componentes do tubo de raios x - fisica da radiologia
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CÁTODO
• Lado negativo do tubo de raios x.
• Produz uma nuvem termiônica, que éconduzida por uma alta tensão (kV) através do espaço entre o cátodo e o ânodo.
• Por sua vez os elétrons que chegam no ânodo atingem o alvo (ponto focal) por onde, posteriormente, ocorrerá a geração de fótons.
CÁTODO
• O cátodo é composto geralmente por dois filamentos.
• O filamento é feito de um fino cabo Tungstênio onde:
i. Filamento menor (foco fino): 1 a 2 mm
ii.Filamento maior (foco grosso): 7 a 15 mm
• Tungstênio é o material escolhido devido ao alto ponto de fusão (3370 °C) e por razão da dificuldade de vaporizar.
• O filamento pode ser feito ainda de Rhenium (3170°C) e Molibdênio (2620°C)
• O alto ponto de fusão faz com que o filamento suporte altas temperaturas.
CÁTODO
• A vaporização produz partículas que quando depositadas nas superfícies internas do tubo reduzem o vácuo e a qualidade do feixe de radiação incidente.
• As partículas de Tungstênio são depositadas sobre a janela do tubo, de forma a atenuar fótons de baixa energia que contribuem para o contraste de uma imagem radiográfica.
• A atenuação causa um incremento na filtração do feixe primário de radiação reduzindo a eficiência do tubo.
• A maior falha do tubo se deve a redução de espessura no filamento após longos períodos de atuação, assim como uso indevido do equipamento.
CÁTODO
• A vida útil de um filamento é de 6 a 9 horas (10.000 a 20.000 exposições).
• Um dos problemas mais comuns que contribuem para a redução da vida útil do filamento é o técnico permanecer com o botão do disparador apertado (1° estágio) girando o rotor sem gerar a ddp responsável pelo deslocamento da nuvem termiônica (2° estágio) que, posteriormente, produz o feixe de Raios X.
• Pode-se usar este procedimento caso o paciente tenha problemas em manter-se parado ou com movimentos involuntários.
COPO FOCAL
• É o componente responsável em direcionar os elétrons do cátodo em direção ao ânodo.
• O copo focal por ser metálico, tem o mesmo potencial elétrico que o filamento. Para reduzir o tamanho do ponto focal se usa um copo focal inclinado com uma tensão mais negativa que o filamento.
• Este caso é usado na mamografia quando se aplica o ponto focal menor é selecionado (foco fino – maior detalhe e ampliação da região de interesse).
COPO FOCAL
• A medida que o tubo vai sendo usado, problemas podem surgir no copo focal, reduzindo a qualidade da imagem e rendimento do equipamento.
• Efeito espacial de carga: a medida que as cargas negativas são direcionadas para o ânodo, o filamento torna-se mais eletropositivo. Desta forma a qualidade do feixe de radiação tende a diminuir.
• Saturação da corrente: com o incremento do kVp uma grande porcentagem de elétrons são emitidos para o ânodo. Mas, existe um limite de tensão que é aplicado, conhecido como ponto de corte. Quando o valor é superado, ocorre um aquecimento acima do normal, fazendo com que aumente o desgaste do filamento.
ÂNODO
• O ânodo representa o lado positivo do tubo de raios x e apresenta três funções básicas:
1. serve de alvo para os elétrons oriundos do filamento, que após desacelerados geram fótons caracterizando o feixe de radiação;
2. serve de condutor de alta tensão;
3. serve de condutor térmico primário.
ÂNODO
• O ânodo é composto de três partes:
1. ânodo como alvo1.1 estacionário (odontologia, radiologia móvel)
1.2 rotatório (radiologia em geral): podem ter uma área maior exposta, permitindo bombardeamento entre 7 e 50 µs. Quanto mais rápido for a rotação do ânodo, melhor será a dispersão do aquecimento.
2. estator
3. rotor
ÂNODO
• O ânodo é composto por uma liga de diferentes metais, tendo no alvo uma camada de Tungstênio dopado com Rhenium. A parte posterior é composta por Molibdênio, enquanto que o rotor é feito de Cobre.
• Os ânodos estacionários são feitos totalmente de Tungstênio dopados com Rhenium formando um ângulo de 45° de forma a direcionar o máximo de radiação incidente sobre o alvo.
• Uma das funções do Rhenium é proporcionar maior elasticidade ao alvo durante o rápido aquecimento, com o intuito de reduzir um dano ao mesmo.
ÂNODO
• Na mamografia o tubo de raios x apresenta alvo de Molibdênio de forma a emitir o feixe de radiação com fótons mais uniformes e de menor energia ( baixo kVp + alto mAs = contraste).
• A área do alvo (local de maior incidência dos elétrons) é conhecida como ponto focal.
• O ponto focal é considerado a referência para a medição da distância tubo – imagem – receptor (DFF).
• Alguns tubos apresentam pontos marcados na carcaça de forma a indicar a exata altura de onde se encontra o ponto focal (usado para alguns testes de controle de qualidade).
ÂNODO
• O ponto focal será a área de impacto do feixe de elétrons, sendo que com o tempo poderá sofrer uma ruptura.
• O termo ponto focal efetivo é usado para descrever a área onde o feixe de radiação é projetado para fora do tubo em direção ao objeto radiografado.
• Princípio da linha - foco é usada para reduzir a área efetiva do ponto focal. Permite uma maior resolução de detalhes, levando em consideração o ângulo que o ponto focal está situado (7° e 17°).
• Faz que com a mesma quantidade de radiação consiga se direcionar o feixe mais ou menos espalhado sobre uma determinada região a ser examinada.
ÂNODO
• A desvantagem de se usar alvos com pequenas angulações está no fato de limitar o tamanho do feixe de radiação primária, reduzindo a distância da imagem/receptor.
• Além disso, ocorre a probabilidade do alvo apresentar um aquecimento acima do normal, reduzindo a vida útil do tubo.
• O NEMA estabeleceu padrões para o tamanho do ponto focal, assim como outras características do ânodo.
ESTATOR
• Motor por indução eletromagnética que induz o movimento do ânodo.
• O efeito eletromagnético que faz com que o rotor gire através do vidro, permite o isolamento elétrico das bobinas do estator da alta tensão de exposição que ocorre durante o processo de geração da radiação.
• Se o estator falhar, o rotor deixará de girar o ânodo, resultando no derretimento imediato de um ponto sobre o alvo.
• Isto porque o ânodo giratório não é projetado para absorver o calor da exposição de alta tensão quando parado.
ROTOR
• O rotor é colocado dentro do estator e encontra-se no interior da envelope de vidro.
• É composto de um cilindro oco de cobre que é anexado ao anodo de molibdênio (parte anterior) por um eixo.
• Geralmente, a rotação do ânodo fica entre 3200 e 3600 rpm. Atualmente usam-se ânodos com rotação entre 10000 e 12000 rpm. Isto faz com que ocorra uma alta dissipação de calor pelo sistema.
• Ao final do capítulo 6 há um questionário de revisão que deveráservir como referência para a prova.