Apostila de Equipamentos Radiologicos

Apostila de Equipamentos Radiologicos

(Parte 6 de 7)

Existem alguns fatores que influem diretamente na intensidade do feixe de fótons produzidos, ou seja, na qualidade e quantidade desse feixe energético. É importante que o técnico consiga associar os comandos da mesa com as variações da técnica radiológica.

A exposição do paciente ao feixe de raios X está condicionada, basicamente, a três parâmetros principais, que irão definir a qualidade do feixe, a saber:

Professor. : Ricardo Pereirae-mail. : rad_rick@hotmail.com

Equipamentos Radiológicos

Corrente (mA)

Quando falamos em corrente elétrica influindo na intensidade de um feixe de radiação, estamos nos referindo ao número de elétrons que são produzidos no filamento e que serão acelerados em direção ao ânodo. Logicamente, quanto maior for o número de elétrons disponíveis no cátodo, maior será o número de interações que ocorrerão no ânodo e mais denso será o feixe de fótons gerados.

Tensão (kV)

Quando estudamos eletricidade, analisamos, entre outros assuntos, o conceito de diferença de potencial elétrico (tensão). O que acontece quando aplicamos uma grande tensão a uma ampola é que estamos aumentando a energia dos elétrons gerados no filamento do cátodo. Dessa forma, esses elétrons, ao chegarem ao ânodo, estarão com energia cinética suficiente para interagirem com os átomos do metal alvo e, através dos processos de interação, produzirem radiação cujos fótons possuem energias desde poucos KeV até energias do nível daquelas dos elétrons incidentes. Da tensão aplicada, depende a máxima energia dos fótons gerados. Da mesma forma, através da tensão estamos alterando indiretamente o número de fótons gerados, por que sendo mais energéticos, os elétrons podem interagir com um maior número de átomos. Resumindo, o controle de kV afeta:

• a energia cinética (velocidade) dos elétrons produzidos pelo filamento; • o tipo de raio gerado (raios mais ou menos penetrantes), dependendo se o valor é alto ou baixo; • a seleção da radiação de baixa ou alta energia (poder de penetração).

Tempo de Exposição (s)

O circuito que controla o tempo de exposição é eletrônico e permite a seleção de tempos da ordem de milisegundos com extensa faixa de variação.

Professor. : Ricardo Pereirae-mail. : rad_rick@hotmail.com

Equipamentos Radiológicos

O filamento muitas vezes fica ligado o tempo todo, préaquecido. O ânodo giratório é ativado alguns segundos antes da exposição. A radiação só ocorre mesmo durante o tempo em que a ampola está sob a ação de dezenas de quilovolts. E este tempo é controlado com precisão pelo circuito temporizador.

O aumento do tempo de exposição implica num aumento do tempo de radiação, o que produzirá imagens mais escuras. A diminuição do tempo acarreta em imagens mais claras.

A dose de radiação é determinada pelo produto da corrente pelo tempo e oferece muitas possibilidades, mediante a variação de mA e s.

Exemplo: Considere que numa determinada técnica temos mAs = 200.

Poderíamos obter os mesmos 200 mAs, ou seja, sem alterar a dose no paciente, a partir da variação dos parâmetros relativos à corrente e ao tempo, de forma que o produto mAs permaneça constante, conforme mostra a tabela abaixo.

O exemplo a seguir mostra como podemos eliminar o efeito produzido pelo movimento do paciente durante a exposição. Isto pode ocorrer, por exemplo, em exames feitos em crianças. Logicamente, isto pode ser obtido com a redução do tempo, como mostra a solução do problema proposto.

Exemplo: Um exame selecionado para 70 kV, 100 mA e 0,12 s produz uma imagem borrada por movimento. Devemos reduzir o tempo de exposição para 0,004 s, qual o mA que mantém a dose no paciente?

Solução: Como o produto mAs deve ser mantido constante, temos que calcular o novo valor de corrente que compense a redução do tempo. Para isto, temos:

100 mA x 0,12 s = 12 mAs O produto 12 mAs é constante. Portanto, a corrente é a incógnita a ser calculada da seguinte forma:

Professor. : Ricardo Pereirae-mail. : rad_rick@hotmail.com

Equipamentos Radiológicos SÍMBOLOS UTILIZADOS EM EQUIPAMENTOS RADIOLÓGICOS

Professor. : Ricardo Pereirae-mail. : rad_rick@hotmail.com

Equipamentos Radiológicos

A radiação X tem uma característica muito perigosa: a capacidade de ionizar átomos. Por isso, a produção e o manejo do feixe de fótons devem ser realizados com muita cautela. Para a produção, o técnico conta com o controle do tempo de exposição (ms) e a quantidade de fótons (mA). Com relação à energia ou poder de penetração da radiação, o técnico controla apenas a energia máxima que os fótons do feixe podem atingir. Ocorre, então, que o feixe possuirá fótons de todas as energias possíveis, entre zero e a tensão máxima aplicada à ampola. Como se sabe, fótons de baixa energia serão espalhados ou absorvidos pelo paciente, pouco ou nada contribuindo para a imagem radiográfica. Assim, seria interessante que o paciente sofresse a ação apenas de fótons de média e alta energia. Isto implicaria numa imagem de melhor qualidade e numa menor dose no paciente. Como não há forma de gerar apenas os fótons com a energia que se deseja, a solução é a utilização de filtros mecânicos (placas metálicas) colocados no caminho do feixe. A esse processo de seleção ou separação dos fótons é dado o nome de FILTRAÇÃO.

Professor. : Ricardo Pereirae-mail. : rad_rick@hotmail.com

Equipamentos Radiológicos

A necessidade de LIMITAÇÃO da radiação gerada no ânodo se justifica por duas situações: proteção do paciente e do técnico e diminuição de dose no paciente, com melhoria da qualidade da imagem.

Primeiro, deve-se lembrar que a produção dos fótons no ânodo é omnidirecional. Ou seja, a partir do foco anódico são gerados fótons que se distribuem em todas as direções. Desta forma, se a ampola não fosse envolvida pelo cabeçote, a radiação seria emitida para todo o corpo do paciente e o técnico também estaria exposto constantemente aos riscos da radiação.

Logo, percebe-se a importância de limitar-se o feixe apenas à região da janela, e direcionado a anatomia que se quer radiografar. Em segundo lugar, deve-se limitar o feixe de radiação X apenas ao tamanho exato (conhecido por CAMPO) da anatomia que se deseja examinar. Isto impedirá que o paciente receba dose a mais do que o necessário e em partes que não estão sob exame. Outro motivo de limitação é a redução da radiação espalhada e conseqüente diminuição do borramento da imagem, já que a área irradia é menor.

Observando sempre estas duas condições antes da realização de cada exame, o técnico obterá a melhor imagem radiográfica possível com a menor dose no paciente e em si próprio, evitando, inclusive, a possibilidade de repetição do exame.

FILTRAÇÃO Atenuação do feixe

O conceito de atenuação está vinculado à redução de intensidade do feixe de fótons, conforme este atravessa a matéria. Essa atenuação é provocada pela absorção da radiação pelo meio ou por dispersão do feixe. Sabemos que um feixe de raios X é composto por fótons de diferentes energias. Dependendo de suas energias, esses fótons serão mais ou menos absorvidos (eliminados) pelas diferentes estruturas atravessadas por eles. Os fótons de baixa energia vão “ficando pelo caminho”, sobrando, então, os mais energéticos. Isto provoca que a energia média do feixe (soma da energia disponível dividida pelo número de fótons) acabe aumentando. Conseqüentemente, torna o feixe mais penetrante. A figura acima apresenta o que ocorre com a energia média e a absorção de um feixe, à medida que este atravessa tecidos moles do organismo.

No exemplo apresentado acima, podemos imaginar que o feixe de fótons foi gerado com a aplicação de 100 kV na ampola. Neste caso, como uma boa

Professor. : Ricardo Pereirae-mail. : rad_rick@hotmail.com

Equipamentos Radiológicos parte dos fótons possuem em torno de um terço da energia máxima, podemos avaliar que a energia média do feixe está perto de 40 keV. Vamos imaginar que tenham sido gerados 1 0 desses fótons. Conforme a Figura acima, verificamos que, no primeiro centímetro, o número de fótons foi reduzido em 35%.

No segundo centímetro, há a redução de mais 28% sobre o número de fótons restantes. E, finalmente, no terceiro centímetro, mais 2% de fótons são absorvidos pelo tecido. Ou seja, a atenuação diminui conforme o feixe penetra nos tecidos. Isto acontece porque, ao mesmo tempo em que ocorre a atenuação, a energia média do feixe aumenta de 45 keV para 6 keV. Com mais energia, os fótons têm menor comprimento de onda e menor chance de interagir com a matéria, o que resulta numa menor taxa de absorção ou atenuação.

Curva de atenuação

A curva de atenuação de um feixe é uma forma de visualização da atenuação de um determinado feixe em função da distância percorrida num determinado meio. Ela é obtida pelo registro do número de fótons, e a medição de suas energias respectivas, a cada centímetro atravessado pela radiação. A curva do gráfico mostra que a maior taxa de atenuação ocorre nos primeiros centímetros atravessados.

