Radiologia Convencional e Radiação

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RADIOLOGIA 
CONVENCIONAL I
TECNICAS RDIOLÓGICAS I
TNR JULIENE G. DA SILVA
INTRODUÇÃO
 Vamos relembrar!
 Descoberta dos raios X; 1985? 
 Elementos radioativos; 1902 Tório? 
 Danos causados;
 Aplicação.
1895
RÁDIO
Tópicos da aula
1. Radiação X
2. Produção dos raios-x 
3. Radiação bremsstrahlung
4. Radiação Característica
5. Efeitos Danosos
6. Coadjuvantes na formação dos raios-x
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE 
FÍSICA
 O átomo é o alicerce para a compreensão 
da interação entre radiação ionizante e 
matéria. 
 Matéria é tudo que tem massa e ocupa 
espaço. A matéria contém energia 
condensada.
Átomo
 Os átomos são as unidades fundamentais de qualquer
elemento particular. Não podem ser divididos, mas
podem ser quebrados em partículas menores ainda, de
característica subatômica próprias, a dissociação ocorre
com utilização de técnicas especiais utilizando-se de
energias de alta performance.
 A órbita atômica é mantida pela força eletrostática de
atração produzida pelas cargas negativas dos elétrons e
positivas do núcleo, que balanceia uma força centrifuga.
Partícula
NÚCLEO
ELÉTRON
PRÓTON
NEUTRON
REX
O INTERIOR DO ÁTOMO
 No centro de um átomo está o seu núcleo, que apesar de pequeno,
contém quase toda a massa do átomo. Os prótons e os nêutrons
são as partículas nele encontradas, cada um com uma massa
atômica unitária.
 O Número de prótons no núcleo estabelece o número atômico do
elemento químico e, o número de prótons somado ao número de
nêutrons é o número de massa atômica. Os elétrons ficam fora do
núcleo e tem pequena massa.
 Características das Partículas:
 Prótons: tem carga elétrica positiva e uma massa unitária.
 Nêutrons: não tem carga elétrica, mas tem massa unitária.
 Elétrons: tem carga elétrica negativa e quase não possuem massa.
Camadas da Órbita
 Cada camada ou órbita tem sua própria energia
eletrostática, produzida pela interação das cargas
magnéticas e pela excitação dos elétrons, o que produz
uma força centrifuga, mantendo esses elétrons em
movimento contínuo e orbital.
 Para que se desloque um elétron de sua órbita é
necessário utilizarmos de uma energia superior àquela
que o mantém em órbita.
 Para movermos um elétron de sua órbita para uma
órbita mais distante do núcleo, a energia que precisa ser
desprendida deve ser igual a diferença das energias
presentes na órbita origem para a órbita para qual se
tenta deslocar.
Átomo
K L M N O P Q
K
ENERGIA
L
EK > EL
RADIAÇÃO
 É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir
partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis.
 A reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando o núcleo do
átomo chama-se REAÇÃO NUCLEAR.
 Rádio-nuclídeo ou radioisótopo é um núcleo emissor de radiação.
 A radioatividade natural ocorre, geralmente, com os átomos de
números atômicos maiores que 82
 Ex: Radio, uranio, Tório, Polônio.
RADIAÇÃO X
 Tipo de radiação de alta energia, com capacidade de penetrar em
organismos vivos e atravessar tecidos de menor densidade.
 Ondas eletromagnéticas que se propagam a velocidade da luz. Tem
o poder de penetrar diversas estruturas e impressionar películas
radiográficas e florescer certos sais.
 É absorvido pelas partes mais densas do corpo, como os ossos e
os dentes.
 Em razão dessa característica, o principal uso dos raios X é em
radiografias para diagnóstico médico.
TIPOS DE FONTES
 Equipamentos emissores de radiação ionizante:
→ Necessitam de fontes de energia para o
funcionamento
 Materiais Radioativos:
→ Naturais ou produzidos artificialmente
→ Emitem radiação continuamente.
Radioatividade Natural:
 A radioatividade natural ocorre espontaneamente na
natureza em determinados elementos que emitem de
seus núcleos as três emissões radioativas naturais: alfa
(α), beta (β) e gama (γ).
 A sua descoberta se deu em 1896, quando Antoine
Henri Becquerel (1852-1908), juntamente com o casal
de cientistas Pierre Curie (1859-1906) e Marie Curie
(1867-1934), começou a estudar os minérios de urânio
que emitiam raios que impressionavam filmes
fotográficos. Eles constataram que essa propriedade era
comum a todas as substâncias que continham o
elemento químico urânio e, portanto, devia ser o urânio
o responsável pelos raios emitidos que impressionavam
o filme. A propriedade do urânio em emitir esses raios
foi chamada de radioatividade.
