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“Tradição em formar Profissionais com QualidadeAvenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 Tel.: (11) 4678-5508- [email protected] COLÉGIO TÉCNICO SÃO BENTO FÍSICA APLICADA À RADIOLOGIA

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FÍSICA APLICADA À RADIOLOGIA

“Tradição em formar Profissionais com Qualidade”

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Sumário

Histórico.........................................................................................................01

Descoberta dos Raios-X.................................................................................03

Tubo de Raios-X............................................................................................04

Esquema do Tubo de Raios-X.......................................................................08

A natureza da radiação Ionizante..................................................................09

Estrutura da matéria.......................................................................................10

Formação da radiação X................................................................................12

Radiação de Freamento (Bremsstrahlung).....................................................14

Radiação característica..................................................................................16

Efeito fotoelétrico.........................................................................................19

Efeito Compton.............................................................................................19

Formação da Imagem Radiológica...............................................................21

Distorção.......................................................................................................22

Efeito Anódico..............................................................................................24

Divergência do Feixe de R-X .......................................................................24

Referências Bibliográficas e Agradecimentos..............................................26

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Histórico

Wilhelm Conrad Röntgen (em Inglês: "William Conrad Roentgen") (27 de março de 1845 -

10 de fevereiro de 1923) foi um físico alemão, da Universidade de Würzburg, que, em 8 de

novembro de 1895, produziu e detectou a radiação eletromagnética, conhecida hoje como

raios-x ou raios Röntgen. Röntgen nome é normalmente dado como "Roentgen" (uma forma

alternativa em alemão) em Inglês, portanto, mais referências científicas e médicas que lhe são

encontrados sob esta ortografia.

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Fig. 2 – primeiros exames, obs.: gratuitos

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Fig.03 - Primeira radiografia de Roentgen

Fig. 04 - Laboratório de pesquisas de Roentgen

Descoberta de Raios-X

Em 1895, o físico Wilhelm Conrad Roentgen, estudando descargas elétricas em gases

rarefeitos e ampolas de Crookes, por acaso descobriu os raios X. Ele tinha uma ampola de

Crookes encerrada em uma caixa de papelão, e alimentada por uma bobina de Rumkhorff.

Com o conjunto em um quarto escuro, ele observou que, quando o tubo funcionava, se

produzia fluorescência num cartão pintado com platino-cianureto de bário. A fluorescência

era observada quer estivesse voltada para o tubo a face do cartão pintada com platino

cianureto de bário, quer a face oposta, e até com este cartão afastado a dois metros do tubo.

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A fluorescência não era causada

vidro do tubo. Roentgen observou a seguir que o agente causador da fluorescência se

originava na parede do tubo de Crookes, no ponto onde os raios catódicos encontravam essa

parede. Não sabendo do que se

Tubos de raios X

Raios X são produzidos todas as vezes que elétrons encontram um obstáculo. Na

experiência de Roentgen, eles eram produzidos quando os elétrons encontravam a parede do

tubo. Há dois tipos de tubos de raios X em uso.

1º - Tubos a gás

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A fluorescência não era causada pelos raios catódicos, pois estes não atravessam o

vidro do tubo. Roentgen observou a seguir que o agente causador da fluorescência se

originava na parede do tubo de Crookes, no ponto onde os raios catódicos encontravam essa

parede. Não sabendo do que se tratava, Roentgen chamou raios-X.

Raios X são produzidos todas as vezes que elétrons encontram um obstáculo. Na

experiência de Roentgen, eles eram produzidos quando os elétrons encontravam a parede do

tubo. Há dois tipos de tubos de raios X em uso.

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pelos raios catódicos, pois estes não atravessam o

vidro do tubo. Roentgen observou a seguir que o agente causador da fluorescência se

originava na parede do tubo de Crookes, no ponto onde os raios catódicos encontravam essa

Raios X são produzidos todas as vezes que elétrons encontram um obstáculo. Na

experiência de Roentgen, eles eram produzidos quando os elétrons encontravam a parede do

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Possuem gás à pressão de mais ou menos 0, 001 mm Hg. O tubo é esférico, e além do

cátodo C e do ânodo A, possui um terceiro eletrodo B, chamado alvo, colocado no centro da

esfera. O alvo B está ligado ao anodo A, de maneira que ficam ao mesmo potencial. Este alvo

combinado com o ânodo produz um campo elétrico que encurva a trajetória dos elétrons e faz

que a maioria dos elétrons encontre o alvo perpendicularmente. A diferença de potencial entre

o catodo e o anodo nestes tubos é de 30.000 a 50.000 volts.

