque aproveita apenas a parte positiva desta onda. Este sistema h muito foi abandonado pela indstria pois desperdia a metade da energia disponvel ao aproveitar apenas a metade da tenso, ou seja, apenas a parte positiva. O sistema monofsico atualmente utilizado o de onda completa, que aproveita toda a onda senoidal. Este aproveitamento total se d pela transformao da parte negativa da onda senoidal em tenso positiva. A figura 3.3 indica as formas de tenso alternada e a retificada completa. Para que se possa realizar esta transformao, h a necessidade de utilizar um circuito retificador de meia ponte ou ponte completa. A figura 3.4 apresenta a alterao na sada do transformador de alta tenso necessria para a introduo do circuito retificador de meia ponte.

Figura 3.3. Grfico da forma de onda alternada e aps a retificao completa.

Figura 3.4. Circuito eltrico da ampola alimentada por gerador monofsico de onda completa.

Comparando-se as curvas de tenso retificada dos dois circuitos, percebe-se a ntida melhoria na qualidade da onda. Nos circuitos de meia Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


onda, a tenso entregue a ampola permanece metade do tempo nula, sem qualquer contribuio para a gerao de ftons. Na outra metade do tempo, a tenso varia de zero at seu valor mximo, o que provoca a gerao de um feixe de ftons tambm varivel. Na realidade, os eltrons s comeam a ser arrancados do filamento quando a diferena de tenso entre ctodo e nodo est acima de 20 kV. E a corrente entre os eletrodos torna-se efetiva e capaz de produzir um feixe de ftons de qualidade acima de 40 kV ou 50 kV. Logo, na maior parte do tempo em que aplicada a diferena de tenso na ampola, no h a produo de radiao suficiente para a realizao da imagem. A figura 3.5 mostra esta situao para o caso do retificador de onda completa onde o feixe de radiao s eficiente em torno de um tero do tempo. Esta condio deve ser levada em considerao quando estamos escolhendo a tcnica em aparelhos distintos. Como no equipamento com retificador de meia onda s temos tenso metade do tempo total, o tempo a ser escolhido deve ser o dobro do tempo utilizado para um aparelho que utiliza retificador de onda completa. Se comparados a circuitos que mantenham a tenso constante o tempo todo entre os eletrodos da ampola, este tempo (dos circuitos monofsicos de onda completa) deveria ser 3 vezes maior.

Figura 3.5. Relao entre a diferena de potencial nodo-ctodo e a produo de ftons.

Hoje em dia, os geradores de alta tenso monofsicos s so utilizados em equipamentos mveis e portteis por causa da facilidade em lig-los em tomadas simples de parede, que so monofsicas. SISTEMA TRIFSICO Sempre buscando proporcionar uma alta tenso o mais constante possvel para a ampola, o gerador de alta tenso sempre foi um item em constante desenvolvimento. A rede eltrica de uma cidade distribuda em trs ondas senoidais de tenso, defasadas de 120o uma da outra. Para ondas de 60 Hz, significa que cada onda est atrasada em 5,55 ms em relao outra. Um Hospital, por utilizar muita energia, recebe da companhia de distribuio a tenso atravs de trs fases. Assim, fcil construir-se aparelhos que se Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


beneficiem desta condio, e por isso, todos os aparelhos de grande porte de um hospital so trifsicos. A maior vantagem dos equipamentos trifsicos, aqueles que utilizam as trs fases, que a corrente eltrica, e o consumo de energia, distribuda nas trs fases, o que resulta em equipamentos menores, com fios mais finos, e que aproveitam melhor a energia total recebida. No caso dos sistemas retificadores trifsicos, a tenso nunca chega a atingir zero volts, como ocorre nos sistemas monofsicos. A figura 3.6 mostra o resultado final da retificao individual de cada fase.

Figura 3.6. Tenso trifsica retificada - 6 pulsos.

Existem dois tipos de retificadores trifsicos: de 6 pulsos e de 12 pulsos. O primeiro mais simples, porm a tenso resultante apresenta uma variao de 13% entre o valor mximo e mnimo. O segundo, mais complexo de ser construdo, pois necessita de dois transformadores para que se consiga as tenses hexafsicas, que so defasadas de 60% entre si. Porm, h a vantagem da tenso de sada apresentar apenas uma variao em torno de 4% do valor mximo. Atualmente, a maioria dos equipamentos fixos construda utilizando geradores trifsicos de alta tenso.

Figura 3.7. Tenso trifsica dupla, ou hexafsica, retificada - 12 pulsos.