 Com o tempo, outros elementos ainda mais radioativos foram
descobertos, tais como o polônio e o rádio.
 Em 1900, independentemente e praticamente de modo simultâneo,
os cientistas Ernest Rutherford (1871-1937) e Pierre Curie (1859-
1906) identificaram experimentalmente as partículas alfa e beta
emitidas espontaneamente pelo núcleo atômico instável dos
elementos radioativos. E nesse mesmo ano, a radiação gama foi
identificada pelo físico francês Paul Ulrich Villard (1860-1934).
 Uma aplicação importante de um isótopo radioativo natural é o
método que utiliza o carbono 14 para determinar com certa precisão
a idade de fósseis animais e vegetais, e até mesmo de objetos que
sejam subprodutos de um ser vivo.
Radioatividade Artificial:
 Já a radioatividade ou transmutação artificial está ligada
ao bombardeamento de átomos por meio de partículas
aceleradas (partículas alfa, beta, próton, nêutron,
pósitron e dêuteron). Ocorre então uma transformação
dos átomos do elemento bombardeado em átomos de
outro elemento, que não ocorre naturalmente na
natureza, mas que são induzidos em laboratório. O
produto desse bombardeamento pode ser um isótopo
natural do elemento químico bombardeado ou um
isótopo artificial.
 O primeiro isótopo radioativo artificial foi produzido pelo
casal de pesquisadores franceses Jean Frédéric Joliot-
Curie (1900-1958) e Irène-Curie (1897-1956) – filha de
Marie Curie. Como se pode ver abaixo, eles
bombardearam uma placa de alumínio 27 com
partículas alfa e obtiveram o isótopo radioativo artificial
fósforo 30:
13
27Al + 2
4α → 15
30P + 0
1n
IONIZAÇÃO
 Poder de penetração da partícula na matéria.
 depende:
 Sua capacidade de ionização depende da energia cinética
expressa pela formula M x V=I que está relacionada a taxa de
transferência de energia linear TEV
 A cada transferência a partícula perde energia.
Peso 
atômico
tamanho velocidade
COMPRIMENTO DE ONDAS
 Onda: 
 É uma perturbação que se propaga através de um meio. 
Toda onda transmite energia sem transportar matéria. 
 Quanto a natureza podem ser: 
 Mecânicas – necessitam de um meio material para se 
propagar (ex. som); 
 Eletromagnéticas – não necessitam de um meio 
material para se propagar (ex. luz, raios X e raios gama) 
Comprimento de onda e 
Freqüência
D
W
W
F = 3
F = 2
Energia
Energia
Curtas Longas
Natureza dos Raios X
 Radiação X
 Propaga-se em linha reta
 Elétrons 
• Frenagem
• Transição para camadas internas
Natureza dos Raios X
Propriedades da Radiação X
 Fluorescência Certos sais
• Platino-cianeto de bário
• Tungstato de cálcio
 Impressão em películas e placas.
 Atravessa subst. Opacas...
Natureza dos Raios X
Propriedades da Radiação X
 Propagação
• Velocidade
• Linear
 Não tem influência de campo 
magnético e elétrico
Natureza dos Raios X
Propriedades da Radiação X
 Ionizam gazes
 Ações sobre células
• Intensidade
• Tempo
• Características do tecido
Utilização inadequada
Campo de Aplicação
Indústria
Ciências da saúde e 
experimentos
AgriculturaArqueologia
Esterilização
Segurança
Tubo de raios x
Produção de Raios x
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Componentes do Tubo de Raios X
1
2
4
3
5
8
6
7
9
1. cátodo 6. haste de cobre 
2. filamento 7. envoltório de vidro
3. corrente de elétrons 8. raios x
4. vácuo 9. janela
5. alvo 
Produção de Elétrons
 Todo corpo posto em incandescência
emite elétrons
 Filamento de tungstênio tem carga
positiva provoca atração
 Quanto maior o grau de aquecimento
(elétrons produzidos), tanto maior será a
intensidade da corrente entre o cátodo e o
anodo do tubo, e maior a quantidade de
raios x produzida.
filamento
filamento
quente
elétrons
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Por Que o Vácuo?
 Elétrons acelerados sem a interferência
de gás
 Oxidação prematura do filamento.
Determinada condição pode provocar a
ineficácia na perpetuação dos feixes, por
obstruir a janela.
Aceleração dos Elétrons
 Ocorre ao aplica um ddp entre o filamento
e o ânodo.
 Produzindo energia cinética
 Calor e Radiação
 A energia do elétron, que é acelerada pela
tensão V, é dada pela fórmula E = e.v
e = 1,6x10 -19
Detenção Brusca dos 
Elétrons
 A energia cinética dos elétrons se
transforma em outras formas de energia.