Os elétrons saem do catodo, choca

produz raios X.

A próxima figura é a fotografia de um desses tubos; o diâmetro da esfera é de um

palmo, aproximadamente.

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ão de mais ou menos 0, 001 mm Hg. O tubo é esférico, e além do

cátodo C e do ânodo A, possui um terceiro eletrodo B, chamado alvo, colocado no centro da

esfera. O alvo B está ligado ao anodo A, de maneira que ficam ao mesmo potencial. Este alvo

om o ânodo produz um campo elétrico que encurva a trajetória dos elétrons e faz

que a maioria dos elétrons encontre o alvo perpendicularmente. A diferença de potencial entre

o catodo e o anodo nestes tubos é de 30.000 a 50.000 volts.

Os elétrons saem do catodo, choca-se com o alvo, e nesse choque se

A próxima figura é a fotografia de um desses tubos; o diâmetro da esfera é de um

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ão de mais ou menos 0, 001 mm Hg. O tubo é esférico, e além do

cátodo C e do ânodo A, possui um terceiro eletrodo B, chamado alvo, colocado no centro da

esfera. O alvo B está ligado ao anodo A, de maneira que ficam ao mesmo potencial. Este alvo

om o ânodo produz um campo elétrico que encurva a trajetória dos elétrons e faz

que a maioria dos elétrons encontre o alvo perpendicularmente. A diferença de potencial entre

se com o alvo, e nesse choque se

A próxima figura é a fotografia de um desses tubos; o diâmetro da esfera é de um

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2º - Tubo Coolidge

Neste tubo é feito o melho

elétrica fornecida por um gerador P. Assim aquecido ele emite muito maior quantidade de

elétrons, (efeito Edison). Não possui o alvo B, pois o próprio ânodo atua como alvo e emite os

raios X. A diferença de potencial entre o catodo e o anodo, fornecida pelo gerador G, nestes

tubos pode ser desde 100.000 até 1.000.000 de volts

Produção dos raios X

A produção dos raios X é explicada do seguinte modo: os elétrons emitidos pelo cátodo são

fortemente atraídos pelo ânodo, e chegam a este com grande energia cinética. Chocando

com o anodo, eles perdem a energia cinética, e cedem energia aos elétrons que

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Neste tubo é feito o melhor vácuo possível. O cátodo é aquecido por uma corrente

elétrica fornecida por um gerador P. Assim aquecido ele emite muito maior quantidade de

elétrons, (efeito Edison). Não possui o alvo B, pois o próprio ânodo atua como alvo e emite os

ça de potencial entre o catodo e o anodo, fornecida pelo gerador G, nestes

tubos pode ser desde 100.000 até 1.000.000 de volts

A produção dos raios X é explicada do seguinte modo: os elétrons emitidos pelo cátodo são

fortemente atraídos pelo ânodo, e chegam a este com grande energia cinética. Chocando

com o anodo, eles perdem a energia cinética, e cedem energia aos elétrons que

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r vácuo possível. O cátodo é aquecido por uma corrente

elétrica fornecida por um gerador P. Assim aquecido ele emite muito maior quantidade de

elétrons, (efeito Edison). Não possui o alvo B, pois o próprio ânodo atua como alvo e emite os

ça de potencial entre o catodo e o anodo, fornecida pelo gerador G, nestes

A produção dos raios X é explicada do seguinte modo: os elétrons emitidos pelo cátodo são

fortemente atraídos pelo ânodo, e chegam a este com grande energia cinética. Chocando-se

com o anodo, eles perdem a energia cinética, e cedem energia aos elétrons que estão nos

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átomos do ânodo. Estes elétrons são então acelerados. E acelerados, emitem ondas

eletromagnéticas que são os raios X, que são ondas eletromagnéticas de comprimento de onda

muito pequeno.

