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Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina Gerência Educacional de Eletrônica

Prof. Flávio Augusto Soares, M.Eng. Prof. Henrique Batista Lopes, M.Eng.

Edição 2001 Revisada e Atualizada

FILME RADIOGRÁFICO e PROCESSAMENTO

CURSO TÉCNICO DE RADIOLOGIA

Impresso na Gráfica do CEFET/SC Direitos Reservados

SINE /SC – SISTEMA NACIONAL DE EMPREGO

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA FUNDAÇÃO DO ENSINO TÉCNICO DE SANTA CATARINA

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Núcleo de Tecnologia ClínicaNúcleo de Tecnologia ClínicaNúcleo de Tecnologia ClínicaNúcleo de Tecnologia Clínica © Copyright CEFET/SC

ÍNDICE

1. FILME RADIOGRÁFICO 5

1.1 HISTÓRICO 5 1.1.1. Placa fotográfica 5 1.1.2. Filme radiográfico 2

1.2 ESTRUTURA DO FILME 4 1.2.1. Base 4 1.2.2. Substrato 4 1.2.3. Gelatina 4 1.2.4. Elemento sensível à radiação 5 1.2.5. Capa protetora 5 1.2.6. Corante anti-halo 6

1.3 PROCESSO DE SENSIBILIZAÇÃO 6 1.4 IMAGEM LATENTE 7 1.5 TAMANHOS DE FILME 7 1.6 EXERCÍCOS 7

2. TELAS INTENSIFICADORAS 9

2.1 INTRODUÇÃO 9 2.2 CHASSI 9 2.3 ESTRUTURA FÍSICA 10 2.4 PROCESSO DE INTENSIFICAÇÃO 11 2.5 CARACTERÍSTICAS DO FÓSFORO 11

2.5.1. Ècrans de luz verde 12 2.6 FATORES DE DESEMPENHO 12

2.6.1. Absorção da radiação 12 2.6.2. Tamanho das partículas de fósforo 12 2.6.3. Camadas absorventes ou refletoras de luz 12 2.6.4. Pigmentos corantes na camada de fósforo 12

2.7 EXERCÍCIOS 12

3. CARACTERÍSTICAS DO FILME 15

3.1 INTRODUÇÃO 15 3.2 EXPOSIÇÃO 15 3.3 DENSIDADE FOTOGRÁFICA 15

3.3.1. Sensibilidade do filme radiográfico 16 3.4 MEDIÇÃO DO CONTRASTE 17 3.5 CONTRASTE RADIOGRÁFICO 17 3.6 FATORES INFLUENTES NO CONTRASTE 18

3.6.1. Tipo de filme 18 3.6.2. Condições de revelação 18 3.6.3. Densidade fotográfica 18 3.6.4. Véu 18 3.6.5. Tipo de exposição 18 3.6.6. Técnica 18

3.7 LATITUDE 18 3.8 EXERCÍCIOS 19

iv Parte 4 – FILME RADIOGRÁFICO E PROCESSAMENTO

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4. CÂMARA ESCURA 21

4.1 INTRODUÇÃO 21 4.2 OPERAÇÕES REALIZADAS 21 4.3 ORGANIZAÇÃO 21 4.4 EXERCÍCIOS 22

5. PROCESSAMENTO DO FILME 23

5.1 PRODUTOS QUÍMICOS 23 5.1.1. Revelação 23 5.1.2. Fixação 24 5.1.3. Lavagem 24 5.1.4. Secagem 24

5.2 EXERCÍCIOS 25

6. PROCESSAMENTO MANUAL 27

6.1 INTRODUÇÃO 27 6.2 PROCESSAMENTO DOS FILMES 27 6.3 REVELAÇÃO 27 6.4 BANHO INTERRUPTOR 28 6.5 FIXAÇÃO 29 6.6 LAVAGEM 29 6.7 SECAGEM 29 6.8 TEMPERATURA X TEMPO 30 6.9 AGITAÇÃO 30 6.10 PREPARO DAS SOLUÇÕES 31

6.10.1. Revelador 31 6.10.2. Preparação da Solução Reveladora 31 6.10.3. Fixador 31 6.10.4. Preparação da Solução Fixadora 31 6.10.5. Agitação no preparo 31

6.11 REFORÇO 31 6.12 EXERCÍCIOS 32 6.13 PROCESSAMENTO PASSO A PASSO 32

7. PROCESSAMENTO AUTOMÁTICO 33

7.1 INTRODUÇÃO 33 7.1.1. Vantagens do processo automático 33 7.1.2. Cuidados com o processo automático 34

7.2 PROCESSADORA AUTOMÁTICA 34 7.2.1. Secador 35

7.3 ALIMENTAÇÃO DO FILME 36 7.4 PREPARO DE SOLUÇÕES 36

7.4.1. Preparação da Solução Reveladora 36 7.4.2. Preparação da Solução Fixadora 37 7.4.3. Agitação no preparo 37

8. BIBLIOGRAFIA 39


1. FILME RADIOGRÁFICO

1.1 HISTÓRICO

Atualmente, a radiografia convencional pode ser considerada quase como um tipo de fotografia, já que utiliza um material sensível à luz para fazer o registro da imagem. Assim, a radiografia e a fotogra-fia caminharam juntas desde o início do século 20. Isto inclui o início de tudo, com as placas fotográfi-cas úmidas que foram substituídas pelas placas secas.

Porém, no início da utilização da radiologia como meio de diagnóstico médico, o filme foi pouco utilizado, pois não era eficiente na captura da ima-gem radiográfica. Na realidade, o que mais se prati-cou durante os primeiros anos da radiologia médica foi a fluoroscopia – visualização instantânea da ana-tomia humana. O filme radiográfico era apenas uma forma de preservar a imagem para que pudesse ser avaliada mais tarde. O próprio Roentgen via nas pla-cas fotográficas secas um meio interessante para o registro das imagens mais significativas geradas com a radiação X durante o exame fluoroscópico.

