Rad conv

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

RADIOGRAFIA CONVENCIONAL

CURSO TÉCNICO DE RADIOLOGIA

Impresso na Gráfica do CEFET/SC Direitos Reservados

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ÍNDICE 1. EQUIPAMENTO RADIOGRÁFICO 1

1.1 HISTÓRICO 1 1.2 PRODUÇÃO DOS RAIOS X 1 1.3 EQUIPAMENTO BÁSICO 2

1.3.1. Equipamento Fixo 2 1.3.2. Equipamento Móvel 3 1.3.3. Equipamento Portátil 4 1.3.4. Componentes Básicos 4

1.4 EXERCÍCIOS 6

2. TUBO DE RAIOS X 7

2.1 AMPOLA 7 2.1.1. Evolução 7 2.1.2. Estrutura 7 2.1.3. Tipos 8

2.2 ENVELOPE 8 2.2.1. Material 8 2.2.2. Janela 9

2.3 CÁTODO 9 2.3.1. Copo catódico 10 2.3.2. Filamento 10 2.3.3. Colimador do foco 10 2.3.4. Correntes na ampola 11

2.4 ÂNODO 11 2.4.1. Ânodo fixo 12 2.4.2. Ânodo rotatório 13 2.4.3. Dissipação de calor 14

2.5 CABEÇOTE 14 2.5.1. Dissipação do calor gerado 15

2.6 EXERCÍCIOS 15

3. SISTEMA ELÉTRICO 17

3.1 SISTEMA BÁSICO 17 3.1.1. Evolução 17 3.1.2. Esquema Elétrico Simplificado 17

3.2 SISTEMA RETIFICADO 18 3.3 SISTEMA TRIFÁSICO 19 3.4 SISTEMA DE ALTA FREQÜÊNCIA 20 3.5 SISTEMA CAPACITIVO 21 3.6 QUALIDADE DA RADIAÇÃO 21 3.7 EXERCÍCIOS 22

4. FILTRAÇÃO E LIMITAÇÃO DO FEIXE 23

4.1 JUSTIFICATIVA 23 4.2 FILTRAÇÃO 23

4.2.1. Atenuação do feixe 23 4.2.2. Curva de atenuação 24 4.2.3. Filtração Inerente 24 4.2.4. Filtração Adicional 24

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4.2.5. Filtração Total 25 4.3 CAMADA SEMI-REDUTORA 25 4.4 LIMITAÇÃO 25

4.4.1. Diafragmas 26 4.4.2. Cones e Cilindros 26 4.4.3. Colimadores 27

4.5 TÉCNICA, DOSE E IMAGEM 28 4.6 EXERCÍCIOS 28

5. MESA DE EXAMES 29

5.1 FUNÇÃO DA MESA 29 5.2 TIPOS DE MESAS 29 5.3 MESA TELECOMANDADA 30 5.4 PORTA-CHASSI 30 5.5 EXERCÍCIOS 31

6. GRADE ANTIDIFUSORA 33

6.1 HISTÓRICO 33 6.2 CONSTRUÇÃO 34 6.3 PARÂMETROS 35

6.3.1. Razão de grade 35 6.3.2. Freqüência de grade 36 6.3.3. Fator de Melhoria do Contraste 36 6.3.4. Movimentação 36

6.4 POSICIONAMENTO DA GRADE 36 6.5 BUCKY MURAL 37 6.6 EXERCÍCIOS 38

7. IMAGEM RADIOGRÁFICA 39

7.1 FORMAÇÃO DA IMAGEM 39 7.2 IMAGEM AÉREA 39 7.3 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS 40 7.4 GRADE ANTIDIFUSORA 41 7.5 EFEITO ANÓDICO 41 7.6 EXERCÍCIOS 42

