Relatório - Aparelho de raios-X

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS 
CURSO TÉCNICO EM EQUIPAMENTOS BIOMÉDICOS 
 
 
 
 
 
Larissa de Castro Braga 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA DO APARELHO DE RAIOS-X FIXO 
MODELO COMPACTO 500 (VMI) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte, Minas Gerais 
Junho, 2017 
Larissa de Castro Braga 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA DO APARELHO DE RAIOS-X FIXO 
MODELO COMPACTO 500 (VMI) 
 
 
 
 
Trabalho apresentado à disciplina 
Equipamentos de Diagnóstico e Terapia por 
Imagem do curso integrado de 
Equipamentos Biomédicos do CEFET-MG, 
como requisito parcial para a aprovação no 
ano letivo de 2017. 
 
Professor: Márcio Melquíades Silva. 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte, Minas Gerais 
Junho, 2017 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................. 1 
2. OBJETIVOS ................................................................................................. 2 
3. APARELHO DE RAIOS-X ............................................................................ 3 
3.1 CABEÇOTE ............................................................................................. 3 
3.2 TUBO DE RAIOS-X ................................................................................. 4 
3.2.1 Catodo ............................................................................................... 5 
3.2.2 Anodo ................................................................................................ 6 
3.3 FILTRO .................................................................................................... 6 
3.4 COLIMADOR ........................................................................................... 7 
3.5 ESTATIVA ............................................................................................... 8 
3.6 MESA E O MURAL BUCK ....................................................................... 8 
3.7 PAINEL DE CONTROLE ....................................................................... 10 
4. EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL ...................................... 13 
4.1 BIOMBO ................................................................................................ 13 
4.2 AVENTAL DE PROTEÇÃO ................................................................... 14 
4.3 PROTETOR DE TIREÓIDE ................................................................... 15 
5. SALA DE EXAMES .................................................................................... 16 
5.1 BLINDAGEM ......................................................................................... 16 
5.2 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS ................................................................. 17 
5.3 CLIMATIZAÇÃO .................................................................................... 18 
6. CONCLUSÃO ............................................................................................. 19 
 
1 
1. INTRODUÇÃO 
 
Os aparelhos de raios-X são utilizados na geração de imagens diagnósticas, 
sendo que essas imagens tento podem ser aplicadas em radiologia médico-
odontológica, para diagnóstico de patologias ou traumatismos, como em radiologia 
industrial para o diagnóstico em ensaios não destrutivos. 
Esses aparelhos possuem uma fonte emissora de raios-X, cujo feixe é 
direcionado para o objeto do qual se deseja gerar a imagem radiográfica. Atrás do 
objeto é colocado um filme sensível à radiação onde a imagem será registrada. 
A geração da imagem está associada à quantidade de radiação que atinge o 
filme e ao processo de revelação do mesmo, sendo necessário que o objeto 
radiografado apresente regiões características diferentes de absorção dos fótons X 
para que haja a formação de imagem por contraste. Uma imagem é considerada 
ideal quando apresenta regiões pretas e regiões brancas brilhantes que virão 
garantir o surgimento de todos os tons de cinza intermediários distinguíveis pelo olho 
humano, num total de 16 tons. 
A instalação destes equipamentos requer alguns cuidados específicos para 
garantir a proteção radiológica do operador do equipamento, do paciente e de 
demais transeuntes além de garantir o bom funcionamento do equipamento. Estes 
medidas incluem o condicionamento adequado do ambiente (sala do aparelho de 
raios-x e sala de revelação), a blindagem, além das instalações elétricas e de 
condicionamento do ar. 
 
 
2 
2. OBJETIVOS 
 
O principal objetivo da aula prática com o aparelho de raios-X da coordenação 
do curso técnico em Equipamentos Biomédicos foi observar as características de 
construtivas do equipamento e verificar como é feita a instalação deste no espaço 
em que está localizado. 
3 
3. APARELHO DE RAIOS-X 
 