Em 1896, no entanto, as placas fotográficas secas que eram fabricadas não conseguiam absorver o feixe de raios X. Assim, qualquer imagem só era obtida a partir de uma hora de exposição à radiação. Apesar disso, a imagem possuía pouca densidade óti-ca e baixo contraste. Por isso, era comum na época a realização de uma fotografia da imagem radiográfica, já que o papel fotográfico possuía maior contraste. Assim, a imagem ficava invertida em termos de tons de cinza (os ossos eram negros e as partes moles, brancas).

Mas o que deixava dúvida entre os radiogra-fistas da época era o real efeito dos raios X sobre a emulsão fotográfica. Fosforescência da substância, ação direta dos raios X sobre a prata ou uma reação desconhecida? Durante muito tempo estas foram as dúvidas que cercaram os cientistas da época. Alguns chegaram a sugerir a utilização do Celulóide (marca registrada do composto de piroxilin com cânfora) por possuir maior fluorescência que a placa de vidro.

1.1.1. Placa fotográfica

A primeira placa, ou “chapa”, feita especial-mente para o propósito radiográfico foi provavelmen-te produzida por Carl Schleussner, um fabricante a-

lemão de placas fotográficas. Estas placas foram fei-tas a pedido do próprio Roentgen, que solicitou uma quantidade maior de emulsão de brometo de prata. Estas placas logo se tornaram populares tanto nos Estados Unidos quanto na Europa pela sua grande densidade fotográfica.

A primeira placa feita na América para uso radiográfico foi fabricada pela cooperação de dois pesquisadores: John Carbutt e Arthur Goodspeed, em fevereiro de 1896. O produto era conhecido como “a placa de raios X de Roentgen” e possuía uma emul-são de prata mais grossa e concentrada do que os fil-mes convencionais. Este detalhe permitia a redução drástica do tempo de exposição. Uma radiografia de mão passou a ser realizada em 20 minutos, contra mais de uma hora com os filmes fotográficos típicos. Passados alguns meses, inovações técnicas nos equi-pamentos radiográficos, juntamente com a melhoria das placas radiográficas, fez com que este tempo se reduzisse para alguns poucos segundos. Com um tempo entre 30 e 60 segundos, algumas anatomias espessas do corpo podiam ser radiografadas. Porém, as emulsões e as placas ainda eram consideradas muito “lentas” (pouca sensibilidade).

Segundo o fabricante John Carbutt, as carac-terísticas que uma placa radiográfica deveria ter eram “uma sensibilidade média, um bom corpo de emul-são, a capacidade de absorver os raios X, contudo, dando maior detalhamento e perspectiva para os os-sos”. Uma grande quantidade de experimentos foi realizada em cima de métodos concebíveis para o incremento da velocidade das emulsões. As placas secas eram imersas, antes da exposição, em soluções de cloreto de ferro ou nitrato de urânio, porém sem resultados efetivos nas imagens. O aquecimento das placas ou sua imersão em soluções de sais fluores-centes apenas resultaram na perda de sensibilidade e produção de um véu (borramento), desqualificando as placas.

Na Inglaterra, Alan Archibald Campbell-Swinton misturou tungstato de cálcio (CaWO3) e fluorspar em pó na emulsão de prata, porém, só obte-ve uma imagem muito mais granulada e sem melho-ria na velocidade da placa radiográfica. Já em 1896, aqueles que se aventuravam em trabalhar com os rai-os X possuíam uma série de placas radiográficas, pois cada fabricante reivindicava para si a emulsão com melhor sensibilidade. Alguns chegavam a afir-mar que se uma placa era pouco sensível à luz, então

2 Parte 4 – FILME RADIOGRÁFICO E PROCESSAMENTO



seria muito sensível à radiação, e vice-versa, mesmo quando a convicção na época era a de que emulsões rápidas (sensíveis) para luz, também seriam rápidas para os raios X.

Os tipos predominantes de emulsões reco-mendadas e utilizadas nos primórdios da radiografia eram as ortocromáticas, úteis por causa da sua sensi-bilidade a fluorescência verde-amarelada da tela de platino-cianureto de bário; o colódio, uma emulsão úmida, que era pouco afetado pelos raios X; misturas de emulsões gelatinosas de brometo de prata com pequenas quantidades de cloreto ou iodeto de prata; e emulsões puras de cloreto de prata, sem utilidade. O único consenso que havia na época era que a espes-sura da emulsão, independente da cor que era sensí-vel, deveria ser mais grossa que a utilizada em foto-grafia e conter mais prata.

O maior problema no processamento da pla-ca ou filme exposto era obter uma adequada densida-de ótica. As radiografias naquele tempo eram finas e com pouco contraste. Para superar esta dificuldade e diminuir o tempo de exposição, para tornar esta “no-va fotografia” de valor prático, placas e gelatinas ou filmes celulóides eram cobertos com várias emul-sões. Esta técnica permitia aumentar o nível de deta-lhamento e contraste da imagem em relação ao filme ou placa de emulsão simples. Algumas placas e fil-mes eram manufaturados com emulsão nos dois la-dos da base. Os raios passavam através da base e, no caso dos filmes, afetavam a emulsão em ambos os lados com a mesma intensidade de forma que a ima-gem de um lado era “reforçada” pela imagem do ou-tro lado. Assim, a densidade da imagem era dobrada e melhorava o valor diagnóstico da radiografia. No entanto, com as placas, a absorção dos raios X pelo vidro produzia uma densidade menor no lado oposto ao tubo, se comparada com a maior densidade do la-do que recebia primeiro a radiação.

Apesar de todos os problemas, as placas de vidro eram muito populares. A própria fragilidade do vidro dificultava o manejo, empacotamento e trans-porte, além do seu peso. Uma placa de 14” x 17” (35,56 cm x 43,18 cm) pesava quase 1 Kg. Compara-do com um filme atual de mesmo tamanho, cerca de 43 gramas, houve uma redução de mais de 20 vezes. O preço das placas também não era barato. Uma pla-ca com estas dimensões custava na época US$ 1,00 (mais de US$ 100,00 nos dias de hoje), um bom ter-no masculino custava US$ 7,00, um par de sapatos saia por US$3,00 e a carne era vendida a US$ 0,33 o kilo.