8. MESA DE COMANDO 43

8.1 ESTRUTURA 43 8.2 COMANDOS 43

8.2.1. Interruptor ligado/desligado 43 8.2.2. Seletores de KV, mA e tempo 43

8.3 REALIZAÇÃO DO EXAME 44 8.3.1. Preparação do Exame 44 8.3.2. Preparação de Exposição 44 8.3.3. Exposição 44

8.4 PARÂMETROS DE EXPOSIÇÃO 45 8.4.1. Corrente (mA) 45 8.4.2. Tensão (kV) 45 8.4.3. Tempo de Exposição (s) 45

8.5 DOSE DE RADIAÇÃO 45 8.6 SÍMBOLOS UTILIZADOS EM EQUIPAMENTOS RADIOLÓGICOS 46 8.7 EXERCÍCIOS 47

9. BIBLIOGRAFIA 49


1. EQUIPAMENTO RADIOGRÁFICO

1.1 HISTÓRICO

A radiação X, tal como é conhecida, foi des-coberta no dia 8 de Novembro de 1895, na cidade de Wüsburg, Alemanha, pelo cientista alemão Wilhelm Conrad Roentgen, quan-do fazia experiências com descargas de alta tensão em tubos contendo gases. Enquanto trabalhava em seu laboratório, ele obser-vou que um cartão reco-berto pela substância fosforescente platino-cianureto de bário, que se encontrava próximo, apre-sentava um brilho, durante a aplicação de alta tensão na ampola.

Surpreso com o fenômeno, ele recobriu a ampola com diferentes materiais e repetiu o proce-dimento de aplicação de tensão sobre o gás por várias vezes e a distâncias diferentes. Observando que o bri-lho sofria pequenas alterações, mas não desaparecia, concluiu que algo "saía da ampola" e sensibilizava o papel. A essa radiação desconhecida, ele resolveu dar o nome de RADIAÇÃO X (onde X representa a incóg-nita matemática, o desconhecido).

Figura 1.2. Tubo de gás para descarga elétrica utilizado por Roentgen em seus experimentos.

Essa descoberta deflagrou uma série de expe-

rimentos para avaliar suas características e potencia-lidades de aplicação em vários ramos de atividades. O campo onde mais se encontraram aplicações foi o da Medicina, na área de diagnóstico por imagem. A

partir do uso médico, a descoberta se espalhou rapi-damente pelo mundo, e os efeitos nocivos da radia-ção sobre seres vivos também foram sendo descobertos. Começou-se, então, paralelamente, o estabelecimento de uma série de normas para a ma-nipulação de equipamentos que trabalham com esse tipo de radiação, tanto para pacientes, quanto para operadores dos mesmos.

1.2 PRODUÇÃO DOS RAIOS X

Para entender-se melhor a estrutura de um equipamento radiográfico, se faz necessário revisar o processo de geração dos raios X. Um feixe de elé-trons acelerados bombardeando um alvo, de material com elevado número atômico, é a chave na produção de radiação. Para serem acelerados, os elétrons ne-cessitam de uma grande diferença de potencial, que é fornecida por um gerador ou fonte de alta tensão, a-través de dois eletrodos. Tem-se, então, um canhão de elétrons que lança-os a partir de um eletrodo con-tra o outro.

O choque entre elétrons e alvo faz com que ocorra a ionização do material bombardeado, a partir das camadas K e L da eletrosfera de seus átomos. Ocorre, então, a reocupação dos espaços deixados nestas camadas (K e L) pelos elétrons de camadas mais energéticas, com liberação de energia eletro-magnética de alta freqüência e grande poder de pene-tração: os raios X.

Basicamente, há dois processos de produção de radiação, baseados na interação dos elétrons com o alvo, a saber: radiação de freamento ou Bremstra-hlung e radiação característica. Independente de suas características peculiares, ambas as radiações são produzidas pelos mesmos elementos, o elétron acele-rado de alta energia e o alvo de metal pesado. Portan-to, podemos concluir que o aparelho de emissão de raios X é um equipamento que necessita ter um dis-positivo com capacidade de acelerar elétrons e de di-rigi-los para o choque com um alvo.