Aplicações dos raios X

Todos conhecem as aplicações dos raios X na medicina, em radiografias e curas de

certas moléstias. Mas eles têm muitas aplicações na técnica e na pesquisa em Física. Eles

muito contribuíram para o conhecimento da estrutura da matéria. Por meio de raios X se

conseguiu provar a estrutura reticular dos cristais. Em Mineralogia, a aplicação dos raios X é

tão intensa que foi criada dentro dela, uma especialização chamada “Ótica Cristalográfica”,

que trata das propriedades dos cristais reveladas por raios X.

Componentes do equipamento de Raios-X

Os aparelhos de raios X são constituídos de três componentes fundamentais: o tubo de

Raios X, o gerador de alta voltagem e o painel de controle.

Fig. 05 tubo de R.X

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Esquema de um tubo de raios X

É um tubo de vidro denominado ampola no qual se faz vácuo e que contém no seu

interior o cátodo e o ânodo. Sua função também é de promover isolamento térmico elétrico

entre as partes. Possui uma janela com espessura menor do que o resto da ampola (janela de

Berílio) e pela qual passa o feixe útil com o mínimo de absorção possível. O tubo é colocado

dentro de uma calota protetora revestida de chumbo, chamado de cabeçote a fim dereduzir a

radiação espalhada.

O cabeçote contém a ampola e demais acessórios. É geralmente de alumínio ou cobre

cuja função é de blindar radiação de fuga. Possui uma janela radio transparente por onde

passa o feixe. O espaço é preenchido com óleo que atua como isolante elétrico térmico.

- (negativo) + (positivo)

Fig.

06 Aspecto interno da Ampola de Raios-X

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A Natureza da Radiação Ionizante

Com a descoberta dos Raios X pelo físico W. C. Roentgen em 1895, imediatamente inciaram-

se os estudos sobre as emissões de partículas, provenientes de corpos radioativos, observando

suas propriedades e interpretando os resultados. Nesta época, destacaram-se dois cientistas,

Pierre e Marie Curie, pela descoberta do polônio e o radium e ainda deve-se a eles a

denominação “Radioatividade” (propriedade de emissão de radiações por diversas

substâncias). No começo do século XX, 1903, Rutherford, após profundos estudos formulou

hipóteses sobre as emissões radioativas, pois convém frisar, que naquela época ainda não se

conhecia o átomo e os núcleos atômicos e coube a este cientista a formulação do primeiro

modelo atômico criado e que até hoje permanecem suas características. O nome “Radiação

Ionizante” se originou da propriedade de que certa forma de energia radiante possui de

atravessar materiais opacos à luz visível possuírem um comprimento de onda extremamente

curto, o que lhes dá a capacidade de atravessarem materiais que absorvem ou refletem a luz

visível. Por serem de natureza semelhante à luz, os Raios X possuem uma série de

propriedades em comum com a luz entre as quais podemos citar: possuem mesma velocidade

de propagação (300.000 km/s), deslocam-se em linha reta, não são afetadas por campos

elétricos ou magnéticos, possuem a propriedade de impressionar emulsões fotográficas.

Poderíamos citar outras propriedades comuns entre as radiações ionizantes e a luz

visível. Ocorre, no entanto, que vários fenômenos que observamos na luz, são muitos difíceis

de serem detectados. O fenômeno de refração, por exemplo, ocorre nas radiações, mas numa

escala tão pequena que são necessários instrumentos muito sensíveis para detectá-lo. Isso

explica porque a radiação penetrante não pode ser focalizada através de lentes, como acontece

com a luz.

Características

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As mais relevantes propriedades da radiação ionizante são:

� Deslocam-se em linha reta.

� Podem atravessar materiais opacos à luz, ao fazê-lo, são parcialmente absorvidos por

esses materiais.

� Podem impressionar películas fotográficas, formando imagens.

� Provocam o fenômeno da fluorescência.

� Provocam efeitos genéticos.

� Provocam ionizações nos gases.

� No vácuo, viajam na velocidade da Luz.

� É polienergetico.

� Obedecem à lei do inverso do quadrado da distância (1/r2).

