RAIOS-X historico, produçao

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RAIOS-X
HISTÓRICO DOS RAIOS-X:
1895 – Willian Conroad Rontgen descobriu o raio-x.
 - F. Otto Walkhoff realiza a primeira radiografia dentária em dezembro, realizou na própria boca.
1896 – E. Grubbé informa sobre os efeitos deletérios dos raios-x.
 - Edmund Kelle utiliza raios-x no exame clínico dentário.
 - Bequerel descobre a radiação natural.
1898 – Marie e Pierre Curie descobrem o rádio.
1913 – Chega o primeiro aparelho de raio-x para a odontologia no Brasil.
 8 de novembro de 1895, professor Wilhelm Conroad, observou um estranho fenômeno enquanto trabalhava com raios catódicos, utilizando um tubo. Crookes-Hittorf, em suas experiencias com correntes de alta-tensão, descobre um novo tipo de raíos, que por desconhecer a origem chamou de “raios-x”.
 Os novos raios são invisíveis e produzem fluorescência em certas substâncias; se propagam em linha reta; impressionam chapas fotográficas (à semelhança da luz); nunca são refletidos ou refratados por métodos experimentais, e diferem dos raios catódicos por não sofrerem desvios, sob a influência de um campo eletromagnético.
Conceito de matéria e átomo: 
 Matéria é tudo que ocupa um lugar no espaço, apresentando inércia e por possuir massa, pode exercer ou ser atuada por uma força. Toda a matéria pode ser dividida em duas classes: 1) Elementos – constituídos de agrupamentos de espécies 
NATUREZA DOS RAIOS-X:
 Podemos conceituar a Radiologia como sendo a ciência que, com a utilização dos raios X e dos filmes radiográficos, procura fornecer uma imagem “interna” que poderíamos chamar de “imagem historradiográfica”, pois fornece imagens dos constituintes e da estrutura anatômica, invisíveis ao olho nu.
 Radiação é a emissão e transmissão de energia através do espaço e da matéria. Temos dois grupos principais de radiações: 
Partículas ou radiações corpusculares: São originárias de desintegrações nucleares, naturais (radioatividade natural) ou provocadas por meios artificiais (radioisótopos). Essas partículas transmitem energia cinética por meio de suas pequenas massas, movimentando-se em altas velocidades. 
- Radiações alfa : Tem alto poder de ironizar a matéria na sua trajetória, são partículas de núcleo (dois prótons e dois nêutrons).
- Radiações beta: são feixes de elétrons, sua radiação é obtida por distúrbio nuclear.
- Raios catódicos: feixe de elétrons, originários de tubos submetidos à alta tensões.
Radiações eletromagnéticas.: 
Consequência do movimento de energia através do espaço, não possuindo massa. São exemplos que radiações que fazem parte do quadro das radiações eletromagnéticas: luz visível, ondas de rádio e radar, raios-X, raios gama, micro-ondas. 
 As radiações eletromagnéticas tem uma propriedade em comum que é a sua velocidade, que é a luz, ou seja, 300.00 quilometros por segundo. 
PROPRIEDADES DOS RAIOS-X : 
Quanto MENOR o comprimento de onda, maior a frequência, maior o poder de penetração através da matéria.
A frequência seria o número de ondas ou ciclos por segundo.
As radiações de menor comprimento de onda tem o poder de ionização, sendo ditas ionizantes (radiação X, gama) o que não ocorre com as de maior comprimento de onda.
Caminha em linha reta.
Ondas eletromagnéticas (energia em movimento);
Possui a velocidade da luz no vácuo (300.00 km\s);
Não é desviada pelos campos elétricos e magnéticos;
Pode sensibilizar chapas fotográficas (radiografia);
É invisível, inodora;
Pode penetrar corpos opacos;
Não sofre em condições normais reflexão e refração;
O feixe é polieramático;
Não possuem carga elétrica ou massa;
Impressionam filme fotográfico;
Produzem fluorescência e fosforescência em certas substancias;
Propagação em linha reta e em movimento ondulatório;
Comprimento de onda 1\frequencia;
Quando interagem com a matéria, podem ser absorvidos ou espalhados.