Por fim, devemos lembrar que a produção de raios X é omnidirecional, ou seja, a emissão dos fó-tons após o choque do elétron com o alvo ocorrerá em todas as direções. Logo, há a necessidade de se

Figura 1.1. Wilhelm Conrad Roentgen

2 Parte 2 – RADIOGRAFIA CONVENCIONAL

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providenciar para que a radiação produzida possa ser direcionada para o paciente a fim de produzir a ima-gem. Por outro lado, a radiação não direcionada ao paciente deve ser contida tanto quanto o necessário para proteção dos pacientes e técnicos.

1.3 EQUIPAMENTO BÁSICO

O processo de produção de uma imagem ra-diológica é composto basicamente por uma fonte ge-radora de radiação, o objeto de irradiação (corpo do paciente) e um sistema de registro do resultado da interação do feixe de fótons com o corpo, normal-mente, o filme radiográfico sensível à radiação X ou à luz. Associados à fonte e ao sistema de registro, temos dispositivos que servem para atuar sobre a e-missão e forma do feixe de radiação, de maneira a tratá-lo convenientemente para produzir imagens que possuam validade diagnóstica.

Atualmente, existem vários tipos de equipa-mentos radiográficos produzidos por inúmeras em-presas espalhadas pelo mundo. Todos os equipamentos possuem os mesmos componentes bá-sicos e funcionam segundo o mesmo princípio de produção e detecção ou registro da ima-gem. A tecnologia digital de registro e armazenamento das imagens geradas está ocupando o espaço do filme radiográfi-co, permitindo o tra-tamento de imagens e o envio das mes-mas para locais dis-tantes da sala de exames para análise por profissionais da aérea radiológica. O que varia nos equipamentos é a forma, tamanho, capacidade de produção de raios X e alguns mecanismos ou acessó-rios que permitem maior flexibilidade no uso do apa-relho, além, da questão da qualidade da imagem e da dose de radiação que o paciente se expõe.

Desta forma, podemos dividir os equipamen-tos radiográficos em três grupos:

a) fixos; b) móveis; e c) portáteis.

1.3.1. Equipamento Fixo

Os equipamentos fixos, pela própria classifi-

cação, são aqueles que não podem ser retirados do local onde foram instalados. Necessitam, pois, de uma sala exclusiva para sua utilização, com supri-mento adequado de energia, espaço para movimenta-ção do paciente, técnico e equipe de enfermagem, local reservado para o operador controlar o equipa-mento à distância, armários para a guarda de acessó-rios, mesa onde se realizam os exames, entre outros requisitos. Para clínicas e hospitais, é o equipamento mais utilizado, quando realmente há uma grande de-manda de exames diários.

O equipamento fixo possui várias formas e tamanhos, podendo ser fixo ao chão por um pedestal ou ser preso ao teto, com uma coluna retrátil. Exis-tem muitos fabricantes em nível mundial e cada um procura diferenciar seu aparelho com alguma peculi-aridade. Por isso é difícil identificar muitos pontos em comum nos diversos aparelhos radiográficos exis-tentes, embora, todos eles permitam a realização de todas as técnicas radiográficas conhecidas.

Figura 1.4. Equipamento com parte da unidade

presa ao teto. (Siemens MultixTop - divulgação)

Figura 1.5. Aparelho telecomandado. (General Elec-

tric – cortesia Clínica Vita, Florianópolis-SC)

Figura 1.3. Equipamento de raios X. (Siemens - divulgação)

EQUIPAMENTO RADIOGRÁFICO 3


A figura 1.5 apresenta a foto de um aparelho telecomandado, que visualmente não apresenta dife-renças com um aparelho comum. Isto porque o aparelho telecomandado possui como diferença principal a possibilidade de ajustar todos os parâmetros mecânicos e geométricos (posição da mesa, inclinação, tamanho do campo, etc) a partir da própria mesa de comando, sem a necessidade do técnico tocar na mesa ou paciente.