Os defeitos durante a manufatura das placas também eram um problema crítico porque afetavam o diagnóstico médico. Durante um encontro da Soci-edade Americana dos Raios Roentgen, em 1902, o médico Wolfram Fuchs, discursando sobre o diag-

nóstico do cálculo renal, afirmou: “Eu ainda não encontrei um fabricante de placas

cujos produtos não tenham qualquer defeito. Após o nega-tivo ser processado, nós encontramos manchas em todo lugar. As pedras mais difíceis de se localizar são as meno-res. As grandes você as vê à distância. Pegue uma pedra muito pequena, por exemplo, nesta radiografia. Você pode ver nitidamente o contorno do rim e a sombra mais escura no centro, com muitas manchas mais escuras espalhadas. Elas são visíveis até pelo paciente e isto não é bom. Eu normalmente uso duas placas, uma em cima da outra, e exponho-as ao mesmo tempo com o envelope envolta de-las. Desta forma, embora as manchas (artefatos) ainda irão aparecer na placa, mesmo assim as manchas não estão no mesmo lugar em ambas as placas. Desse jeito, você pode superar as dificuldades dos defeitos das placas. Eu já falei com fabricantes de placas experientes sobre isto e eles reconhecem isto; eles tentam remediar o pro-blema, mas não conseguiram, pelos menos ainda, superá-lo.”

As placas fotográficas para radiologia inici-almente eram inseridas em envelopes a prova de luz e seladas. No entanto, descobriu-se que as placas se deterioravam pela interação entre os químicos do pa-pel e da emulsão. Isto levou ao desenvolvimento de envelopes duplos separados, com o operador carre-gando a placa radiográfica de acordo com a necessi-dade, primeiro num envelope preto e depois num en-velope de cor laranja ou vermelha para proteção.

Na realidade, a qualidade diagnóstica da maioria destas radiografias era simplesmente confi-nada a descrição de aparências grosseiras. A presença do borramento devido a radiação secundária e a gra-nulariedade da imagem quando as telas intensificado-ras eram utilizadas sempre desencorajaram o registro fotográfico das imagens radiográficas. Isto resultou na crescente aceitação da fluoroscopia e influenciou muito no atraso da produção de materiais fotográfi-cos mais sensíveis. Já em 1901, algo como 3 milhões de placas foram utilizadas para radiografias, porém, a produção de placas especialmente manufaturadas pa-ra o radiodiagnóstico era limitada e cerca de 75% do volume de radiografias foram realizadas com placas fotográficas comuns.

1.1.2. Filme radiográfico

Quando Roentgen escreveu seu artigo des-crevendo a descoberto dos raios X, já citou a utiliza-ção de placas ou filmes para o registro das imagens produzidas pela radiação. No entanto, inicialmente o filme radiográfico foi muito pouco utilizado. Em 1896, o “Transparent Film - New Formula” da East-man (Kodak) com base celulósica ainda era fabricado e ocasionalmente utilizado na radiografia. Na Ingla-terra, outro fabricante de filmes radiográficos, San-dell Plate Company desenvolveu dois filmes cuja ba-

FILME RADIOGRÁFICO 3


se era gelatinosa, ao invés de usar celulóide. Eles e-ram feitos com duas camadas de emulsão, uma rápi-da e outra de velocidade normal, que eram deposita-das sobre vidro e depois retiradas. Os filmes eram fornecidos em pacotes de envelopes escuros, difíceis de processar e muito lentos (sensibilidade) se compa-rado às placas rápidas.

Nem o filme à base de gelatina quanto o de celulóide eram aceitos por causa de suas tendências em enrolar e riscar, porém tinham a vantagem de se-rem finos e poderem ser utilizados com uma ou duas telas intensificadoras, com a conseqüente redução na exposição. Deve-se lembrar que os filmes não que-bravam como as placas de vidro.

Antes da I Guerra Mundial, o vidro utilizado nas placas fotográficas era obtido da Bélgica. O ata-que alemão a marinha mercante Aliada e a invasão da Bélgica logo cortaram esta fonte. A procura por vidro para os propósitos fotográficos tornou-se um proble-ma sério. A demanda por placas radiográficas nos hospitais do Exército tornou-se tão grande que era impossível atendê-los. Mesmo quando se conseguiam as placas, seu tamanho e fragilidade faziam-nas de difícil transporte sem quebra. Com este cenário a frente, fez-se necessário obter uma solução que utili-zasse outra base para a emulsão em substituição ao vidro.

A nova base deveria suportar a película de emulsão sem deformar e ser flexível e transparente como o vidro. A única solução era adaptar a base de nitrato celulósico utilizado na manufatura de filmes fotográficos. Conseqüentemente, em 1914, a empresa Kodak lançou um filme radiográfico de face simples com uma sensibilidade maior que qualquer outro fil-me ou placa radiográfica até então disponível. Entre-tanto, este filme não era ainda o ideal, pois facilmen-te enrolava-se e era difícil de ser processado em ban-dejas.

O uso de equipamentos radiográficos portá-teis em campo durante a I Guerra Mundial demandou uma grande eficiência e velocidade dos filmes radio-gráficos. Esta necessidade acelerou o trabalho de pesquisa de um filme com emulsão em ambos os la-dos e de base transparente que tornasse possível o uso da técnica de duas telas intensificadoras. Final-mente, em 1918, o filme radiográfico “Dupli-Tized” (dupla emulsão) da Kodak estava disponível. A téc-nica da tela dupla usando filmes com dupla emulsão resultou um aumento enorme na velocidade e tornou possível o uso do diafragma de Potter-Bucky no con-trole da radiação espalhada. A melhoria na qualidade diagnóstica das radiografias resultantes foi um fator significante no crescimento da radiologia neste perí-odo.