OBS : FLUORESCENTE: Elimina calor, quando para a exposição a luz desaparece.
FOSFORESCENTE: Adquire calor, a luz persiste.
APARELHOS DE RAIOS X ODONTOLÓGICOS: 
 No geral são de quilovoltagem e miliamperagem fixas, havendo apenas compensador para variações da rede elétrica geral. A quilovoltagem varia entre 50 e 70 kVp. A miliamperagem – 8 a 10 Ma.
Constituição dos aparelhos:
BASE: Fixa ou móvel- pode estar presa à parede ou ao próprio equipo odontológico.
CORPO: Partes elétricas gerais. É onde fica o “controle” do aparelho. 
Autotransformador- lâmpada piloto
Estabilizador de corrente
Regulador de voltagem
Regulador de miliamperagem
Marcador de tempo (cronorruptor, timer)
Voltímetro- amperímetro
Seletores de quilovoltagem e miliamperagem.
BRAÇO ARTICULADOR: Permite movimentos do cabeçote nos planos vertical e horizontal.
CABEÇOTE: Continente blindado para o tubo (ampola) de raios-x:
Transformador de alta-tensão
Transformador de baixa-tensão
Filtro adicional de alumínio
Diafragma (colimador) de chumbo
Localizadores (cilindros abertos)
PRODUÇÃO DOS RAIOS-X: 
 A produção de radiação é a conversão de algum tipo de energia no tipo de energia conhecida como radiação. Os raios X são produzidos pela energia de conversão, quando um elétron com alta energia cinética proveniente do filamento colide com o ânodo (alvo), ou seja, os raios-X são produzidos quando elétrons acelerados de encontro a um alvo metálico. Um fóton de raios X é produzido quando um elétron de alta energia perde energia. Em razão disso, o primeiro requisito para a produção de Raios X é uma fonte geradora de elétrons. Esses elétrons deverão ser acelerados, ganhar energia cinética, o que é realizado pela diferença de potencial (ddp-tensão) aplicada aos dois pólos de um tubo de Raios X. 
 A diferença de potencial em um tubo de raios X é denomidade de quilovoltagem\pico (kVp) aplicada ao tubo, significando máxima diferença de potencial aplicada aos elétrons. Diferença de quiloeletromVolt (keV), que significa máxima energia cinética dos elétrons acelerados. Como trabalhamos com corrente alternada, teremos elétrons acelerados por várias tensões, partindo do zero até o quilovoltagem\pico. Os raios X podem ser produzidos por dois processos os quais são inferidos, como todos os fenômenos da mecânica quântica: a) Bremsstrahlung e radiação característica, que serão falados depois.
 Os três elementos para a produção de raios X, são fundamentais: 1) Gerador de elétrons ; 2) Console operacional, 3) Gerador de alta voltagem.
Gerador de elétrons: Os elétrons são a matéria-prima para a produção de raios X. Coolidge desenvolveu um tubo de raios-X, substituindo os elétrons obtidos pelos restos de gás por um filamento de tungstênio aquecido pela passagem de uma corrente elétrica, havendo a emissão termoiônica. Precisam de 2 pólos: CÁTODO(-): onde produz os elétrons, Nele, um filamento de tungstênio é aquecido, aí ocorre a liberação de elétrons. Ele aquece o tungstênio com o transformador de baixa-tensão. Feito de molibdênio, em forma de copa, contendo um filamento de tungstênio, ligado a três fios elétricos (um para alta-tensão e dois para baixa-tensão). Uma vez tendo elétrons, um feixe de elétrons é acelerado no vácuo para o lado oposto : ânodo, ou seja, os elétrons atingem um alvo de tungstênio. 
ÂNODO(+): Área focal de tungstênio, engastada num bloco de cobre, num ângulo de 45 graus com a vertical, preso em uma gaste de ferro com uma conexão para a alta-tensão. Obs: o cobre é um excelente dissipador de calor).
Acelerador de elétrons: Nos tubos de raios-X, os elétrons são acelerados por um campo elétrico formado entre o cátodo e o alvo(ânodo), dado por uma diferença de potencial entre dois eletrodos, o cátodo e o ânodo.