SISTEMA DE ALTA FREQNCIA O gerador de tenso de alta freqncia para ampola o dispositivo mais moderno disponvel e utiliza um complexo sistema de transformao da tenso alternada em tenso praticamente contnua. Este tipo de gerador retifica a onda Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


senoidal disponvel, monofsica ou trifsica de 60 Hz, em tenso quase contnua, porm de baixo valor, em torno de 300 V. Depois, esta tenso contnua transformada em tenso alternada novamente, porm com uma freqncia muito alta, mais de 10 000 Hz. Esta tenso alternada de alta freqncia ento aplicada num transformador que ir elev-la para os milhares de volts aplicados ampola. Porm, deve ser novamente retificada, pois a ampola s funciona com tenso contnua. Esta ltima retificao no difere das utilizadas nos sistemas monofsico ou trifsico, porm, como a freqncia de oscilao da tenso muito maior, a variao da tenso mxima retificada quase nula. Pode-se, ento, considerar a tenso constante dentro da ampola, o que conseqentemente, ir provocar um feixe de radiao tambm constante ao longo do tempo de exposio. A variao obtida com estes sistemas menor do que 1%, o que representa menos de 1 kV numa tcnica de 100 kV, por exemplo. Outra vantagem dos sistemas de alta freqncia que alm da tenso constante, tambm se consegue manter a corrente constante na ampola. Isto possvel por que o sistema de alta freqncia todo automtico e seu controle de tenso tambm pode ser ajustado para controlar a corrente. Assim, se durante os poucos microsegundos que a ampola fica ligada produzindo a radiao, a tenso ou corrente sarem do valor escolhido pelo tcnico, o sistema automtico ir corrigi-los. Logo, a tcnica escolhida ser plenamente atingida, o que garante mais qualidade e alta repetibilidade aos exames. Alguns fabricantes desenvolveram geradores de alta freqncia que podem ser acoplados a equipamentos antigos. Composto do sistema de gerao de tenso e da mesa de controle, donos de clinicas e hospitais podem adaptar este novo sistema aos seus aparelhos radiogrficos antigos. Se comparado ao equipamento antigo, o novo sistema permitir uma melhoria na qualidade de imagem e diminuio no tempo de exposio, implicando numa ampliao da vida til da ampola existente. uma forma de se recondicionar aparelhos antigos, que poderiam estar desativados, e coloc-los na ativa novamente. O ao utilizado para a manufatura da mesa, pedestal, cabeote, etc, no desgasta, e representa uma boa parte do custo final do equipamento. A prpria ampola no precisa ser trocada. Assim, a substituio do gerador, numa anlise global, uma boa opo para melhoria da qualidade do servio radiolgico.




Figura 3.8. Esquema eltrico simplificado de um gerador de tenso de alta freqncia.

SISTEMA CAPACITIVO Os equipamentos mveis e portteis so os que mais se utilizam do disparo de tenso por armazenamento capacitivo. Devido a necessidade de mobilidade e baixo peso, sem um grande compromisso com a qualidade e flexibilidade de exames, este sistema o mais indicado. Seu funcionamento muito semelhante ao do equipamento radiogrfico convencional ou fixo, com pequena alterao apenas no circuito de alta tenso.

Figura 3.9. Esquema eltrico simplificado de um sistema capacitivo.

O sistema eltrico capacitivo muito semelhante ao funcionamento de uma bateria de carro. Inclusive, algumas motocicletas j utilizaram o sistema capacitivo para partida eltrica. Assim como a bateria armazena energia para que o carro possa utiliz-la quando necessita dar partida no motor, o capacitor ir armazenar a energia necessria quando a ampola necessitar produzir a radiao. E para obter esta energia, a bateria precisa de um circuito eltrico que a fornea, no caso, o alternador e o regulador do carro. Para o sistema capacitivo, a energia retirada da instalao normal do hospital, em qualquer tomada de 127V ou 220V. A diferena entre utilizar armazenamento de energia atravs de um capacitor ou uma bateria est em dois pontos: A bateria perde energia mais devagar com o passar do tempo do que o capacitor; por isso utilizada em carros, que muitas vezes passam alguns dias parados; O capacitor tem capacidade de fornecer energia mais rapidamente que a bateria; que conveniente na produo do feixe de ftons, que dura apenas alguns poucos segundos. Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


Figura 3.10. Produo de ftons em relao ao tipo de gerador de alta tenso.

QUALIDADE DA RADIAO O desenvolvimento de vrios tipos de geradores de alta tenso tem dois objetivos bsicos: a questo eletro-eletrnica e a questo radiogrfica. Do ponto de vista eletro-eletrnico, sistemas de alta freqncia so mais confiveis e precisos na produo de uma tenso quase contnua. Tambm so mais fceis de controlar na questo do tempo de exposio e corrente que circula na ampola. Por outro lado, tambm ocupam menos espao e so mais fceis de fazer manuteno, alm de permitirem mais recursos e opes para o tcnico, inclusive exposio automtica. Do ponto de vista radiogrfico, a melhoria nos geradores trouxe tambm uma melhoria na qualidade do feixe de ftons produzidos. Como os geradores de alta freqncia mantm a tenso constante por mais tempo, so gerados mais ftons de alta energia do que no caso dos geradores trifsicos, e s vezes quase o dobro que um gerador monofsico.

Figura 3.11. Produo de ftons em relao ao tipo de gerador de alta tenso.