A construção de um equipamento de raios-X envolve conhecimento de várias 
tecnologias, mas um equipamento básico pode ser dividido em três grandes 
subsistemas: o subsistema gerador de raios-X, responsável pela geração do feixe de 
radiação; o subsistema elétrico, responsável pela alimentação do gerador de raios-X 
e pelos controles do equipamento e o subsistema mecânico, responsável pela 
arquitetura do equipamento e pela proteção e controle no direcionamento do feixe de 
raios-X gerado. A Figura 1 mostra quais são as partes de um equipamento de raios-
x para exames médicos: 
 
 
Figura 1: partes do equipamento de raios-X. 
3.1 CABEÇOTE 
 
O cabeçote é uma estrutura metálica resistente no interior da qual fica 
posicionado o tubo gerador de raios-X. Possui três orifícios de acesso, duas 
entradas posteriores por onde é feita a alimentação do tubo de raios-X e um terceiro 
orifício que é a janela por onde sai o feixe gerado. É revestido internamente por uma 
camada de chumbo que tem por objetivo absorver todos os fótons que não estão 
direcionados para a janela de saída do feixe. A Figura 2 mostra o modelo de 
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cabeçote do aparelho de raios-X disponível na coordenação do curso técnico em 
Equipamentos Biomédicos: 
 
Figura 2: cabeçote do equipamento que foi visto na aula prática. 
 
Os botões que são mostrados na Figura 2 servem para que o operador do 
aparelho movimente o cabeçote e o posicione da maneira mais adequada para a 
geração da imagem do paciente. Os botões possuem uma indicação de qual 
movimento eles possibilitam que o operador realize. Esses botões estão 
normalmente abertos, pois o cabeçote fica travado. Quando o operador desejar 
movimentá-lo, ele aperta um dos botões e o segura. Enquanto o operador apertar o 
botão, o circuito estará fechado, sendo possível movimentar essa parte do 
equipamento de raios-X. 
 
3.2 TUBO DE RAIOS-X 
 
O tubo de raios-X é o dispositivo responsável pela transformação de energia 
elétrica em radiação. Consiste de uma ampola de vidro a vácuo onde existem dois 
eletrodos. O tubo ao ser alimentado por energia elétrica em corrente contínua e alta 
tensão produz uma corrente elétrica que sai de um dos eletrodos e colide com o 
outro gerando radiação eletromagnética e calor. Os eletrodos contidos no tubo de 
raios-X são denominados anodo e catodo. A Figura 3 mostra a vista interna do tubo 
de raios-X, na qual é possível visualizar a o anodo e catodo do equipamento. 
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Figura 3: vista interna do tubo de raios-X, localizado dentro do cabeçote. 
 
3.2.1 Catodo 
 
O catodo é o terminal negativo do tubo de raios-X. Consiste de um filamento 
metálico de onde partem os elétrons acelerados que produzirão o feixe de raios-X. O 
filamento do catodo é conectado a fios condutores que permitem sua alimentaçãoatravés de uma fonte de energia elétrica. Através do controle da tensão aplicada aos 
terminais do filamento do catodo, controla-se a corrente que circula pelo filamento, e 
desta forma, é feito o controle da corrente de elétrons que sai do catodo para gerar 
os fótons X. 
O local do catodo no qual os elétrons são emitidos em direção ao anodo é 
chamado de filamento. Ele possui a forma de espiral e é feito de tungstênio, devido a 
alta energia dos fótons-X característicos deste elemento químico, e do alto ponto de 
fusão (3370°C). 
O aparelho de raios-X analisado neste relatório possui dois filamentos com 
tamanhos diferentes, o que permite que o operador escolha se deseja utilizar um 
foco fino (filamento mais fino) ou um foco grosso (filamento mais grosso). Em 
aparelhos de foco duplo (presença de dois tipos de filamentos) é possível controlar 
melhor a quantidade de elétrons que serão emitidos pelo catodo, e 
consequentemente, a dose de radiação que o paciente será exposto. A Figura 4 
mostra os dois tipos de filamentos que o aparelho da coordenação do curso técnico 
em Equipamentos Biomédicos possui. 
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Figura 4: detalhe dos dois tipos de filamentos do aparelho de raios-X. 
 