 99,8% da energia cinética é convertida em
calor e somente 0,2% a 1% em raios x.
Princípio do Foco Linear
Área focal efetiva
Área focal real
Alvo 
(Anodo)
Cátodo
RI
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+ 110, 220
- 110, 220
positivo
negativo
Alvo positivo;
Elétrons fluem
Alvo negativo;
Elétrons não fluem
Alvo positivo;
Elétrons fluem
0
Voltagem começa em zero e 
alcança um máximo de 110 a 220 
antes de voltar a zero
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1. Pressione o botão de exposição
Produção de Raios X
2. Ativar o circuito de baixa voltagem para aquecer o 
filamento
3. Ativar o circuito de alta voltagem para puxar os elétrons4. Elétrons atravessam o tubo, chocam-se com o alvo e 
produzem raios x
5. A produção de raios x cessa, quando termina o 
tempo de exposição.
Libere o botão de exposição.
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RADIAÇÃO GERAL 
(BREMSSTRAHLUNG)
 É produzida quando elétrons são freados
bruscamente contra um anteparo.
 Quando elétrons acelerados passam perto
dos núcleos dos átomos de tungstênio.
 Ou quando os elétrons colidem
diretamente com o núcleo.
Radiação Bremsstrahlung
+Elétrons de alta velocidade do 
filamento entra 
no átomo de 
tungstênio
Elétron 
desacelerado 
devido a carga 
positiva do 
núcleo; a energia 
e liberada em 
forma de raios x
Elétron continua em direção 
diferente para interagir com 
outros átomos até perder toda
sua energia
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Radiação de Bremsstrahlung
Máxima energia
Elétron de alta
velocidade do 
filamento entra no 
átomo de tungstênio
e choca-se com o 
alvo, perdendo toda
sua energia e 
desaparecendo
Os raios x produzidos têm
energia igual a do elétron de 
alta velocidade; esta é a 
máxima energia possível
+
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RADIAÇÃO 
CARACTERÍSTICA
 Ocorre quando um elétron acelerado da corrente do 
tubo remove um elétron das camadas do átomo que 
constitui o alvo consequentemente ionizando-o.
 Espaço vazio será preenchido por um elétron de outra 
camada próxima havendo a produção de raio x de baixa 
intensidade.
 É somente uma menor porção da fonte de radiação 
emitida em um tubo de raios x. Sua energia é 
característica do alvo envolvido
Produção de Radiação Característica
L
K
M
Elétron de alta
velocidade com pelo
menos 70 kev de 
enrgia (deve ser
maior do que a 
energia de ligação
do átomo de 
tungstênio) atinge o 
elétron na camada k, 
deslocando-o de sua
órbita
Eletron ejetado 
deixa o átomo
Elétron com 
pouca energia 
deixa o átomo
vacância
Raios x com 59 
kev de energia 
produzido. 70 
(energia de 
ligação do 
elétron da 
camada K) 
menos 11 ( 
energia de 
ligação de 
elétron da 
camada L) =59 
Elétron da camada
L cai para 
preencher a 
vacância na
camada K
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Fatores Físicos de controle 
do feixe e limitadores de dose
 Kv
 MaS
 Frequência
Timer
 O timer controla a duração da exposição. 
Os números pretos representam os 
impulsos. Os vermelhos são os segundos.
Botão de Exposição
O timer determina a duração da exposição, não
quanto tempo você segura o botão de
exposição; você não é capaz de expor em
excesso (sobre expor) segurando o botão de
exposição por um período de tempo maior.
Contudo, você pode sub expor liberando o
botão de exposição mais cedo; A exposição
termina assim que você solta o botão. http://dent.osu.edu/radiology
mA setting
Seletor de milliAmpere (mA)
O ajuste da miliamperagem determina a
quantidade de corrente que passará pelo
filamento no cátodo. Este filamento é muito
fino, não suporta muita corrente (voltagem)
para aquecê-lo. Quanto maior o ajuste da
miliamperagem maior a temperatura do
filamento e maior a quantidade de elétrons que
saõ produzidos.
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Circuitos Geradores de Raios x
 Transformador de Baixa Tensão
 Autotransformador
 Transformador de Alta Tensão
Transformador de Baixa Tensão
Se a voltagem fluindo através do filamento é alta
demais, o filamento irá queimar. A fim de reduzir
a voltagem, a corrente passa por um
transformador de redução de voltagem antes de
alcançar o filamento. A voltagem que chega ao
transformador de baixa voltagem é determinada
pelo ajuste de miliamperagem. O tranformador de
baixa voltagem reduz a voltagem de entrada a
cerca de 10 V, que resulta numa corrente de 4-5
amperes passando pelo filamento.