Esta melhoria da qualidade do feixe visto na figura 3.11, resulta num exame que pode ser executado de forma mais rpida e com menor dose para o paciente, j que so reduzidos, proporcionalmente, os ftons de baixa energia. Por outro lado, a repetibilidade da tcnica, ou seja, a dose e a tenso escolhidas na mesa de comando sero sempre corretamente executadas pelo aparelho a cada novo exame, diminuindo a necessidade de repetio do exame por causa do desgaste da ampola. Isto um fato corriqueiro em equipamentos mais antigos, com pouca manuteno, que seguidamente devem ter suas tcnicas revistas pois as antigas no funcionam mais. Como Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


dizem os tcnicos que j passaram por este problema, o aparelho cansou ou o aparelho est fraco.

EXERCCIOS 1. Por que deve existir a compensao de linha, manual ou automtica? 2. Qual a principal vantagem entre o sistema retificado trifsico em relao ao monofsico? 3. Como funciona o sistema capacitivo de alta tenso? 4. Como funciona o sistema de alta freqncia? 5. Por que devemos ajustar a tcnica quando trocamos de um equipamento que possui gerador de alta tenso de um tipo para outro com sistema de alta tenso? MESA DE EXAMES

Funo da Mesa A mesa de exames do equipamento radiogrfico importante para execuo dos exames por dois motivos: suportar e posicionar o paciente e sustentar o filme radiogrfico. Alm disso, ela feita de material que minimize a filtrao do feixe de ftons, a fim de evitar que a dose no paciente seja incrementada para obteno da mesma qualidade de imagem. Por questes de higienizao e desinfeco, a mesa deve possuir ou um lenol hospitalar ou um lenol tipo papel-toalha a ser trocado a cada novo exame. Eventualmente, o tcnico pode fazer a desinfeco a cada novo paciente utilizando-se das tcnicas tradicionais. A vantagem da utilizao de uma cobertura descartvel nos exames contrastados muito grande, pois absorve o contraste eventualmente disperso e evita que o mesmo se espalhe por falhas da mesa, ficando escondido sob o tampo ou outro local inacessvel, o que causaria artefatos no filme radiogrfico. TIPOS DE MESAS Cada fabricante constri sua prpria mesa de exames sendo, portanto, difcil sua classificao em grupos distintos, ou mesmo indicar todos os seus Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


acessrios e dispositivos. De uma forma geral, poderamos caracterizar os tipos de mesas segundo sua movimentao: mesas fixas: elas no se movimentam de forma alguma, o cabeote que se alinha com a anatomia em movimentos longitudinais e transversais; mesas com movimento transversal: h apenas o movimento na direo do tcnico, para frente e para trs, ao longo da largura da mesa, o posicionamento da anatomia em relao ao cabeote se d pelo movimento longitudinal da estativa (coluna) que sustenta o cabeote; mesas com movimento total: movimentam-se tanto longitudinalmente quanto lateralmente. Geralmente o cabeote e o porta-chassi so fixos; mesas com movimento vertical: a mesa gira no sentido horrio, at ficar de p, o que facilita a execuo de procedimentos com contrastes, principalmente exames de intestino e nefrologia. Importante lembrar que a movimentao da mesa e/ou do cabeote uma condio necessria do aparelho radiogrfico, pois isto evita que o paciente tenha que se deslocar ou mesmo ficar em posio incmoda para a realizao do exame. E aps a movimentao para ajuste do campo de irradiao com a anatomia desejada para exame, o tcnico deve lembrar-se de ajustar tambm o porta-chassi para que o mesmo tambm fique abaixo do campo de irradiao. So poucas as mesas que movimentam o porta-chassi sincronizadamente com o movimento do cabeote. MESA TELECOMANDADA Equipamentos fabricados atualmente podem contar com um recurso extra, que facilita a vida do tcnico e a qualidade do exame: a mesa telecomandada. Trata-se apenas de uma mesa com motores que a fazem mover em qualquer direo, controlada por comandos que esto posicionados junto prpria mesa ou junto mesa de controle. Nesta ltima opo, o tcnico no precisa se dirigir at a mesa de exames e reposicionar o tampo da mesa ou o paciente para enquadrar o campo de radiao com a anatomia de interesse. Basta acionar os comandos e, distncia, realizar a operao. Isto garante a qualidade e reduz o tempo do exame, pois evita o deslocamento repetido do tcnico entre mesa de comando e mesa de exame.