Os filmes radiográficos cobertos em ambos os lados de uma base transparente transformou todas

as outras formas de registro da imagem radiográfica obsoletas da noite para o dia. Apesar disso, a intro-dução do filme não era tarefa fácil, pois havia anos de preconceito a ser superado. Os radiografistas esta-vam tão acostumados as placas de vidro que levou tempo para convencê-los que o filme oferecia algu-mas vantagens significativas. Novos chassis e outros tipos de acessórios tiveram que ser inventados. A prática corrente de processamento em bandejas era um empecilho a rápida adoção dos filmes de dupla-face. Poucos laboratórios usavam tanques profundos para o processamento vertical de placas e estavam habilitados a mudar rapidamente logo que se tornasse disponível presilhas para os filmes.

Em 1923, um filme radiográfico mais rápido (sensível) foi desenvolvido. Ele permitia a redução radical do tempo de exposição ou a diminuição da tensão com conseqüente desgaste menor e fissuras nos tubos e demais acessórios. A base deste filme, como seus predecessores, era o nitrato celulósico. Contudo, o nitrato celulósico era uma base de filme que sempre apresentava um grande risco de incêndio. Os próprios hospitais e laboratórios reconheciam o perigo devido aos vários incêndios causados pelo manejo descuidado e armazenagem incorreta dos filmes. Apesar de esforços intensos, a pesquisa por um material menos inflamável foi infrutífera até 1906, quando foi descoberto que o acetato celulósico poderia servir como base para “filmes seguros”, es-pecialmente para uso no cinema. O valor de se fabri-car filmes radiográficos a partir desta substância não foi considerado seriamente naquele tempo devido ao uso universal das placas de vidro.

A produção real da base de acetato celulósico útil requeria muitos anos de pesquisa e desenvolvi-mento. Problemas que tinham de ser solucionados incluíam a eliminação de impurezas, redução da fra-gilidade, melhoria da claridade e aumento da resis-tência. Grandes passos foram dados no processo de recuperação dos subprodutos gerados pela reação química de produção do acetato celulósico, o que permitiu que o preço se mantivesse baixo. Além dis-so, a I Guerra Mundial providenciou um grande in-centivo para a produção de acetato celulósico para usos além dos propósitos fotográficos. Este grande consumo tornou possível o aumento acentuado do conhecimento em relação a manufatura eficiente do acetato celulósico. Finalmente, um filme radiográfico em base segura de acetato celulósico foi produzido e vendido pela Kodak em 1924. No entanto, por que este novo filme ainda tinha tendências de enrugar-se e mofar, além do preço maior, os filmes inflamáveis continuaram a ser amplamente utilizados e acumu-lando-se em grandes quantidades nos hospitais e clí-nicas radiológicas. Em 1929, um desastre ocorreu com o incêndio nos filmes da Clínica Cleveland onde




matou 124 vidas. Desde então, um filme de acetato celulósico melhor ficou disponível e o uso da base de nitrato foi logo descontinuado.

No inicio dos anos 30, foi introduzido o fil-me Diaphax, que era constituído de uma base trans-lúcida com uma emulsão rápida que permitia a visua-lização da radiografia frente qualquer fonte luz. Até então, todos os filmes radiográficos eram incolores. Em 1933, a Companhia Produtora de Filmes DuPont adicionou tinta azul a sua base, o que melhorou a qualidade diagnóstica de seus filmes. Esta prática, desde então, tornou-se padrão por todos os fabrican-tes de filmes.

O primeiro filme para exposição direta de raios X (sem tela intensificadora) foi vendido em 1936 pela Ansco, depois comprada pela Agfa. Ideali-zado para ser utilizado em exposições sem telas fluo-rescentes, este filme tinha velocidade, contraste e de-finição melhores que os filmes que utilizavam telas e foi primeiramente designado para as radiografias de extremidades. Quatro anos mais tarde, a Kodak in-troduziu os filmes radiográficos Blue Brand que e-ram revestido com um novo tipo de emulsão que lhe conferia maior velocidade e contraste e podia ser uti-lizado tanto para exposição direta quanto com telas.

Em 1960, 10 anos após sua introdução na fo-tografia geral, o polietileno teratalato foi introduzido pela DuPont como uma nova base para filmes de rai-os X médico. Comparado com os ésteres celulósicos, este novo material possui maior rigidez, maior estabi-lidade dimensional, baixa absorção de água e grande resistência a rasgos. A rigidez do polietileno teratala-to melhora a segurança no transporte em processado-ras automáticas de rolo e a baixa absorção de água simplifica a secagem das radiografias. Ainda na dé-cada de 60, as bases de poliéster substituíram os fil-mes de base celulósica para todas os exames radio-gráficos comuns.

1.2 ESTRUTURA DO FILME

Ao analisarmos a estrutura de um filme ra-diográfico, notamos que este é composto por uma emulsão fotográfica muito fina (aproximadamente 10 µm) e uma base plástica transparente (poliéster ou acetato de celulose) que serve para dar sustentação à emulsão. Esta emulsão está em suspensão em gelati-na fotográfica, o que permite uma melhor distribui-ção da mesma, não deixando que ela se deposite na base plástica do filme. A gelatina também protege a emulsão do contato humano enquanto a imagem não é processada.

base

gelatina

substrato

capa protetora

Fig. 1.1. Estrutura do filme radiográfico de face

simples.

1.2.1. Base

A base, ou suporte, é o componente que dá sustentação ao material que será sensibilizado e ar-mazenará a imagem radiográfica. Possui uma espes-sura em torno de 180 µm. Deve ter algumas caracte-rísticas físicas que se referem à resistência mecânica para atuar como base para a emulsão, possuir boa estabilidade dimensional (baixa dilatação), além de adequada absorção de água, facilitando o processo de revelação.

Também é importante que a base seja trans-parente, pois a imagem é visualizada pela relação de sombras que ficam configuradas a partir da ilumina-ção colocada por trás do filme. Um corante é adicio-nado a base, em tom azulado, para diminuir o cansa-ço visual, além de melhorar a percepção dos contras-tes pelo olho humano.

1.2.2. Substrato

É o elemento de ligação entre a base e a gela-tina. Uma vez que a base é feita de poliéster ou celu-lóide, que são elementos muito lisos e escorregadios, a gelatina não teria como aderir a estes materiais. As-sim, é colocado uma fina camada de uma substância que funciona como cola entre a gelatina e a base.