Figura 1.6. Equipamento radiográfico Siemens inclinado. Na parte inferior podemos ver o tubo intensificador de imagem. (cortesia Clínica Imagemed,

Joinville - SC) Além da radiografia convencional, muitos

aparelhos radiográficos são construídos para realiza-rem outros tipos de exames, como a fluoroscopia e a planigrafia, ou tomografia linear. Do ponto de vista técnico, o equipamento pode ser considerado idêntico a um equipamento simples, apenas há a inclusão de alguns dispositivos acessórios que permitem a reali-zação destes exames especiais. A figura 1.6 apresenta um equipamento radiográfico que permite a realiza-ção de exames fluoroscópicos, pois possui um tubo intensificador (atrás do pedestal escuro, abaixo e no centro da foto). Este tubo, que desempenha a função do filme radiográfico, capta a imagem formada pelos raios X que atravessam o paciente deitado na mesa, após a geração na ampola (canto superior direito).

1.3.2. Equipamento Móvel

Muito semelhante em recursos, o equipamen-to radiográfico móvel é aquele que se constitui ape-nas do essencial para a realização de um exame radiográfico. Assim, é dispensada a mesa de exames e os controles do equipamento estão fisicamente jun-tos com a unidade geradora de radiação. A unidade pode ser então transportada facilmente através de um sistema de rodas já embutida na estrutura, já que pos-sui tamanho razoável. Para a realização do exame,

utiliza-se geralmente a própria maca ou cama onde se encontra o paciente, ou até mesmo a cadeira em que ele estiver sentado. A energia necessária para opera-ção do equipamento é retirada da rede 127V ou 220V da própria sala onde será realizado o exame, median-te uma tomada comum na parede. A capacidade de realização de exames é praticamente a mesma de um equipamento fixo.

Figura 1.7. Equipamento móvel tradicional. (Acoma

modelo SCD-105 - divulgação)

Figura 1.8. Equipamento móvel compacto. (Dynarad

- divulgação) Embora tenha um custo bem menor que o

equipamento fixo, o equipamento móvel não deve ser utilizado como um substituto deste. Até por que o equipamento móvel não tem capacidade para ser uti-lizado constantemente, realizando um exame após o outro. Além disso, a utilização do equipamento mó-vel pressupõe que a área onde ele será utilizado, uma UTI, por exemplo, deverá ser protegida com biombos de chumbo para que os demais pacientes não sejam irradiados.




1.3.3. Equipamento Portátil

A diferença entre o equipamento móvel e o portátil está em duas características básicas: peso e capacidade de radiação, ou flexibilidade para realiza-ção de exames. No caso dos equipamentos portáteis, seu peso e tamanho são concebidos para que possa ser carregado por uma única pessoa, através de alças ou armazenado em uma valise. Assim, pode facil-mente ser transportado nas ambulâncias ou mesmo no porta-malas de carros. Na realização de exames, o equipamento portátil tem capacidade para radiogra-far, normalmente, apenas as extremidades do corpo humano. Em contraposição, o equipamento móvel é muito utilizado para exames de tórax em unidades de tratamento intensivo, já que os pacientes não podem ser removidos até a sala de radiografia.

Figura 1.9. Vista frontal de um equipamento por-

tátil: a unidade de comando e de produção de raios X compõem uma única peça. (XTEC modelo

90tlc - divulgação)

Figura 1.10. Vista posterior do equipamento ante-

rior. (XTEC modelo 90tlc - divulgação) O baixo custo deste equipamento e a trans-

portabilidade já fez surgir em alguns países do he-misfério norte um novo tipo de serviço: o exame radiográfico à domicilio.

Figura 1.11. Unidade portátil de radiografia. (Min-

Xray modelo HF100H - divulgação)

1.3.4. Componentes Básicos

Vamos centralizar nossa abordagem, inicial-mente, sobre as características principais do equipa-mento radiográfico fixo, já que este é o mais completo e o mais utilizado atualmente. A partir dele, pode-se verificar quais os dispositivos ou acessórios que podem ser suprimidos para a construção de um equipamento móvel ou portátil. Além disto, por ser mais complexo, permite uma abordagem mais com-pleta sobre os fatores que influenciam na produção da radiação X e sua interação com o paciente e com os dispositivos de detecção (filme, por exemplo). Desta forma, pode-se prever as restrições de qualida-de quando da utilização de equipamentos móveis ou portáteis.