Normalmente a mesa telecomandada faz parte de um equipamento radiogrfico telecomandado, onde o reposicionamento do paciente acontece aps o tcnico visualizar rapidamente, atravs da fluoroscopia, a anatomia a ser irradiada. Caso a anatomia no esteja corretamente posicionada, o tcnico pode, a partir da mesa de controle, movimentar a mesa e/ou o cabeote e com isso corrigir o erro sem necessidade de se deslocar a te a mesa de exames. PORTA-CHASSI Uma das funes da mesa a de sustentar o chassi onde est acondicionado o filme. Isto importante para garantir o alinhamento entre foco, paciente e filme, garantindo que a anatomia a ser radiografada ser registrada nitidamente na imagem. As mesas apresentam ento, um dispositivo conhecido como porta-chassi ou gaveta do chassi. O porta-chassi possui dois dispositivos basculantes que tem por funo centrar transversalmente e segurar o chassi na posio adequada. Estes dispositivos so sincronizados, de forma que basta a movimentao de um deles (o que aparece quando a gaveta est aberta) para que outro tambm se movimente, garantindo assim que o chassi sempre estar no meio do porta-chassi. O tcnico deve apenas tomar o cuidado de central longitudinalmente o chassi para que fique posicionado corretamente em relao ao feixe de raios X. As figuras apresentam os dispositivos em posio totalmente aberta na figura (a) e fechado para um filme de 18 cm na figura (b). Alguns fabricantes apresentam a possibilidade de se ter portas-chassis eltricos, o que diminui a possibilidade de colocao fora de centro do chassi.

A figura ao lado nos mostra o portachassi eltrico, escondido pela frente onde esto os comandos da mesa e com aberto para a colocao do chassi.




MESA DE COMANDO Estrutura A mesa de comando a parte do equipamento que permite ao tcnico ter todo o controle da parte eltrica do exame radiogrfico a ser realizado. As mesas podem ser complexas, com vrias opes para a escolha dos parmetros, ou mais simples, onde tudo automtico e o tcnico escolhe apenas um parmetro da tcnica. Basicamente, as mesas podem ser divididas em 2 tipos: analgicas, com botes rotativos, chaves liga e desliga e mostradores de ponteiros; ou digitais, com botes de presso suave e mostradores digitais.

Comandos Interruptor ligado/desligado

Os controles de liga/desliga possuem comandos independentes.

Seletor de foco Quando ligado, imediatamente iluminada a mesa e feito um check-up nos circuitos do gerador, ao mesmo tempo em que o foco grosso do dispositivo ativado (permite maior carga em maior tempo. Se o operador desejar trabalhar com o foco fino, dever acionar o boto Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


correspondente, mostrado na figura ao lado. Seletores de KV, mA e tempo Dependendo do tipo de equipamento, podemos ter controles de funes mltiplas, como segue: trs comandos independentes; KV, mA, tempo; dois comandos, KV e mAs; um comando, KV; um cdigo de programao, para valores de tcnicas j memorizadas; botes de seleo de projees radiogrficas. Se a seleo feita independentemente entre mA e tempo, o operador precisa fazer clculos mentais, de maneira a adequar esses parmetros quando aplicar uma determinada dose no paciente. Normalmente, em equipamentos que proporcionam dois comandos (KV e mAs), o seletor permite variar a tenso de 1 em 1 KV, sendo que a seleo de corrente feita em passos de 30%. Em equipamentos digitais, a seleo de KV e mAs feita por meio de cdigos, dependendo do tipo de tcnica empregada. Tambm temos disponveis na mesa, o ampermetro e voltmetro, que medem a intensidade de corrente e tenso utilizadas em determinada tcnica.

REALIZAO DO EXAME Preparao do Exame A primeira coisa que o tcnico deve fazer, aps chamar o paciente e identificar o exame a ser realizado, posicionar o paciente. Se o exame for realizado na mesa, o tcnico coloca o chassi no porta-chassi, posiciona o paciente e ajusta o cabeote para que o feixe esteja alinhado com a anatomia a ser radiografada e o filme. Se precisar, ajusta a colimao para que apenas a anatomia seja abrangida pelo campo de irradiao. Se o exame for realizado no Bucky mural, ento o paciente fica de p, e aps colocar o filme no portachassi, o tcnico ajusta o cabeote, girando-o 90o. Em seguida, ajusta a colimao e se dirige para a mesa de comando. Preparao de Exposio O tcnico deve sempre usar a tcnica mais adequada na realizao do exame solicitado pelo medico. Isto implica em conhecer a altura e peso do paciente, a presena de algum implante ou sonda em seu corpo e o total conhecimento do aparelho, tela intensificadora e filme que se est utilizando no servio radiolgico. Uma vez determinada a melhor Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