Tranformador de Baixa Tensão
Primário
Secundário
110 volts
ou menos
F
lu
x
o
 d
e
 c
o
rre
n
te
10 volts
F
lu
x
o
 d
e
 c
o
rre
n
te
A corrente entra no transformador de baixa voltagem no
lado primário (input) e sai no lado secundário (output).
Quanto menos voltas no enrolamento secundário, menor
será a voltagem na saída. O enrolamento primário abaixo
terá 110 voltas, o secundário 10. (cada giro do espiral é
uma “volta”; o número de voltas no diagrama abaixo, foi
reduzido para facilitar a visualização.
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Controlador de kiloVolt pico (kVp) 
kVp readout
kVp control knob
O controlador de KVp regula a voltagem do tubo de
raios x. (1 KV representa 1000V; 70 KV é igual a
70.000 V. Um ajuste de um pico de 70 KVp significa
que o pico, ou voltagem máxima é 70.000V. Quanto
maior a voltagem, mais rápido os elétrons viajam do
filamento para o alvo. O botão de controle de KVp
regula o autotransformador. http://dent.osu.edu/radiology
Autotranformador
O autotransformador determina quanta voltagem
irá ao transformador de alta voltagem.
Basicamente, um transformador é uma série de
fios enrolados. No autotransformador, quanto
mais voltas do enrolamento forem selecionados
(usando o botão do controle de KVp) maior será
a voltagem através do tubo de raios x. Isto é
similar a função do reostato. O slide seguinte
mostra como isto funciona. A voltagem da linha
de entrada será de 110 V. A voltagem de saída
será de 65 V se o controle de KVp estiver
ajustado para 65. A voltagem de saída será de 80
se tiver ajustado para 80.
110 V
65 volts
flu
x
o
 d
e
 c
o
rre
n
te
Autotransformador: oajuste inicial é 65;65 volts 
deixam o autotransformador.
80 volts
Transformador de alta voltagem
Autotransformador: se o ajuste for mudado para 
80;80 volts saem do autransformador.
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A voltagem vinda do autotransformador em seguida
passa pelo transformador de alta voltagem, onde é
drasticamente aumentada. A voltagem de saída do
transformador de alta é mil vezes mais alta que a de
entrada. Por exemplo, se você selecionar no botão de
KVp para 65, 65 volts deixaram o autotransformador.
Estes 65 V são aumentados para 65.000 V no
transformador de alta. (O “k” em kVp equivale a mil; 65
kV é 65.000 volts). O lado do transformador de alta em
que a voltagem entra (lado primário) tem muito menos
voltas no enrolamento que o lado de saída.
Transformador de Alta Voltagem
Transformador de Alta Voltagem
Primário
Secundário
65-90 volts
F
lu
x
o
 d
e
 c
o
rre
n
te
65.000 para
90.000 volts
F
lu
x
o
 d
e
 c
o
rre
n
te
A corrente entra no transformador de alta no lado primário
(input) e sai no lado secundário (output). Quanto mais
voltas no enrolamento do lado secundário, maior será a
voltagem de saída. O enrolamento secundário do
transformador de alta tem mil vezes mais voltas que o
primário. (novamente, o número de voltas foi reduzido para
fácil visualização).
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Botão de 
exposição
óleo
filtro
O aparelho de raios x está ligado na tomada
elétrica (110 volts em geral)
A duração da exposição é selecionada com o timer.Quando o botão de exposição é pressionado, a corrente
flui no cabeçote do tubo de raios x. Isto ativa o circuito
de baixa voltagem que aquece o filamento. 
Enquanto mantiver o botão pressionado, o circuito
de alta voltagem está ativo para empurrar os
elétrons para o alvo.
filamento
Os raios passam através do filtro e colimador antes 
de sairem do aparelho.
Transf. 
de Alta
Transf. 
de Baixa
colimador
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PROPRIEDADES DOS RAIOS X
1. Capacidade de penetrar corpos opacos
2. Capacidade de afetar os sais halogenados de prata do mesmo 
modo que a luz
3. Capacidade de produzir fluorescência ou reluzir em contato com 
cristais de determinados compostos químicos
4. Os raios x são invisíveis e viajam em linha reta com a mesma 
velocidade da luz
5. Comumente não sofrem reflexão ou refração e não podem ser 
focalizados por lentes
6. Os raios x não são desviados pela ação de um campo magnético 
ou elétricos diferença capital com os raios catódicos
7. Os raios x tem amplo espectro de comprimento de onda,entre 0,01-
0,05 nm de comprimento
8. Os raios x não podem ser focalizados em um ponto;ao longo da 
distância o feixe diverge,muito semelhante ao feixe luminoso
9. Os raios x são absorvidos de formas diferentes pela matéria