� Não são alterados por campo elétrico ou magnético.

A radiografia é uma fotografia tirada com raios X, em vez de ser tirada com luz. Os

raios X podem exercer, sobre os tecidos, ações benéficas ou maléficas, conforme a dose com

que são absorvidos. Assim como curam, também podem produzir doenças, como por

exemplo, a doença de pele chamada radiodermite, muito perigosa porque pode se transformar

em câncer.

Está provado que existe uma dose de raios X máxima que cada pessoa pode receber.

Qualquer pessoa pode ser submetida a doses compreendidas nesse limite máximo.

Estrutura da Matéria

Em 1906, Ernest Rutherford realizou experiências com bombardeio de partículas alfa

em finas folhas de ouro (as partículas alfa são emitidas por certos radioisótopos, ocorrendo

naturalmente). Ele achava que a maioria das partículas passava direto através da fina folha do

metal em sua direção original. Contudo, algumas partículas foram desviadas.

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Isto levou ao desenvolvimento do modelo atômico que é aceito até hoje. O núcleo

contém carga positiva do átomo e ao redor do núcleo, giram um número de elétrons.

Os elétrons ocupam níveis ou camadas de energia e os espaçamentos desses níveis

causam o grande tamanho do átomo em comparação com o núcleo.

Os cientistas conheciam agora que o átomo consistia de um núcleo contendo um

número de prótons e uma nuvem eletrônica com igual número de elétrons. Contudo eles

achavam confuso, pelo fato do átomo de hélio (número atômico 2) pesar quatro vezes mais

que o átomo de hidrogênio. Irregularidades no peso persistiam através da tabela periódica.

Predisseram algumas teorias para o acontecido, mas a confusão terminou em 1932 quando

James Chadwick, físico inglês descobriu uma partícula chamada de nêutron.

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Essa partícula tinha uma massa igual ao do próton, mas não tinha carga. Para

descrever essa nova propriedade, cientistas alegaram o número de massa, número de

partículas (prótons e nêutrons no núcleo). Descrevendo o átomo, o número de massa seria

escrito com um número superior no símbolo químico.

Formação da radiação X

O tubo de raios X possui dois

elementos principais e que serão a

partir de agora objeto de estudo:

cátodo e ânodo.

O cátodo é o eletrodo negativo do

tubo. É constituído de duas partes

principais: o filamento e o corpo

focalizador. A função básica do cátodo é

emitir elétrons e focalizá-los em forma de

um feixe bem definido apontado para o

ânodo. Em geral, o cátodo consiste de um

pequeno fio em espiral (ou filamento)

dentro de uma cavidade (copo de

focagem) como mostrada na figura

anterior.

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O filamento é normalmente feito de Tungstênio (com pequeno acréscimo de Tório)

Toriado, pois esta liga tem alto ponto de fusão e não vaporiza facilmente (a vaporização do

filamento provoca o enegrecimento do interior

do tubo e a conseqüente mudança nas

características elétricas do mesmo). A queima

do filamento é, talvez, a mais provável causa

da falha de um tubo.

O corpo de focagem serve para focalizar os

elétrons que saem do cátodo e fazer com que

eles “colidam” no ânodo e não em outras

partes. A corrente do tubo é controlada pelo

grau de aquecimento do filamento (cátodo).

Quanto mais aquecido for o filamento, mais elétrons serão emitidos pelo mesmo, e maior

será a corrente que fluirá entre ânodo e cátodo. Assim, a corrente de filamento controla a

corrente entre ânodo e o cátodo.

O ânodo é o pólo positivo do tubo, serve de suporte para o alvo e atua como elemento

condutor de calor. O ânodo deve ser de um material (tungstênio) de boa condutividade

térmica, alto ponto de fusão (3.400°C) e alto número atômico, de forma a minimizar a

relação de perda de energia dos elétrons por radiação (raios X) e a perda de energia por

aquecimento. Existem dois tipos de ânodo: fixo e giratório.

Os tubos de ânodo fixo são usualmente utilizados em máquinas de baixa corrente, tais

como: raios-X odontológico, raios- X portátil, máquinas de radioterapia, etc.