tcnica para o exame, o operador deve selecionar na mesa de comando a tenso, corrente e tempo de exposio. Depois, deve selecionar a utilizao ou no de grade antidifusora, ou Bucky mural, se for o caso. Depois de conferir todos os parmetros, o tcnico est pronto para realizar o disparo. A legislao vigente no Brasil exige que o dispositivo de disparo seja construdo com um boto do tipo dois estgios. Esta obrigatoriedade vem em prol da segurana do paciente, do tcnico e do controle total que o tcnico deve ter sobre o equipamento. Alm do sistema de boto de dois estgios, exige-se que o disparador seja solto no equipamento mvel, com cabo de 2 metros, no mnimo. Em posio de preparao, estamos ativando o circuito de filamento, responsvel pelo controle da produo de eltrons no filamento, que se torna incandescente. Quando pressionamos o boto superior, estamos preparando o equipamento para o disparo, ou seja, comeamos a girar o rotor e, conseqentemente, o nodo. Poucos segundos depois (1 ou 2 segundos), o equipamento est pronto para o disparo, pois o nodo precisa adquirir uma velocidade mnima para isto poder acontecer. O disparo feito ao pressionarmos o boto totalmente, ou seja, ao acionar o segundo estgio. Exposio Na posio de exposio, o equipamento est com seus circuitos de temporizao e de alta tenso ativados. Aps decorrido o tempo prselecionado, os interruptores abrem os circuitos de alta tenso e temporizao. Qualquer tentativa de nova exposio (alivio do boto) antes de terminar o tempo pr-selecionado causa a interrupo da exposio. Normalmente, os tempos so curtos (milisegundos) e isto se torna difcil de ocorrer, porm pode ocorrer em situaes de grande tempo de exposio (caso de projeo lateral de coluna lombar em adulto obeso). Os circuitos de exposio e temporizao so independentes. O interruptor de exposio normalmente est colocado no primrio do transformador da alta tenso (interruptor primrio). Em alguns equipamentos projetados para exposies repetitivas em curto tempo (angiografia), ele est colocado no circuito de altatenso (interruptor secundrio). O temporizador composto por um circuito eletrnico, o que permite controlar o tempo de exposio de uma maneira bastante precisa.

PARMETROS DE EXPOSIO Existem alguns fatores que influem diretamente na intensidade do feixe de ftons produzidos, ou seja, na qualidade e quantidade desse feixe energtico. importante que o tcnico consiga associar os comandos da mesa com as variaes da tcnica radiolgica. A exposio do paciente ao feixe de raios X est condicionada, basicamente, a trs parmetros principais, que iro definir a qualidade do feixe, a saber:




Corrente (mA) Quando falamos em corrente eltrica influindo na intensidade de um feixe de radiao, estamos nos referindo ao nmero de eltrons que so produzidos no filamento e que sero acelerados em direo ao nodo. Logicamente, quanto maior for o nmero de eltrons disponveis no ctodo, maior ser o nmero de interaes que ocorrero no nodo e mais denso ser o feixe de ftons gerados.

Tenso (kV)

Quando estudamos eletricidade, analisamos, entre outros assuntos, o conceito de diferena de potencial eltrico (tenso). O que acontece quando aplicamos uma grande tenso a uma ampola que estamos aumentando a energia dos eltrons gerados no filamento do ctodo. Dessa forma, esses eltrons, ao chegarem ao nodo, estaro com energia cintica suficiente para interagirem com os tomos do metal alvo e, atravs dos processos de interao, produzirem radiao cujos ftons possuem energias desde poucos KeV at energias do nvel daquelas dos eltrons incidentes. Da tenso aplicada, depende a mxima energia dos ftons gerados. Da mesma forma, atravs da tenso estamos alterando indiretamente o nmero de ftons gerados, por que sendo mais energticos, os eltrons podem interagir com um maior nmero de tomos. Resumindo, o controle de kV afeta: a energia cintica (velocidade) dos eltrons produzidos pelo filamento; o tipo de raio gerado (raios mais ou menos penetrantes), dependendo se o valor alto ou baixo; a seleo da radiao de baixa ou alta energia (poder de penetrao). Tempo de Exposio (s) O circuito que controla o tempo de exposio eletrnico e permite a seleo de tempos da ordem de milisegundos com extensa faixa de variao. Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


O filamento muitas vezes fica ligado o tempo todo, praquecido. O nodo giratrio ativado alguns segundos antes da exposio. A radiao s ocorre mesmo durante o tempo em que a ampola est sob a ao de dezenas de quilovolts. E este tempo controlado com preciso pelo circuito temporizador. O aumento do tempo de exposio implica num aumento do tempo de radiao, o que produzir imagens mais escuras. A diminuio do tempo acarreta em imagens mais claras.

DOSE DE RADIAO A dose de radiao determinada pelo produto da corrente pelo tempo e oferece muitas possibilidades, mediante a variao de mA e s. Exemplo: Considere que numa determinada tcnica temos mAs = 200. Poderamos obter os mesmos 200 mAs, ou seja, sem alterar a dose no paciente, a partir da variao dos parmetros relativos corrente e ao tempo, de forma que o produto mAs permanea constante, conforme mostra a tabela abaixo.