3.2.2 Anodo 
 
O anodo é o terminal positivo do tubo de raios-X e é colocado em oposição ao 
catodo. Existem dois tipos de anodos: os fixos e os giratórios. Os anodos fixos são 
normalmente utilizados em aparelhos de raios-X odontológicos devido ao baixo nível 
de corrente, e consequentemente, um valor menor de radiação. 
Os anodos giratórios são utilizados em aparelhos que trabalham com altos 
valores de corrente no filamento. Como o próprio nome já diz, esse tipo de anodo 
gira, pois está conectado a um motor indutivo de alta rotação. A vantagem de se 
utilizar um anodo giratório é garantir que o feixe de elétrons oriundo do catodo não 
atinja somente uma área, gerando desgaste, diminuindo a vida útil do anodo e do 
tubo, pois caso o anodo queime, é necessário a substituição de toda a ampola de 
vidro. 
A parte do anodo onde ocorre o impacto dos elétrons é chamada de alvo, e é 
feita de uma liga de tungstênio, rênio e molibdênio. É interessante comentar que o 
motor que faz o anodo girar após ser desligado, continua a sua rotação, pois dentro 
do tubo existe vácuo. 
 
3.3 FILTRO 
 
Os filtros são uma parte fundamental do aparelho de raios-X, pois não 
permitem que feixes de fótons de baixa energia passem através deles, evitando que 
o paciente seja submetido a doses desnecessárias de radiação, pois fótons de baixa 
energia não são capazes de gerar imagens. Normalmente os filtros são feitos de 
7 
chapas de alumínio ou de cobre. A Figura 5 mostra o filtro do aparelho de raios-X 
analisado neste relatório, que possui uma chapa de alumínio. 
 
Figura 5: chapa de alumínio que realiza a atenuação do feixe de fótons-X. 
 
3.4 COLIMADOR 
 
Os colimadores são dispositivos que associados ao tubo permitem regular o 
tamanho e a área do feixe. Dessa forma, a área irradiada fica limitada, fazendo com 
que o paciente receba somente uma dose necessária de radiação para a geração da 
imagem de diagnóstico. A Figura 6 mostra o colimador do aparelho de raios-X 
disponível na coordenação, com destaque para a janela de vidro, que pode ser 
fechada conforme a necessidade do exame a ser realizado. O fechamento é feito 
através de duas chapas de chumbo, que barram a radiação. 
 
Figura 6: colimador do aparelho de raios-X. 
 
8 
3.5 ESTATIVA 
 
A estativa é uma estrutura móvel que dá suporte ao cabeçote. Pode 
possibilitar a movimentação do cabeçote nos três eixos espaciais, e ainda permite a 
rotação do cabeçote. Através do controle de movimentos da estativa é possível 
direcionar o feixe de raios-X para a mesa ou mural buck. 
A estativa do aparelho da coordenação do curso técnico em Equipamentos 
Biomédicos está ligada a um trilho como mostra a Figura 7, o que permite que ela 
seja movimentada ao longo de todo o espaço que o trilho abrange. 
Consequentemente, o cabeçote também pode ser movimentado conforme 
necessidade do operador do aparelho de raios-X. 
 
Figura 7: trilho para movimentação da estativa. 
Devem ser realizadas frequentes vistorias nos trilhos da estativa, para a 
realização de manutenção preventiva, aplicando um óleo lubrificante para evitar que 
o atrito danifique essa parte do equipamento. 
 
3.6 MESA E O MURAL BUCK 
 
A mesa e o mural buck são partes de um aparelho convencional de raios-X 
que permitem a acomodação do paciente para a realização do exame. A mesa 
permite a realização do exame com o paciente na posição horizontal (Figura 8), e o 
mural, com o paciente na posição vertical (Figura 9). 
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Figura 8: mesa de exames de raios-X. 
 
Figura 9: mural buck do aparelho de raios-X da coordenação do curso técnico em Equipamentos 
Biomédicos. 
A opção de utilização de um ou outro é feita de acordo com a solicitação do 
exame a ser realizado, e as condições do paciente no momento do exame. 
Associados à mesa e ao mural estão outras partes do aparelho como a gaveta para 
alocação e posicionamento do filme radiográfico. A Figura 10 mostra a gaveta da 
mesa de exames horizontal, e a Figura 11 mostra a gaveta do mural vertical, ambas 
do equipamento disponível na coordenação do curso técnico em Equipamentos 
Biomédicos: 
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Figura 10: gaveta para alocação do filme radiográfico na mesa de exames. 
 