1.2.3. Gelatina

É um composto químico que possui a função principal de manter os grãos de haletos de prata em suas posições fixas e uniformemente distribuídas. Outra característica é a de permitir a passagem de água e dos produtos da revelação por entre os micro-cristais.

base

gelatina

gelatina

substrato

capa protetora

capa protetora Fig. 1.2. Estrutura do filme radiográfico de face

dupla.



1.2.4. Elemento sensível à radiação

Este é o elemento principal, pois é o que ab-sorve a radiação e a converte em imagem, constituída de uma gama de tons escuros e claros que contêm informação útil para diagnóstico. Os haletos de prata mais utilizado são os brometos. Eles são depositados em forma de microcristais (da ordem de 1 µm de di-âmetro) sobre a base, misturados à gelatina que os mantém em suas posições relativas. Aos microcris-tais de brometo de prata é adicionada uma pequena quantidade de iodeto de prata (até 10%), o que serve para aumentar a sensibilidade em relação ao uso de qualquer uma das duas substâncias puras. A figura 1.3 ilustra a forma dos átomos dentro dos microcris-tais.

Iodo Prata Bromo Fig. 1.3. Estrutura do cristal de haleto de prata.

Os átomos de prata, bromo e iodo formam

uma molécula a partir de ligações atômicas entre si. A prata possui um elétron na sua última camada (O). O bromo e o iodo possuem 7 elétrons nas suas últi-mas camadas (N e O, respectivamente). Porém, os átomos são mais estáveis se possuírem 8 elétrons na última camada. Então, a prata cede seu elétron para o bromo ou o iodo, que se completam. Assim surgem, na molécula do haleto, íons positivos (Ag+) e íons negativos (Br- ou I-). Como a estrutura cristalina dos haletos não é rígida, estes íons negativos têm uma tendência a se localizarem na periferia da molécula, forçando os íons de prata a se deslocarem para o cen-tro. Por causa disto, a superfície dos microcristais torna-se ligeiramente negativa.

Para que os fótons possam ser realmente cap-turados pelos haletos de prata, é misturada uma im-pureza durante a confecção dos microcristais. Esta impureza tem por função atrair os elétrons liberados

do bromo e do iodo pela incidência do fóton, dando início à formação da imagem.

Fig. 1.4. Cristal de haleto de prata com destaque

para a impureza e carga superficial negativa. Existem algumas teorias sobre como o fóton

é capturado e como a informação da radiação é trans-formada em imagem. A teoria de Gurney-Mott se baseia na retirada dos elétrons da estrutura atômica dos cristais pelos fótons incidentes e conseqüente absorção desses elétrons pelos íons livres de prata no cristal. Esta teoria será melhor descrita no próximo ítem.

Fig. 1.5. Detalhe dos grãos de prata presentes no

filme radiográfico: a) processo antigo - grãos menores, assimétricos e mal distribuídos; b)

processo moderno - grãos maiores, mais simé-tricos e uniformemente espalhados.

1.2.5. Capa protetora

Trata-se de uma película que cobre a gelatina a fim de protegê-la contra a abrasão ou o atrito cau-




sado pela manipulação do técnico ou quando em con-tato com os rolos da processadora automática, além de evitar o grudamento entre as folhas dentro da cai-xa de filmes.

1.2.6. Corante anti-halo

Nos filmes de dupla camada de emulsão, é utilizado um corante especial na base do filme para evitar o efeito halo. O efeito halo ocorre quando um fóton de luz além de interagir com os haletos de prata na camada anterior do filme, também interage com a camada posterior. Ou seja, há uma duplicação da i-magem. Com o corante misturado a base, após o fó-ton de luz interagir, ou não com uma camada de e-mulsão do filme, este não atingirá a camada oposta, pois o corante irá absorvê-lo.

fóton

tela

emulsão base

celulósica emulsão

tela

fóton

(a) (b)

Figura 1.6. O corante anti-halo (b) evita que um mesmo fóton interaja nas duas camadas de e-

mulsão do filme (a).

1.3 PROCESSO DE SENSIBILIZAÇÃO

Como referido antes, o filme radiográfico possui microcristais que são sensíveis à radiação X e principalmente à luz produzida pelo ècran. Os micro-cristais desse elemento, colocados sobre a base do filme com ajuda da gelatina, irão reagir à passagem da luz e transformar a imagem aérea, definida anteri-ormente, em uma imagem gravada puntualmente em cada um dos próprios cristais.

Este processo de sensibilização começa quando um fóton de luz oriundo da tela intensificado-ra interage com a gelatina e com os microcristais. Se o fóton de luz perder totalmente sua energia, então ocorrerá uma interação fotoelétrica. Se apenas parte da energia do fóton for transferida para os átomos do filme, então ocorrerá uma interação por efeito Comp-ton. Tanto na interação fotoelétrica quanto no efeito Compton, um elétron do átomo atingido é liberado, e com muita energia. Geralmente, o átomo de bromo ou iodo, por possuírem um elétron a mais, são os que mais facilmente liberam elétrons. Este elétron, agora

livre, poderá circular pelas moléculas dos haletos e, então se ligar a qualquer outro átomo. Porém, a in-clusão da impureza tem justamente o objetivo de a-trair este elétron livre. Em sua trajetória, o elétron livre poderá colidir com outros átomos e criar outros elétrons livres. Ao chegarem próximos da impureza, os elétrons livres acabam criando uma região negati-va dentro do microcristal. O bromo ou iodo, que ce-deu seu elétron extra, volta a ser um átomo neutro. Como a ligação iônica que existia entre a prata e o bromo, ou iodo, deixou de existir, este átomo, Br ou I, está livre para deixar a estrutura do haleto de prata e se misturar com a gelatina.

fóton

Br-

(a) (b)

Ag+

Br0

I0

Ag+

(c) (d)

(e) (f) Fig. 1.7. Seqüência de interação do fóton com o microcristal de haleto de prata: a) fóton atinge o microcristal; b) o elétron extra do haleto – Br ou I – é liberado; c) os haletos saem do microcristal

enquanto os elétrons livres se dirigem para a im-pureza; d) os elétrons criam uma região negativa

que atrai os íons positivos de prata; e) os íons Ag+ incorporam os elétrons livres e se tornam em

prata metálica; f) maior concentração de prata metálica, maior degradação do microcristal.