O exemplo a seguir mostra como podemos eliminar o efeito produzido pelo movimento do paciente durante a exposio. Isto pode ocorrer, por exemplo, em exames feitos em crianas. Logicamente, isto pode ser obtido com a reduo do tempo, como mostra a soluo do problema proposto. Exemplo: Um exame selecionado para 70 kV, 100 mA e 0,12 s produz uma imagem borrada por movimento. Devemos reduzir o tempo de exposio para 0,004 s, qual o mA que mantm a dose no paciente? Soluo: Como o produto mAs deve ser mantido constante, temos que calcular o novo valor de corrente que compense a reduo do tempo. Para isto, temos: 100 mA x 0,12 s = 12 mAs O produto 12 mAs constante. Portanto, a corrente a incgnita a ser calculada da seguinte forma: I x 0,04 s = 12mAs logo, I = 0,012 / 0,04 = 0,3 A = 300 Ma Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


SMBOLOS UTILIZADOS EM EQUIPAMENTOS RADIOLGICOS




FILTRAO E LIMITAO DO FEIXE JUSTIFICATIVA A radiao X tem uma caracterstica muito perigosa: a capacidade de ionizar tomos. Por isso, a produo e o manejo do feixe de ftons devem ser realizados com muita cautela. Para a produo, o tcnico conta com o controle do tempo de exposio (ms) e a quantidade de ftons (mA). Com relao energia ou poder de penetrao da radiao, o tcnico controla apenas a energia mxima que os ftons do feixe podem atingir. Ocorre, ento, que o feixe possuir ftons de todas as energias possveis, entre zero e a tenso mxima aplicada ampola. Como se sabe, ftons de baixa energia sero espalhados ou absorvidos pelo paciente, pouco ou nada contribuindo para a imagem radiogrfica. Assim, seria interessante que o paciente sofresse a ao apenas de ftons de mdia e alta energia. Isto implicaria numa imagem de melhor qualidade e numa menor dose no paciente. Como no h forma de gerar apenas os ftons com a energia que se deseja, a soluo a utilizao de filtros mecnicos (placas metlicas) colocados no caminho do feixe. A esse processo de seleo ou separao dos ftons dado o nome de FILTRAO.




A necessidade de LIMITAO da radiao gerada no nodo se justifica por duas situaes: proteo do paciente e do tcnico e diminuio de dose no paciente, com melhoria da qualidade da imagem. Primeiro, deve-se lembrar que a produo dos ftons no nodo omnidirecional. Ou seja, a partir do foco andico so gerados ftons que se distribuem em todas as direes. Desta forma, se a ampola no fosse envolvida pelo cabeote, a radiao seria emitida para todo o corpo do paciente e o tcnico tambm estaria exposto constantemente aos riscos da radiao. Logo, percebe-se a importncia de limitar-se o feixe apenas regio da janela, e direcionado a anatomia que se quer radiografar. Em segundo lugar, deve-se limitar o feixe de radiao X apenas ao tamanho exato (conhecido por CAMPO) da anatomia que se deseja examinar. Isto impedir que o paciente receba dose a mais do que o necessrio e em partes que no esto sob exame. Outro motivo de limitao a reduo da radiao espalhada e conseqente diminuio do borramento da imagem, j que a rea irradia menor. Observando sempre estas duas condies antes da realizao de cada exame, o tcnico obter a melhor imagem radiogrfica possvel com a menor dose no paciente e em si prprio, evitando, inclusive, a possibilidade de repetio do exame.

FILTRAO Atenuao do feixe O conceito de atenuao est vinculado reduo de intensidade do feixe de ftons, conforme este atravessa a matria. Essa atenuao provocada pela absoro da radiao pelo meio ou por disperso do feixe. Sabemos que um feixe de raios X composto por ftons de diferentes energias. Dependendo de suas energias, esses ftons sero mais ou menos absorvidos (eliminados) pelas diferentes estruturas atravessadas por eles. Os ftons de baixa energia vo ficando pelo caminho, sobrando, ento, os mais energticos. Isto provoca que a energia mdia do feixe (soma da energia disponvel dividida pelo nmero de ftons) acabe aumentando. Conseqentemente, torna o feixe mais penetrante. A figura acima apresenta o que ocorre com a energia mdia e a absoro de um feixe, medida que este atravessa tecidos moles do organismo. No exemplo apresentado acima, podemos imaginar que o feixe de ftons foi gerado com a aplicao de 100 kV na ampola. Neste caso, como uma boa




parte dos ftons possuem em torno de um tero da energia mxima, podemos avaliar que a energia mdia do feixe est perto de 40 keV. Vamos imaginar que tenham sido gerados 1 000 desses ftons. Conforme a Figura acima, verificamos que, no primeiro centmetro, o nmero de ftons foi reduzido em 35%. No segundo centmetro, h a reduo de mais 28% sobre o nmero de ftons restantes. E, finalmente, no terceiro centmetro, mais 22% de ftons so absorvidos pelo tecido. Ou seja, a atenuao diminui conforme o feixe penetra nos tecidos. Isto acontece porque, ao mesmo tempo em que ocorre a atenuao, a energia mdia do feixe aumenta de 45 keV para 66 keV. Com mais energia, os ftons tm menor comprimento de onda e menor chance de interagir com a matria, o que resulta numa menor taxa de absoro ou atenuao. Curva de atenuao