Como foi referido acima, em um feixe de raios X, os fótons possuem as mais diferentes energias. Aqueles fótons que possuem mais energia são os que, na maioria dos casos, produzirão um efeito útil na formação da imagem radiológica. Alguns desses fótons serão absorvidos e outros atravessarão o organismo, sensibilizando o filme de diferentes maneiras e mostrando tonalidades de cinza, desde o branco até o preto, de acordo com o tipo de estrutura irradiada.

Podemos definir filtração de um feixe como sendo uma maneira de aumentar a proporção de fótons mais energéticos e diminuir o número de fótons de baixa energia que, como se sabe, servem para aumentar a dose no paciente. Existem dois tipos de filtração: inerente e adicional. A soma de ambas é chamada de filtração total.

Professor. : Ricardo Pereirae-mail. : rad_rick@hotmail.com

Equipamentos Radiológicos

Filtração Inerente

É um tipo de filtração que ocorre naturalmente desde o ponto onde há a produção do feixe, junto ao ânodo. Sabe-se que o próprio anodo absorve parte dos fótons que são gerados, inclusive sendo a causa do aquecimento. Depois, o vidro que compõe a janela da ampola, o óleo que serve como dissipador de calor produzem mais filtração no feixe.

O próprio cátodo pode refletir alguns fótons, principalmente os mais energéticos, absorvendo os de baixa energia. A curva de atenuação do conjunto vidro-óleo e demais componentes depende do processo de construção e dos materiais utilizados.

Para medirmos a filtração inerente, consideramos o equivalente de alumínio que produziria o mesmo grau de filtração. Ela deve variar entre 0,5 e 1,0 mmAl.

Filtração Adicional

Como o nome sugere, a filtração adicional depende da técnica empregada, ou seja, da tensão aplicada ao tubo. Trata-se de uma placa metálica de material adequado ao exame, normalmente o alumínio (Al) ou chumbo (Pb), que é interposta entre o feixe e a anatomia a ser radiografada. No caso do alumínio, que possui massa atômica 27, ele consegue barrar apenas fótons de baixa energia. Para o chumbo, massa atômica 207, apenas os fótons de alta energia passam. A espessura da placa de alumínio deve ser de, no mínimo, 1,5 m.

Em muitos casos, quando a filtração inerente não for equivalente a 2,5 mmAl, a legislação obriga o fabricante a inserir junto à janela da ampola ou por dentro do cabeçote, diretamente abaixo da janela, placas metálicas que provoquem a atenuação do feixe até o equivalente a 2,5 mmAl. Assim, garantese que qualquer exame executado pelo técnico terá a dose diminuída por esta atenuação forçada.

Filtração Total

A filtração total é a soma das duas anteriores e deve ter um valor mínimo de 2,5 m de alumínio. Depois do processo de filtração, o feixe de radiação se modifica, assumindo uma energia média maior, pela eliminação dos fótons de baixa energia (entre 10 e 25 keV). A esse processo dá-se o nome de endurecimento do

Professor. : Ricardo Pereirae-mail. : rad_rick@hotmail.com

Equipamentos Radiológicos feixe, pelo aumento da sua energia média, mas sem alterar sua energia máxima, como mostra a figura, que considera um feixe cuja energia máxima é de 100 keV. A curva pontilhada representa o feixe sem filtração e a curva cheia o mesmo feixe depois da filtração.

A camada semi-redutora, também conhecida como camada de meio valor, é a espessura de um material que atenua o feixe em 50% de seu valor original. Cada material tem o seu poder de atenuação do feixe. O chumbo atenua um feixe de 125 KV, desde que tenha uma espessura de 0,25 m. Logo, a CSR para 125 KV é de 0,25 m de chumbo. A figura 4.5 mostra como o organismo atua na filtração de um feixe.

Uma forma de se determinar experimentalmente qual é o valor da CSR necessária para um determinado equipamento e técnica é através da realização de medidas com um detector de radiação e lâminas de alumínio de várias espessuras. Acompanhando as medidas pela tabela abaixo, podemos verificar que inicialmente, sem nenhum obstáculo, foi medida uma exposição de 95 mR. Ao colocarmos uma lâmina de alumínio de 0,5 m de espessura na frente do medidor de radiação, a exposição caiu para 80 mR. Utilizando uma lâmina de 1,0 m, a exposição foi de 69 mR. Assim, quanto maior a espessura da lâmina de alumínio, menor a radiação que incidia sobre o aparelho de radiometria. Por fim, analisando os dados, podemos verificar que se colocássemos uma lâmina de exatos 2,17 m de espessura, a radiação inicial de 96 mR cairia para a metade, 48 mR. Logo, a CSR deste aparelho e técnica (principalmente o kV) é de 2,17 mmAl.

(Parte 6 de 7)

Comentários