Com a formação de uma região eletricamente

negativa, os íons de prata, Ag+, que estão livres pois perderam a ligação iônica com os íons de Br e I, são atraídos para esta região. Ao chegarem nesta região, os íons Ag+ se juntam com os elétrons livres e voltam a ser prata neutra (Ag0), ou prata metálica. Assim, há uma degradação do microcristal pela dissociação dos



haletos de prata. Esta degradação é tão maior quanto forem os elétrons livres que o microcristal conseguir liberar, fruto dos fótons que interagiram. A intensi-dade da degradação, maior ou menor, é que cria os diferentes níveis de cinza da imagem, além de facili-tar o processo de revelação.

1.4 IMAGEM LATENTE

Quando o feixe de radiação emerge do paci-ente e interage com os elementos sensíveis presentes no filme ocorre um fenômeno físico que faz com que a estrutura física dos microcristais de haletos de prata seja modificada, formando o que se conhece como IMAGEM LATENTE. A visualização somente será pos-sível pelo processo de revelação, que fará com que aqueles microcristais que foram sensibilizados so-fram uma redução de maneira a se transformarem em prata metálica enegrecida. É importante lembrar que a imagem já está formada, porém não pode ser visua-lizada, por isso deve-se ter cuidado na sua manipula-ção.

Apenas quando a prata for enegrecida, sus-pensa na gelatina, é que se terá a imagem visível na radiografia e que se supõe conter as informações a-cerca das estruturas irradiadas.

1.5 TAMANHOS DE FILME

Por uma questão de facilidade de manuseio e confecção de telas intensificadoras, chassis, porta-chassi, etc, o tamanho dos filmes radiográficos foi padronizado. Atualmente, existem 10 tamanhos dis-tintos de filmes, a saber:

13 cm x 18 cm (42,7 filmes/m2); (US$ 15) 15 cm x 30 cm (22,2 filmes/m2); 15 cm x 40 cm (16,6 filmes/m2); 18 cm x 24 cm (23,1 filmes/m2); (US$ 40) 20 cm x 25 cm (20,0 filmes/m2); 24 cm x 30 cm (13,9 filmes/m2); 25 cm x 30 cm (13,3 filmes/m2); 30 cm x 40 cm ( 8,3 filmes/m2); 35 cm x 35 cm ( 8,1 filmes/m2); (US$ 80) 35 cm x 43 cm ( 6,6 filmes/m2); (US$ 100)

Figura 1.8 Série de filmes azuis. (Fuji Film - divulgação)

Os filmes são vendidos em caixas de papelão

com 100 folhas. O custa varia de US$ 30,00 para os filmes de menor tamanho, até US$ 250,00 para os maiores. No entanto, por dificuldade de manipulação durante a fabricação (realizada totalmente no escuro), o fabricante pesa a caixa para ter certeza de que ela contém o número certo de folhas. Por isso, é comum entre os fabricantes, já que todos os filmes são iguais, independente do tamanho, se referir ao custo de fa-bricação por peso de filme radiográfico, ou por valor de área, ao invés do valor unitário por folha ou por caixa.

1.6 EXERCÍCOS

1. Quais são os átomos que compõem os microcristais da emulsão fotográfica?

2. O que é imagem latente?

3. Por que até hoje os técnicos falam em “bater uma chapa”?

4. Quais são as partes que compõem a estru-tura de um filme radiográfico?

5. Utilizando a figura 2.7, descreva sucinta-mente o processo de sensibilização da emulsão de um filme radiográfico.

6. Por que a base do filme deve absorver a luz do ècran?

7. Tendo por base a área de cada folha de filme, quais são os dois tamanhos mais baratos e os dois mais caros?


2. TELAS INTENSIFICADORAS

2.1 INTRODUÇÃO

As telas intensificadoras, os chamados ècrans reforçadores, são acessórios usados em con-junto com os filmes radiográficos como um artifício para a melhoria do nível de sensibilização do filme, já que as películas usadas para registro de imagens radiográficas são muito pouco sensíveis aos raios X. Quando consideramos a intensidade da radiação que emerge do paciente e atinge o filme, somente um pe-queno percentual é absorvido por este e convertido em imagem (aproximadamente 5%). Os restantes 95% da sensibilização do filme são devidos ao uso de telas intensificadoras, que “reforçam” a sensibiliza-ção do filme, aumentando a quantidade de luz que o atinge.

Inicialmente, foram associadas ao filme e-mulsões fotossensíveis que melhoraram o poder de absorção da radiação. A evolução da tecnologia asso-ciada à produção de imagens radiográficas levou ao desenvolvimento das telas intensificadoras que au-mentaram consideravelmente o rendimento do pro-cesso de sensibilização do filme (de 10 a 100 vezes) ao mesmo tempo em que permitiram uma diminuição considerável nas doses aplicadas a pacientes durante os exames radiológicos.

Sabe-se que os raios X têm a capacidade de fazer fluorescer certas substâncias (fósforos) que ao receberem a radiação emitem uma radiação de de-terminada cor, dependendo do tipo de fósforo esco-lhido e do processo de fabricação.

Antes de serem usadas as telas intensificado-ras, o estudo das partes do corpo em movimento era feito através da fluoroscopia, ou seja, através da ob-servação das imagens produzidas em telas fluores-centes, sensibilizadas pelos raios X absorvidos. Essas telas continham uma substância, sulfato de zinco, que produziam uma coloração amarelo-esverdeada. Mais tarde foram desenvolvidos as telas compostas de tungstato de cálcio, que emite luz na região do azul e ultravioleta (região de alta sensibilidade em alguns filmes de raios X). Atualmente, são usados outros tipos de fósforos, de sulfato de bário e de terras raras, que emitem radiação luminosa na região verde. Os filmes para filmadoras à laser são sensíveis à luz vermelha por isso não podem ser utilizados com telas intensificadoras na falta de filmes verdes ou azuis.