A curva de atenuao de um feixe uma forma de visualizao da atenuao de um determinado feixe em funo da distncia percorrida num determinado meio. Ela obtida pelo registro do nmero de ftons, e a medio de suas energias respectivas, a cada centmetro atravessado pela radiao. A curva do grfico mostra que a maior taxa de atenuao ocorre nos primeiros centmetros atravessados. Como foi referido acima, em um feixe de raios X, os ftons possuem as mais diferentes energias. Aqueles ftons que possuem mais energia so os que, na maioria dos casos, produziro um efeito til na formao da imagem radiolgica. Alguns desses ftons sero absorvidos e outros atravessaro o organismo, sensibilizando o filme de diferentes maneiras e mostrando tonalidades de cinza, desde o branco at o preto, de acordo com o tipo de estrutura irradiada. Podemos definir filtrao de um feixe como sendo uma maneira de aumentar a proporo de ftons mais energticos e diminuir o nmero de ftons de baixa energia que, como se sabe, servem para aumentar a dose no paciente. Existem dois tipos de filtrao: inerente e adicional. A soma de ambas chamada de filtrao total.




Filtrao Inerente um tipo de filtrao que ocorre naturalmente desde o ponto onde h a produo do feixe, junto ao nodo. Sabe-se que o prprio anodo absorve parte dos ftons que so gerados, inclusive sendo a causa do aquecimento. Depois, o vidro que compe a janela da ampola, o leo que serve como dissipador de calor produzem mais filtrao no feixe. O prprio ctodo pode refletir alguns ftons, principalmente os mais energticos, absorvendo os de baixa energia. A curva de atenuao do conjunto vidro-leo e demais componentes depende do processo de construo e dos materiais utilizados. Para medirmos a filtrao inerente, consideramos o equivalente de alumnio que produziria o mesmo grau de filtrao. Ela deve variar entre 0,5 e 1,0 mmAl. Filtrao Adicional Como o nome sugere, a filtrao adicional depende da tcnica empregada, ou seja, da tenso aplicada ao tubo. Trata-se de uma placa metlica de material adequado ao exame, normalmente o alumnio (Al) ou chumbo (Pb), que interposta entre o feixe e a anatomia a ser radiografada. No caso do alumnio, que possui massa atmica 27, ele consegue barrar apenas ftons de baixa energia. Para o chumbo, massa atmica 207, apenas os ftons de alta energia passam. A espessura da placa de alumnio deve ser de, no mnimo, 1,5 mm. Em muitos casos, quando a filtrao inerente no for equivalente a 2,5 mmAl, a legislao obriga o fabricante a inserir junto janela da ampola ou por dentro do cabeote, diretamente abaixo da janela, placas metlicas que provoquem a atenuao do feixe at o equivalente a 2,5 mmAl. Assim, garantese que qualquer exame executado pelo tcnico ter a dose diminuda por esta atenuao forada. Filtrao Total A filtrao total a soma das duas anteriores e deve ter um valor mnimo de 2,5 mm de alumnio. Depois do processo de filtrao, o feixe de radiao se modifica, assumindo uma energia mdia maior, pela eliminao dos ftons de baixa energia (entre 10 e 25 keV). A esse processo d-se o nome de endurecimento do Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


feixe, pelo aumento da sua energia mdia, mas sem alterar sua energia mxima, como mostra a figura, que considera um feixe cuja energia mxima de 100 keV. A curva pontilhada representa o feixe sem filtrao e a curva cheia o mesmo feixe depois da filtrao.

CAMADA SEMI-REDUTORA

A camada semi-redutora, tambm conhecida como camada de meio valor, a espessura de um material que atenua o feixe em 50% de seu valor original. Cada material tem o seu poder de atenuao do feixe. O chumbo atenua um feixe de 125 KV, desde que tenha uma espessura de 0,25 mm. Logo, a CSR para 125 KV de 0,25 mm de chumbo. A figura 4.5 mostra como o organismo atua na filtrao de um feixe. Uma forma de se determinar experimentalmente qual o valor da CSR necessria para um determinado equipamento e tcnica atravs da realizao de medidas com um detector de radiao e lminas de alumnio de vrias espessuras. Acompanhando as medidas pela tabela abaixo, podemos verificar que inicialmente, sem nenhum obstculo, foi medida uma exposio de 95 mR. Ao colocarmos uma lmina de alumnio de 0,5 mm de espessura na frente do medidor de radiao, a exposio caiu para 80 mR. Utilizando uma lmina de 1,0 mm, a exposio foi de 69 mR. Assim, quanto maior a espessura da lmina de alumnio, menor a radiao que incidia sobre o aparelho de radiometria. Por fim, analisando os dados, podemos verificar que se colocssemos uma lmina de exatos 2,17 mm de espessura, a radiao inicial de 96 mR cairia para a metade, 48 mR. Logo, a CSR deste aparelho e tcnica (principalmente o kV) de 2,17 mmAl.