Figura 11: gaveta para alocação do filme radiográfico no mural. 
 
3.7 PAINEL DE CONTROLE 
 
O painel de controle dos aparelhos de raios-X permite o acionamento do feixe 
à distância. O painel de comando pode estar localizado na sala de exames, desde 
que possua um biombo (item 4.1 deste relatório) posicionado entre o paciente e o 
operador para que este seja protegido da radiação secundária, resultante da 
interação do feixe principal de raios-X com o objeto, durante a exposição. A Figura 
12 mostra o painel de coamando do aparelho analisado. 
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Figura 12: painel de controle. 
Os itens numerados na Figura 12 são explicados a seguir: 
 1: é um voltímetro, que permite que o operador do aparelho visualize a 
tensão da rede ou a diferença de potencial entre anodo e catodo; 
 2: é um botão que permite ao operador visualizar quando apertado 
(contato fechado), a tensão da rede elétrica de alimentação do 
aparelho, e quando aberto mostra a tensão entre anodo e catodo no 
voltímetro (1); 
 3: é a chave de ajuste do tempo do exame. É medida em segundos, e 
pode ser ajustado de 2 a 5 segundos. Dificilmente um paciente será 
exposto à radiação por 5 segundos; 
 4: ajuste da tensão da rede elétrica que alimenta o aparelho de raios-X, 
utilizando relés. A tensão da rede flutua, e muitas vezes pode possuir 
um valor inferior ou superior ao valor desejado. Para corrigir isso, este 
botão deve ser ajustado pelo operador, visualizando o valor no 
voltímetro; 
 5: ajuste grosso da diferença de potencial (d.d.p) entre anodo e o 
catodo. A tensão máxima que pode ser aplicada no tubo de raios-x é 
de 150kV; 
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 6: ajuste fino da d.d.p entre anodo e o catodo. Permite que o operador 
tenha uma precisão maior na hora de escolher o valor de tensão a ser 
aplicado em cada exame, diminuindo assim, a dose de radiação 
desnecessária no paciente. É possível visualizar os parâmetros (5) e 
(6) no voltímetro digital (1), deixando o contato do botão (2) aberto; 
 7: ajuste da corrente do filamento: permite que o operador controle o 
número de elétrons que atravessam o tubo de raios-X, do catodo em 
direção ao anodo. É medido em mA. 
 
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4. EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUALA radiação espalhada ou dispersa é toda a radiação presente na sala de 
exames cujo sentido de propagação é diferente do feixe primário útil utilizado para a 
geração da imagem radiográfica. Esse tipo de radiação não contribui para a geração 
de contraste de imagem e pode prejudicar a qualidade dessa imagem gerada, além 
de aumentar a dose recebida por todos os envolvidos no processo de geração de 
imagem. A radiação espalhada tem duas origens distintas, sendo formada pela 
radiação secundária e pela radiação de escape. 
A radiação que sai da fonte de radiação é denominada de radiação primária, 
ou feixe primário. A radiação secundária, normalmente, apresenta fótons com 
menores pacotes de energia devido às perdas no processo de interação e têm 
direcionamento diferente da direção de propagação da radiação primária. A radiação 
secundária se propaga de forma difusa em todas as direções do ambiente, sendo 
uma radiação que não contribui para o sinal de geração de imagem. 
A radiação de escape é parte do feixe primário gerado pelo tubo de raios-x 
internamente ao cabeçote que se propaga em direções distintas da abertura de 
saída do feixe primário útil e conseguem ultrapassar a blindagem do cabeçote. Essa 
radiação é composta de poucos fótons X de energia mais altas que por esta razão, 
conseguem ultrapassar a blindagem. 
Para evitar problemas de saúde não só no operador, mas também no 
paciente e no acompanhante existem alguns equipamentos de proteção individual 
(EPI’s) que evitam que as radiações secundárias e de escape causem prejuízos 
funcionais nos órgãos ou tecidos dos envolvidos no exame. 
 