Os tubos de ânodo giratório são usados em máquinas de alta corrente, normalmente

utilizadas em radiodiagnóstico. Ele permite altas correntes, pois a área de impacto dos

elétrons fica aumentada. Como exemplo, tomemos um alvo fixo, cuja área de impacto é de

1 mm x 4 mm, isto é, 4 mm2. Se este alvo girar com um raio de giro igual 30 mm, a área de

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impacto seria aproximadamente: 754 mm

200 vezes mais área do que o tubo f

O ânodo e o cátodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo

ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente

constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de p

isolamento térmico e elétrico entre ânodo e cátodo

Radiação de Freamento (Bremsstrahlung)

Essa radiação é produzida quando um elétron passa próximo ao núcleo de um átomo de

tungstênio, sendo atraído pelo núcleo deste e desviado de sua trajetória original. Com isto,

o elétron perde uma parte de sua energia cinética original, emitindo parte dela

de radiação, de alta e baixa energia, comprimento de onda diferente dependendo do nível

de profundidade atingido pelo elétron do metal alvo. Isto significa dizer que, enquanto

penetra no material, cada elétron sofre uma perda energética que irá

com energia e comprimento de onda também menor. Se formos considerar

percentualmente a radiação produzida, veremos que 99% dela são emitida como calor e

somente 1% possui energia com características de radiação X.

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impacto seria aproximadamente: 754 mm2; nestas condições, o tubo giratório teria cerca de

200 vezes mais área do que o tubo fixo.

O ânodo e o cátodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo

ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente

constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de p

isolamento térmico e elétrico entre ânodo e cátodo.

Radiação de Freamento (Bremsstrahlung)

Essa radiação é produzida quando um elétron passa próximo ao núcleo de um átomo de

tungstênio, sendo atraído pelo núcleo deste e desviado de sua trajetória original. Com isto,

o elétron perde uma parte de sua energia cinética original, emitindo parte dela

de radiação, de alta e baixa energia, comprimento de onda diferente dependendo do nível

de profundidade atingido pelo elétron do metal alvo. Isto significa dizer que, enquanto

penetra no material, cada elétron sofre uma perda energética que irá gerar radiação (fótons)

com energia e comprimento de onda também menor. Se formos considerar

percentualmente a radiação produzida, veremos que 99% dela são emitida como calor e

somente 1% possui energia com características de radiação X.

Radiação Bremsstrahlung

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; nestas condições, o tubo giratório teria cerca de

O ânodo e o cátodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo

ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente

constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de promover

Essa radiação é produzida quando um elétron passa próximo ao núcleo de um átomo de

tungstênio, sendo atraído pelo núcleo deste e desviado de sua trajetória original. Com isto,

o elétron perde uma parte de sua energia cinética original, emitindo parte dela como fótons

de radiação, de alta e baixa energia, comprimento de onda diferente dependendo do nível

de profundidade atingido pelo elétron do metal alvo. Isto significa dizer que, enquanto

gerar radiação (fótons)

com energia e comprimento de onda também menor. Se formos considerar

percentualmente a radiação produzida, veremos que 99% dela são emitida como calor e

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Existem situações (raras) em que alguns elétrons muito energéticos se chocam

diretamente com os núcleos, convertendo toda a sua energia cinética em um fóton de alta

energia e freqüência (a rigor, esta seria outra forma de geração de radiação, onde a energia

do fóton gerado é igual à energia do elétron incidente, o que se configura como um fóton

de máxima energia).

Durante o bombardeamento do alvo, todas as possibilidades em termos de geração de

fótons acontecem, na medida em que temos interações diferentes entre elétrons incidentes

com o material do alvo, gerando fótons de diferentes energias.

A radiação de Freamento, ou

Bremsstrahlung, se caracteriza por ter

uma distribuição de energia relativa aos

fótons gerados bastante amplos, como

mostra a figura a seguir.

Como se pode observar pelo gráfico

ao lado, a maioria dos fótons obtidos possui

baixa energia, sendo que somente uns poucos

têm a energia equivalente à diferença de

potencial (voltagem) aplicada ao tubo. Esse

gráfico mostra que, são gerados muitos fótons

de baixa energia, o que pode ser perigoso

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para o paciente irradiado, pois estes fótons de baixa energia interagem com os tecidos

vivos, sem contribuir para a formação da imagem radiográfica.