A vantagem do uso dos ècrans é evidente pe-la grande redução da dose no paciente, a diminuição da desfocagem por movimento, quando em exposi-ções muito longas e o aumento da vida útil do tubo, por causa da aplicação de cargas menores à ampola.

2.2 CHASSI

O chassi é o invólucro que irá proteger o fil-me radiográfico da ação da luz. Como o filme é sen-sível a luminosidade, o chassi deve ser carregado, ou seja, receber o filme radiográfico dentro da câmara escura e fechado sob luz de segurança. Depois, o chassi é inserido sob a anatomia do paciente, no caso de exames realizados em leito, por exemplo, ou no porta-chassi, se for usada a mesa de exames ou o Bucky mural.

Após a realização da exposição, o chassi de-ve ser novamente levado a câmara escura para ser retirado o filme radiográfico, que deverá ser imedia-tamente identificado e colocado na processadora para não sofrer ação da luz de segurança.

Figura 2.1. Chassi aberto: de pé, chassi sem é-

cran, em baixo, chassi mostrando a tela intensifi-cadora dupla.

Estruturalmente, o chassi é uma caixa feita

de alumínio ou resinas plásticas e possui dois lados




distintos. A tampa ou face posterior (costas) do chas-si, com travas para manter a tampa fechada, e a frente ou face anterior, que receberá a radiação que ultra-passar o paciente. A tampa, à esquerda na figura 2.1, possui uma lâmina de chumbo de 0,25 mm, que serve para impedir que a radiação prossiga seu caminho após interagir com o chassi. Internamente, o chassi possui uma almofada no lado da tampa sobre a qual é colada a tela intensificadora. A almofada serve para apertar a tela intensificadora contra o filme radiográ-fico. Assim, evita-se problemas de distorções na formação da imagem no filme pela presença de bo-lhas de ar.

Figura 2.2. Parte posterior do chassi, destacando as travas: a da esquerda está fechada; a da direi-ta, aberta. A seta indica a direção para travá-la.

Os chassis também são fabricados em 10 ta-

manhos diferentes, para poder acomodar os diferen-tes tamanhos de filmes. Nunca se deve utilizar um chassi maior que o tamanho do filme. O filme poderá se movimentar dentro do chassi, ficando inclinado, além de ocasionar o corte da imagem anatômica, pois o posicionamento do paciente se baseia na medida externa do chassi.

Figura 2.3. Três chassis de tamanhos diferentes:

13 x 18 cm, 15 x 40 cm e 35 x 35 cm.

2.3 ESTRUTURA FÍSICA

Com relação à estrutura física da tela intensi-ficadora, pode-se dizer que a mesma é formada por uma fina camada de cristais de fósforo, aglutinados por uma substância que os mantém ligados (gelatina), depositada sobre uma superfície lisa e uniforme, cuja base é feita de material plástico.

A figura 2.4 mostra a estrutura de um chassi com ècran duplo, ou seja, aquele chassi que possui telas em ambos os lados, de forma que o filme per-maneça entre as duas telas, fechado como um “sanduíche”. Esta estrutura permite um reforço de luz com a finalidade de sensibilizar o filme com melhor rendimento e menor dose. A figura mostra um corte transversal do chassi e do ècran, o que permite a vi-sualização de suas camadas, bem como sua posição em relação ao chassi.

Fig. 2.4. Corte mostrando a estrutura do chassi,

ècran e filme. Numa seqüência de cima para baixo, po-

demos visualizar: • a parte anterior do chassi, feita de material radio-

transparente; • a estrutura acolchoada, que facilita a compressão

do filme sobre o ècran, eliminando dessa forma a possibilidade de formação de bolhas de ar quan-do do fechamento do chassi;

• parte superior do ècran, chamada de base, onde está depositada a camada de fósforo;

• camada de fósforo, onde se podem identificar os cristais de fósforo, elementos que absorvem a ra-diação e emitem luz visível;

• a parte superior da camada de fósforo é revestida de um material reflexivo para fazer retornar ao filme aquela radiação luminosa que tende a sair pela parte superior do ècran;

• filme com duplo revestimento; • ècran inferior, que possui a mesma estrutura do

superior; • acolchoamento posterior (opcional);

TELAS INTENSIFICADORAS 11


• lâmina de chumbo, para absorção de radiação que passa pela estrutura chassis-ècran-filme e que não deve prosseguir.

2.4 PROCESSO DE INTENSIFICAÇÃO

O processo de intensificação, ou seja, a con-versão da radiação X em luz visível, ocorre quando um cristal de fósforo, ao absorver um fóton de radia-ção, emite um feixe de luz. O brilho emitido pelo cristal é proporcional à energia do fóton incidente.

Quando um feixe de radiação interage com o fósforo do ècran, a superfície do mesmo mostra in-tensidades luminosas diferenciadas de acordo com a energia dos fótons que irão sensibilizar mais ou me-nos o filme, correspondendo à sombra do objeto irra-diado. Isto se dá porque os fótons gerados pela radia-ção visível são mais facilmente absorvidos pelo filme dos que os fótons de alta energia da radiação X.

fóton

tela

emulsão base celulósica

+++

fóton

(a) (b)

+++

elétron

+++

(c) (d)

+++

luz

(e) (f)

Figura 2.5. Processo de reconversão da freqüên-cia: a) o fóton incide no ècran; b) o fóton interage

com o elétron da última camada do fósforo; c) com a energia recebida, o elétron escapa do á-tomo; d) em seguida, o elétron é capturado por outro átomo; e) ao voltar para sua órbita, o elé-

tron libera a energia extra na forma de luz visível; f) a luz emitida interage com a emulsão do filme.