LIMITAO

Quando executamos um exame de raios X, necessitamos centralizar (focalizar) o feixe sobre uma determinada rea de interesse, para no expor o paciente a uma dose demasiada de radiao e sem proveito para o diagnstico. Com esse objetivo, o equipamento dispe de alguns dispositivos que possuem essa funo: so conhecidos como limitadores do feixe. Eles visam diminuir a dose no paciente e eliminar tanto quanto possvel a radiao secundria, melhorando com isso a qualidade da imagem. Existem trs tipos bsicos de limitadores: diafragmas, cones e colimadores.

Diafragmas Os diafragmas so limitadores de feixe simples, constitudos de uma placa metlica, em geral chumbo ou alumnio, com um furo no centro, postos frente da janela da ampola por onde saem os ftons. A eles se podem adicionar cones ou cilindros de chumbo, tornando o feixe circular, para irradiar pequenas regies. Os furos no necessariamente precisam ser redondos (embora os mais comuns), podendo ser feitos recorte quadrados, elpticos, meio crculo, etc. Seu manuseio mais crtico por que pode provocar folgas, quando ancorados (associados) no cabeote. A sua utilizao mais acentuada na mamografia, principalmente para delimitao de reas expostas, j que o mamgrafo no possui caixa de colimao. Cones e Cilindros Outro tipo de limitador de feixe muito utilizado pelo tcnico o cilindro de alumnio. s vezes, em forma de cone, o cilindro tem funo de reduzir drasticamente a rea irradiada sobre o paciente. Este dispositivo diminui a dose no paciente e reduz muito a radiao espalhada, o que resulta numa imagem radiogrfica mais Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


ntida. Em equipamentos mamogrficos, o cone sempre utilizado, reduzindo a dose na regio torcica da paciente. Os cones tambm representam uma proteo adicional para o tcnico ou pessoa que tenha que ficar prxima do paciente durante a realizao do exame.

Colimadores o tipo de limitador de feixe mais usado e so feitos de placas de chumbo que se posicionam de forma a que possuam um movimento horizontal, conforme mostra a figura abaixo. Possui algumas vantagens em relao aos referidos anteriormente: permitem regulagem do tamanho e forma do campo (quadrada ou retangular); com o auxlio de um feixe luminoso possvel visualizar a configurao do campo. Essas lminas so duplas, conforme mostra o desenho abaixo, para evitar o que se chama de efeito penumbra, que consiste de um irradiao fora dos limites do campo, devido passagens dos raios no perpendiculares ao plano de incidncia do feixe primrio.

O campo a ser irradiado limitado por um feixe de luz que coincide com a rea de abrangncia do mesmo. Isto se obtm com a colocao de um espelho prximo sada do feixe, associado a uma lmpada. Como o espelho transparente ao feixe de radiao, no obstrui sua passagem.




Acoplado ao sistema de colimao existe uma fina lmina plstica transparente em cujo centro est desenhada uma pequena cruz, que identifica o local de incidncia do raio central. Existem equipamentos telecomandados onde o sistema de colimao automtico, movido por motores que movimentam as placas de acordo com o chassi utilizado, evitando que o campo ultrapasse o tamanho do chassi protegendo o paciente (e o tcnico) de irradiao desnecessria.

TCNICA, DOSE E IMAGEM Quando o tcnico radiologista utiliza algum tipo de filtrao ou limitao do feixe, deve ter em mente que a tcnica a ser utilizada e a imagem resultante sero diferentes. No caso da filtrao, a imagem se torna mais contrastada e mais clara. Logo, h a necessidade de se aumentar a dose no paciente (mAs), seja pelo aumento do tempo ou da corrente na ampola. Se o tcnico optar por colimar o feixe, deve esperar que a imagem fique mais contrastada, j que haver menos radiao secundria, e conseqentemente, menos borramento. De uma forma geral, o tom da imagem se altera pouco, tornado-a mais clara e com menos tons intermedirios de cinza. GRADE ANTIDIFUSORA HISTRICO

Embora os diafragmas e cones reduzam a radiao espalhada ou secundria pelo bloqueio da maior parte dos ftons oriundos da ampola de raios X pela diminuio da rea irradiada e pela compresso dos tecidos, estes dispositivos no tm efeito sobre a radiao espalhada pela prpria anatomia irradiada. Esta radiao, quando em excesso, provoca perda de nitidez na imagem, pois o filme fica sensibilizado em regies onde no deveria. Logo, toda a imagem possui um borramento natural devido a esta radiao secundria. Este borramento foi primeiro evidenciado por Arthur Wright, que em Fevereiro de 1986 utilizou uma lmina espessa de madeira entre o paciente e o Professor. : Ricardo Pereira e-mail. : [email protected]


filme radiogrfico e concluiu que a perda de nitidez da imagem era devido a presena da pea de madeira. O suo Otto Pasche talvez tenha sido o primeiro, em 1903, a sugerir a criao de um dispositivo a ser colocado entre o paciente e o detector radiogrfico, como forma de bloquear a radiao secu

apostila de equipamentos radiogrÁficos

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