O espectro, distribuição das energias dos fótons gerados por uma radiação de

Freamento, é mostrado na figura a seguir, onde se pode observar que a radiação não é

monoenergética, mas sim polienergética, pois temos fótons de diferentes energias, em

quantidades diferentes.

Radiação característica

Pelo visto anteriormente, alguns fótons interagem diretamente com os núcleos, convertendo

toda sua energia em radiação,

sem modificar o átomo alvo,

ou seja, sem ionizá-lo.

Existem situações, no

entanto, em que elétron pode

interagir com um átomo

quebrando sua neutralidade

(ionizando-o), ao retirar dele

elétrons pertencentes à sua

camada mais interna (K). Ao

retirar o elétron da camada K, começa o processo de preenchimento dessa lacuna (busca de

equilíbrio), por elétrons de camada superiores. Dependendo de camada que vem o elétron

que ocupa a lacuna da camada K, teremos níveis de radiação diferenciados.

Como exemplo, vamos considerar que um elétron da camada L ocupe a lacuna da

camada K, emitindo uma radiação da ordem de 59 keV; se o elétron ocupante vem da

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camada M, a energia gerada é da ordem de 67 keV; se o elétron ocupante vem da camada

N, teremos uma radiação da ordem de 69 keV.

Quando se usa como alvo um material com o

tungstênio, o bombardeamento por elétrons de alta

energia gera uma radiação com características

específicas (radiação característica), pois esse

material possui um número atômico definido

(bastante alto), necessitando um nível alto de

energia para retirar os elétrons de sua camada K.

A energia da radiação gerada por um alvo de tungstênio é da ordem de 70 keV. A

condição necessária e imprescindível para que se produza a radiação característica do

tungstênio é que os fótons devem ter uma energia máxima superior a 70 keV, já que a

energia de ligação da camada K é da ordem de 70 keV.

Como se da o processo de geração da radiação característica do tungstênio?

Exemplo: Quando bombardeamos um alvo de tungstênio com elétrons submetidos a

uma tensão de 100 kV, serão gerados fótons com energia de poucos keV até 100 keV, mas

uma grande parte deles terá energia da ordem de 70 keV, característica do tungstênio.

Cada material emite um nível definido de radiação característica, dependendo de seu

número atômico, como são os casos do tungstênio (radiologia convencional) e molibdênio

(mamografia), que possuem radiações características da ordem de 70 keV e 20 keV,

respectivamente.

Essa figura é o resultado da superposição da radiação característica do tungstênio

com o espectro contínuo gerado com 100 kVp. Nela se pode observar que, além de fótons,

com energias baixas e altas, temos um grande número deles com energias correspondentes

somente ao tungstênio. Quando o alvo bombardeado é de molibdênio, a radiação

característica se situa na faixa de 20 keV.

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Interação dos raios-X com a matéria

Na faixa de energias que inclui os raios X e gama, há várias interações possíveis com

o átomo ou com elétrons atômicos ou ainda com o núcleo, mas há também a possibilidade de

não-interação, ou seja, a interação da radiação eletromagnética pode atravessar distâncias

consideráveis em um meio material sem modificá-lo e sem se modificar. As probabilidades de

interação (e de não-interação) dependem de características do meio e da radiação. A radiação

eletromagnética ionizante é tratada, em boa parte dos casos, como um conjunto de partículas –

os fótons. A cada energia de fóton hv corresponde um momento associado hv / c, e, dessa

forma, podem ocorrer ‘colisões’ em que o fóton transfere energia e momento para outras

partículas.