Quando consideramos os aspectos referentes

à maior capacidade de absorção da luz visível, po-demos concluir que, para produzir o mesmo grau de enegrecimento do filme em dispositivos com e sem ècran, seria necessário um aumento substancial na dose de radiação no paciente (quando não se usa ècran), coisa que deve ser evitada ao máximo. Uma maneira de medirmos a relação entre exposições com e sem ècran é calcularmos o quociente entre a expo-sição sem ècran (EXPs) pela exposição com ècran (EXPc), que fornece o chamado fator de intensifica-ção (f), que depende do ècran e do tipo de filme utili-zado, além da técnica e tensão aplicadas.

2.5 CARACTERÍSTICAS DO FÓSFORO

Quando o fósforo utilizado em ècrans recebe a radiação X, ele a absorve e emite uma radiação lu-minosa, de características tais que pode ser percebida pelo olho humano, ou seja, está na faixa visível do espectro.

Para que um determinado fósforo possa ser usado em ècrans, ele deve possuir algumas características definidas que o tornem útil na sensibilização do filme. Abaixo, estão listadas algumas dessas características:

a) alta capacidade de absorção de raios X, o que permite que o rendimento da produção luminosa seja alto, proporcional à absorção dos raios pelo ma-terial

b) espectro de emissão adequado, signifi-cando que a luz emitida pelo fósforo esteja dentro da região sensível do filme

c) Resistência às condições ambientais, pois o fósforo deve suportar condições de calor e umida-de, sem alterar suas características.

d) Pouca luminescência residual ou demora de resposta; este fator afeta a resposta do ècran à ab-sorção dos raios X e sua conseqüente emissão lumi-nosa, principalmente em exames com pequenos tem-pos de exposição.

Os ècrans de terras raras, feitos de oxisulfuro

de gadolínio, possuem um desempenho de forma a absorver 50% mais fótons de raios X do que o feito de tungstato (CaWO3) de cálcio de mesma espessu-ra, produzindo 5 vezes mais quantidade de luz para cada fóton absorvido. Dessa forma, pode-se alterar o regime de exposição (técnica) de maneira a diminuir a dose sobre o paciente, porque o ècran permite um rendimento maior no processo de sensibilização do filme.




2.5.1. Ècrans de luz verde

• São fabricados com elementos do grupo das ter-ras raras, sendo que alguns emitem luz na faixa do verde;

• Devem ser usados associados a filmes ortocro-máticos (sensíveis ao verde, azul ou ultravioleta);

• Para esses ècrans necessita-se da seleção de fil-tros de segurança adequados.

2.6 FATORES DE DESEMPENHO

Existem alguns fatores que afetam bastante a resposta do ècran, com relação à sensibilização do filme e que podem vir a prejudicar substancialmente a imagem obtida. Estes fatores estão listados a se-guir:

2.6.1. Absorção da radiação

• Tipo de fósforo: O tipo de fósforo usado influi diretamente na absorção, pois dependendo da estrutura atômica do elemento, este será mais ou me-nos capaz de absorver a radiação e devolvê-la em forma de luz visível. Quanto maior a absorção, maior a produção de luz para atuar sobre o filme, e menor a dose no paciente.

• Espessura da camada: De acordo com o visto acima, se a camada de fósforo é bastante espes-sa, maior será sua capacidade de absorção, porém esta espessura tem um limite, que está vinculado com o borramento da imagem pelo excesso de luz e tam-bém porque a quantidade de luz gerada na camada inferior do fósforo passa a ser absorvida pelo próprio material antes de chegar ao filme.

• Qualidade do feixe: A partir do momento que os fótons possuem diferentes energias, a intera-ção da radiação com o material que compõe o ècran (fósforo) irá determinar o grau de absorção do mes-mo. Dependendo da exposição a que se submete o ècran (tensão, filtração, uso de grade, dispersão do feixe pela mesa e pelo chassis, parte do corpo exami-nada, etc.), teremos uma resposta diferenciada por parte do mesmo.

• Ècrans simples ou duplo: Quando se usa ècrans duplos, a quantidade absorção e, por conse-qüência, da luz emitida, aumenta. Esta estrutura é a mais usada em radiografia convencional, Os ècrans simples são habitualmente usados em combinação com filmes de revestimento simples (emulsão somen-te de um lado), em exames de mamografia ou de ex-tremidades, onde se deseja reduzir o borramento da imagem ao máximo. Existem pares de ècrans onde os

ècrans são assimétricos, para que seja compensada a absorção de energia do feixe pelos ècrans superior e inferior. Quando os ècrans são projetados para terem uma alta absorção de radiação torna-se necessária esta assimetria, para tornar mais efetivo o rendimento do acessório.

2.6.2. Tamanho das partículas de fósforo

Um cristal de fósforo maior tem mais capa-cidade de absorver radiação do feixe incidente. Cris-tais menores tendem a produzir fluorescência que será absorvida pelo próprio material, devido à disper-são luminosa.

2.6.3. Camadas absorventes ou refletoras de luz

São colocadas entre a camada de fósforo e o suporte para forçar o retorno da luz que tende a esca-par do filme (refletoras) ou para absorver a radiação que escapa pela parte superior do ècran.

fóton

tela emulsão

base celulósica

refletor

Figura 2.6. Com a película refletora, o fóton de

luz que se dirigisse para o lado oposto do filme seria redirecionado para a emulsão.

2.6.4. Pigmentos corantes na camada de fósforo

Alguns ècrans possuem, associados aos cris-tais de fósforo, determinados pigmentos corantes pa-ra evitar a dispersão lateral da luz através do ècran, mas isto também diminui a intensidade luminosa produzida pelo dispositivo. Dependendo do tipo, os corantes conferem ao ècran as cores cinza, rosa ou amarela.

2.7 EXERCÍCIOS

1. Por que se utilizam as telas intensificado-ras?

2. Qual a função do chassi?

3. Por que o chassi possui lâmina de chumbo apenas num dos lados?

4. Qual o fenômeno físico que ocorre com as

TELAS INTENSIFICADORAS 13


telas intensificadoras na emissão de luz?

5. Para que serve a película refletora?

6. Quais são as características que o técnico deve especificar na hora de comprar um ècran?

filme radiogrÁfico e processamentofiles.radiologia-rx.webnode.com.br/200000209-cb477cc437/filme...

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