A Figura 1.12 ilustra a cadeia básica de aqui-sição de uma imagem radiográfica, mostrando desde a fonte de radiação, passando pelo paciente colocado sobre a mesa, até o final do processo com o disposi-tivo de registro da imagem, o filme radiográfico. Tem-se, então, mais detalhadamente, a representação da unidade geradora - chamada cabeçote, o dispositi-vo de controle geométrico do feixe - caixa de colima-ção, além de um acessório que se justapõem ao filme radiográfico - a grade antidifusora. Pode-se também perceber no desenho, o efeito produzido pela passa-gem do feixe pelo paciente, chamado a radiação se-cundária, que é um efeito colateral da interação do feixe com o paciente que, quando produzida em ex-cesso, prejudica a qualidade da imagem, além de au-mentar a dose de radiação no paciente.

A partir destas partes principais, descreve-se minuciosamente nos capítulos seguintes o funciona-mento do equipamento radiográfico fixo, detalhando cada um dos componentes que fazem parte dos itens citados.

EQUIPAMENTO RADIOGRÁFICO 5


Equipamentos e exames especiais, como mamografia, fluoroscopia, tomografia linear e com-putadorizada, radiografia odontológica e veterinária e radiografia industrial, além de ressonância magnéti-

ca, serão abordados oportunamente, a partir do co-nhecimento sólido da geração e interação dos raios X e do funcionamento detalhado de um equipamento radiográfico.

Figura 1.11. Partes componentes de um equipamento de raios X. (Siemens - Introdução à Técnica Radiográfica)

Podemos identificar na figura, pelos números

indicados, os seguintes componentes, além da radia-ção secundária, identificada pelas setas que se espa-lham a partir do paciente:

1) Cabeçote do equipamento

Local em que se encontra a ampola (tubo) de raios x, onde se produz a radiação propriamente dita. 2) Sistema de colimação interna do feixe

Responsável pela adequação do tamanho do campo, redução do efeito penumbra e da radiação es-palhada. 3) Feixe primário

Assim chamado por ser o feixe que sai da ampola e que irá interagir com o paciente. 4) Faixa de compressão do paciente

Usada para adequar a espessura do paciente e melhorar a qualidade da imagem, pela redução da ra-diação espalhada. 5) Mesa de exames

Local onde são colocados, além do paciente, alguns acessórios, tais como o porta-chassi, a grade

antidifusora e o filme radiográfico. 6) Grade antidifusora

Responsável pela redução dos efeitos de bor-ramento da radiação espalhada na imagem radiográ-fica. 7) Filme Radiográfico

Elemento sensível à radiação, colocado em um invólucro metálico protegido da luz, chamado chassi. 8) Porta-chassi

Estrutura metálica onde é colocado o chassi que contém o filme. 9) Radiação Secundária

É toda a radiação que não é proveniente do feixe principal, resultante da interação do feixe prin-cipal com a matéria (paciente, mesa, chassis, grade, cabeçote, etc.). 10) Estativa (não está no desenho)

É a coluna ou o eixo onde está preso o cabe-çote. Pode ser do tipo pedestal, preso ao chão, ou do tipo aéreo, fixado ao teto. Normalmente possui um trilho para que possa se movimentar.




1.4 EXERCÍCIOS

1. Como ocorreu a descoberta dos raios X?

2. Explique o fenômeno que dá origem a ra-diação X.

3. Como se classificam os equipamentos de radiografia?

4. Quais as diferenças entre um equipamento fixo e um móvel?

5. Quais as diferenças entre um equipamento móvel e um portátil?

6. Qual o melhor aparelho que deve ser ad-quirido por uma clínica radiológica? Por que?

7. Quais os riscos da utilização de um equi-pamento móvel ou portátil?

8. Quais são as partes básicas de um equi-pamento radiográfico?

9. Qual a diferença entre radiação ou feixe primário e radiação/feixe secundário?

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