As principais interações que ocorrem na matéria com fótons de energias na faixa de

poucos keV até dezenas de MeV são:

• espalhamento coerente (ou efeito Rayleigh): corresponde à absorção e re-emissão da

radiação pelo átomo, em uma direção diferente da de incidência. Somente neste efeito a

radiação é tratada como onda; em todos os outros se considera a radiação eletromagnética

como constituída de fótons;

• efeito fotoelétrico: o fóton é absorvido pelo átomo e um elétron atômico é liberado para se

mover no material. A energia cinética adquirida por esse elétron é a diferença entre a energia

do fóton e a energia de ligação do elétron ao átomo;

• efeito Compton (ou espalhamento inelástico): trata-se do espalhamento de um fóton por um

elétron livre do material. Há transferência de parte da energia e do momento do fóton para o

elétron, e um fóton com a energia restante é espalhado em outra direção;

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Na obtenção da imagem por raios-X dois tipos de interação entre a radiação e a

matéria são importantes: o efeito fotoelétrico e o efeito Compton. Aqui, diferente da produção

de raios-X, é o fóton que vai interagir com o átomo do organismo que se quer estudar (ou

melhor, produzir uma imagem).

O efeito fotoelétrico

Ocorre quando um fóton de raios-X choca-se com um elétron de um átomo e desloca-o

de sua camada orbitária no átomo. Com a perda do elétron, o átomo fica ionizado. Nesta

situação toda a energia do fóton de raios-X é utilizada para deslocar o elétron. Este efeito é

muito acentuado nos materiais muito densos como, por exemplo, no chumbo e depende do

número atômico do elemento (é proporcional ao cubo desse número).

O efeito Compton

Neste caso o fóton aproxima-se do átomo, choca-se com um elétron orbitário pode ou

não arrancá-lo da camada orbitária, dependendo da energia envolvida, mas o que é

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fundamental: não cede toda a sua energia e neste caso o fóton dos raios-x é desviado de sua

trajetória. Nesta nova trajetória ele pode interagir com outros átomos e sofrer de novo desvio

de sua trajetória. No final, a trajetória deste fóton não é retilínea. Como a obtenção das

imagens de raios-X depende da diferença de densidade entre as diversas estruturas, e do

arranjo linear entre a fonte e o local de detecção (como a sombra de uma lâmpada), uma

trajetória não retilínea resulta em um prejuízo na interpretação das diferenças de densidade e

borramento do contorno (imagine que mais que uma lâmpada ilumine um objeto, de forma a

produzir mais que um limite da sua sombra).

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Formação da Imagem Radiológica

Detalhe na Imagem

O detalhe pode ser definido como a nitidez de estruturas na radiografia. Essa nitidez

dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de linhas estruturais finas e pelas bordas

de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A ausência de detal

como borramento ou ausência de nitidez.

A radiografia ideal apresentará boa nitidez da imagem. O maior impedimento para a

nitidez da imagem relacionado ao posicionamento é o movimento.

Outros fatores que influenciam no detalhe são tamanho

(Distância foco-filme) e DOF (Distância objeto

menor borramento geométrico, ou seja, em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes.

Portanto, o pequeno ponto focal selecionado no painel

possível.

O uso do pequeno ponto focal, a menor DOF possível e uma DFoFi maior, também

melhoram os detalhes registrados ou a definição na radiografia conforme descrito e ilustrado

acima.

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Formação da Imagem Radiológica

O detalhe pode ser definido como a nitidez de estruturas na radiografia. Essa nitidez

dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de linhas estruturais finas e pelas bordas

de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A ausência de detal

como borramento ou ausência de nitidez.

A radiografia ideal apresentará boa nitidez da imagem. O maior impedimento para a

nitidez da imagem relacionado ao posicionamento é o movimento.

Outros fatores que influenciam no detalhe são tamanho do ponto focal, DFoFi

filme) e DOF (Distância objeto-filme). O uso de menor ponto focal resulta em

menor borramento geométrico, ou seja, em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes.

Portanto, o pequeno ponto focal selecionado no painel de controle deve ser usado sempre que

O uso do pequeno ponto focal, a menor DOF possível e uma DFoFi maior, também

melhoram os detalhes registrados ou a definição na radiografia conforme descrito e ilustrado

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O detalhe pode ser definido como a nitidez de estruturas na radiografia. Essa nitidez

dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de linhas estruturais finas e pelas bordas

de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A ausência de detalhes é conhecida

A radiografia ideal apresentará boa nitidez da imagem. O maior impedimento para a

do ponto focal, DFoFi

filme). O uso de menor ponto focal resulta em

menor borramento geométrico, ou seja, em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes.

de controle deve ser usado sempre que

O uso do pequeno ponto focal, a menor DOF possível e uma DFoFi maior, também

melhoram os detalhes registrados ou a definição na radiografia conforme descrito e ilustrado

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Sumário para controle de detalhes:

� Pequeno ponto focal – usar pequeno ponto focal, sempre que possível, para melhorar

os detalhes.