4.1 BIOMBO 
 
O biombo é um tipo de proteção que permite que o operador e/ou o 
acompanhante fiquem protegidos da radiação dentro da sala de exames. É utilizado 
caso exista a necessidade destes ficarem dentro da sala. É feito de chumbo, um 
elemento químico denso, que barra a radiação emitida pelo aparelho. O vidro do 
biombo também possui em sua constituição uma porcentagem de chumbo. A Figura 
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13 mostra o biombo da coordenação do curso técnico em Equipamentos 
Biomédicos. 
 
Figura 13: biombo. 
 
4.2 AVENTAL DE PROTEÇÃO 
 
O avental de proteção é um tipo de proteção que visa a preservar os tecidos 
do paciente, do operador e/ou do acompanhante. É uma vestimenta pesada, pois é 
feito de chumbo. A Figura 14 mostra o avental disponível na sala de exames 
localizada no Campus I do CEFET-MG: 
 
Figura 14: avental de proteção. 
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4.3 PROTETOR DE TIREÓIDE 
 
O protetor de tireoide (Figura 15) é um tipo de EPI, que é utilizado em 
pacientes que possuem algum tipo de problema na tireoide, como por exemplo, 
câncer. 
 
Figura 15: protetor de tireoide disponível na sala de exames do CEFET-MG. 
 
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5. SALA DE EXAMES 
 
5.1 BLINDAGEM 
 
O projeto da sala de exames de radiologia deve ser feito com cuidado para 
evitar que a radiação escape do local, tornando-se perigosa para pessoas que não 
estão envolvidas diretamente no processo de geração da imagem de diagnóstico. 
 As paredes e portas da sala de exames devem ser revestidas com folhas de 
chumbo (Figura 16), e o reboco deve ser feito de barita, um material semelhante a 
argamassa. A barita (BaSO4) tem em sua composição um metal pesado, o bário, 
que ajuda a barrar a radiação. 
 
Figura 16: folha de chumbo. 
A Figura 17 mostra a porta da sala de exames do aparelho de raios-X, na qual 
possui uma placa de chumbo que barra a radiação: 
 
Figura 17: detalhe da placa de chumbo na porta da sala de exames. 
 
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5.2 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 
 
A instalação elétrica que alimentará os dispositivos dentro da sala de exames 
deve estar dentro da mesma. O equipamento de raios-X tem um transformador 
exclusivo (Figura 18) na instalação do prédio/hospital. 
 
Figura 18: transformador de alimentação do aparelho de raios-X. 
O aparelho de raios-X deve ser alimentado em sistemas trifásicos de 
380/220V, dependendo das especificações do fabricante. A rede de alimentação 
exclusiva tem como finalidade impedir que este equipamento cause interferências 
em outros equipamentos de um hospital como, por exemplo, eletrocardiógrafos 
(ECG’s), etc. 
O transformador da Figura 18 fica imerso em óleo isolante para evitar o 
contato direto entre as bobinas e dissipar calor com o ambiente externo, o que é de 
suma importância, já que um equipamento de raios-X de grande porte dissipa muita 
potência. 
O transformador deve sempre ter os seus terminais protegidos para evitar que 
contatos acidentais aconteçam. Sendo assim, em condições normais o 
transformador deve ficar tampado conforme é mostrado na Figura 19: 
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Figura 19: transformador com os terminais isolados do ambiente externo. 
 
5.3 CLIMATIZAÇÃO 
 
 A climatização adequada da sala de exames é fundamental para evitar 
que o aparelho de raios-X sofra com efeitos de calor, já que é um equipamento gera 
muito calor durante a produção dos fótons-X, dentro do cabeçote. Sendo assim, a 
temperatura da sala deve ser controlada através de ar condicionado e um sistema 
de ventilação que esteja sempre trocando o ar da sala. Com um sistema adequado 
de climatização, é possível fazer com que anodo e catodo tenham uma vida útil 
maior. 
 
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6. CONCLUSÃO 
 
A visita à sala de exames do aparelho de raios-X do Campus I do CEFET-MG 
proposta pelo docente Márcio Melquíades foi um meio de colocar em prática os 
conhecimentos adquiridos em sala de aula. Esta foi extremamente importante para 
uma visão mais progressista em relação a esse tipo de equipamento e a outros que 
irão envolver métodos de funcionamento semelhantes. 
Deste modo, pode-se concluir que as experiências práticas absorvidas nessa 
visita proporcionaram uma base para parte da etapa da minha formação profissional.