� Menor tempo de exposição – usar menor tempo de exposição possível para controle

voluntário e movimento involuntário.

� Velocidade filme/écran – Usar velocidade filme-écran mais rápida para controlar os

movimentos voluntários e involuntários.

� DFoFi – usar maior DFoFi para melhorar os detalhes.

� DOF – usar menor DOF para melhorar os detalhes.

Distorção

O quarto fator de qualidade da imagem é a distorção, que pode ser definida como a

representação errada do tamanho ou do formato do objeto projetado em meio de registro

radiográfico. A ampliação algumas vezes é relacionada como um fator separado, mas, como é

uma distorção do tamanho, pode ser incluída com a distorção do formato. Portanto, a

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distorção, seja de formato ou de tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e,

como tal, é indesejável.

O correto alinhamento da parte anatômica que esta sendo radiografada é fator

importante para a redução da distorção e conseqüentemente para a melhoria da imagem

obtida.

Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que esta se

radiografada. Isso é impossível porque há sempre alguma ampliação e/ou distorção devido a

DFoFi e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e

controlada.

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distorção, seja de formato ou de tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e,

O correto alinhamento da parte anatômica que esta sendo radiografada é fator

importante para a redução da distorção e conseqüentemente para a melhoria da imagem

Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que esta se

radiografada. Isso é impossível porque há sempre alguma ampliação e/ou distorção devido a

DFoFi e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e

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distorção, seja de formato ou de tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e,

O correto alinhamento da parte anatômica que esta sendo radiografada é fator

importante para a redução da distorção e conseqüentemente para a melhoria da imagem

Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que esta sendo

radiografada. Isso é impossível porque há sempre alguma ampliação e/ou distorção devido a

DFoFi e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e

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Efeito Anódico

Descreve um fenômeno no qual a intensidade da

radiação emitida da extremidade do catodo do

campo de raios X é maior do que aquela na

extremidade do anodo. Isso é devido ao ângulo da

face do anodo, de forma que há maior atenuação

ou absorção dos raios-X na extremidade do anodo.

A diferença na intensidade do feixe de raios

X entre catodo e anodo pode variar de 30% a 50%.

Na realização de estudos radiológicos do

fêmur, perna, úmero, coluna lombar e torácica

deve-se levar em conta a influência do efeito anódico na realização das incidências

radiológicas pertinentes a estes estudos.

Divergência do feixe de raios X

Este é um conceito básico, porém importante, a ser compreendido em um estudo de

posicionamento radiográfico. A divergência do feixe de raios X ocorre porque os raios X

originam-se de uma fonte estreita no tubo e divergem ou espalham-se para cobrir todo o filme

ou receptor de imagem.

O tamanho do feixe de raios X é limitado por colimadores ajustáveis, que absorvem os raios

X periféricos dos lados, controlando, assim, o tamanho do campo de colimação. Quanto maior

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o campo de colimação e menor o DFoFi, maior o ângulo de divergência nas margens

externas. Isso aumenta o potencial de distorção nestas margens externas.

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externas. Isso aumenta o potencial de distorção nestas margens externas.

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o campo de colimação e menor o DFoFi, maior o ângulo de divergência nas margens

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Referências Bibliográficas

Curry TS, Dowtey JI, Murry RC. Christensen`s Physics of Diagnostic radiology. 4a edição. Filadélfia:

Lea &Febiger 1990.

Friedman M, Friedland GW. As Dez Maiores Descobertas da Medicina. São Paulo: Companhia das

Letras 2000: 170-194.

Paul LW, Juhl JH. Interpretação Radiológica 6a edição. Rio de Janeiro: Editora Guanabara 1996.

Agradecimentos

Agradecemos a toda equipe do Colégio Técnico São Bento e em especial ao Professor Marciel

Pereira Oliveira que participou da revisão desta apostila.