O transformador de alta-tensão é usado para prover o campo elétrico para a aceleração dos elétrons. O transformador de alta tensão é que vai fazer com que tenha DDP, para o elétron ir do lado negativo (cátodo) para o lado positivo (ânodo). Essa aceleração gera energia de movimento ou energia cinética.
 O transformador de baixa-tensão é usado para aquecer o filamento do cátodo. Outro melhoramento foi a introduçãode focalizadores para os elétrons, dando ao cátodo uma forma côncava, para focalizar os elétrons para o alvo ou anteparo.
Alvo ou anteparo: O alvo é localizado no ânodo. Hoje, nos aparelhos de raios-X odontológicos, o óleo é o elemento eleito no resfriamento, servindo também como isolante, pois, além do tubo, temos os transformadores de tensões, para poder servir de continente para o óleo, e alojar o tubo e transformadores fornecendo proteção contrachoques elétricos, foi construído um invólucro metálico de fero ou aço, o cabeçote. O cabeçote pode ser revestido de chumbo, para blindagem contra radiações de vazamento ou escape .
Tubos de raios-X: os tubos modernos são construídos de vidro plumbífero, havendo uma janela, para a saída do feixe útil de radiação, condicionada a uma abertura também do cabeçote. Os raios X, por força de expressão, podem ser ditos policromáticos ou polienergéticos, isto é, são formados por raios de vários comprimentos de onda, desde praticamente o início até o pico da quilovoltagem, e por este motivo devemos eliminar do feixe útil aquela faixa de radiação de maior comprimento de onda, de menor penetração. Isso é conseguido por meio da filtração adicional, com a colocação de discos de alumínio com determinadas espessuras, sobre a janela de vidro, antes da colocação do diafragma de chumbo.
 O cátodo é em forma de capa, sendo feito de molibdênio, possuindo internamente o filamento de tungstênio para a emissão termoinôica. A produção de raios X somente ocorre quando a corrente elétrica flui do filamento a área focal, com a consequente emissão termoiônica.
 Colimador: limita a área que vai ser irradiada, limita o diâmetro : 6 cm.
Ampolas de Raios-X: 
A ampola (tubo) de raios-x é o local onde os raios-X são produzidos.
Ela possui revestimento de vidro ou metal e vácuo no seu interior, onde estão posicionados o cátodo(filamento) e o ânodo (alvo).
Os elétrons, que são acelerados do filamento na direção do alvo, colidem com o metal do alvo, dissipando parte de sua energia em forma de calor e uma pequena parte em formas de raios-X.
Interação dos elétrons com o alvo:
Obtendo alta velocidade, o anodo recebe o impacto de um feixe de elétrons de alta energia cinética;
Quando esses elétrons chegam aos átomos de W, ocorre transferência de Ec para os alvos;
Essa interação com os elétrons do alvo é mais superficial;
Contudo, a interação ocorre com elétrons orbitais e com campo nuclear;
O resultado disso é a conversão de Ec em calor, em infra-vermelho, e em raios-x;
Ao final do processo temos cerca de 99% de calor e 1% de raios-X.
 As camadas mais próximas do núcleo possuem maior energia de ionização.
RADIAÇÃO CARACTERÍSTICA:
 Quando a Ec do feixe de elétrons consegue ionizar o W(tungstênio) e arrancar a camada K, o espaço deixado é ocupado por um elétron da camada mais externa, e nesse processo ocorre emissão de raios-X, ou seja, são formados quando um elétron de uma camada mais externa preenche o espaço deixado por um elétron de camada mais interna. Neste salto do elétron mais externo, teremos a produção de um fóton, cuja energia cinética será a diferença das energias de ligação entre as duas camadas.
A energia de um raio-X característico corresponde à diferença entre a energia de banda da camada sem elétron e a camada cujo elétron irá preencher aquele espaço;
Então, se um elétron de camada K for ocupado por um elétron da camada L no W(tungstênio, teremos : 6gKeV-12KeV -> 57KeV. 
Portanto, em termos de raios-x característicos, apenas aparelhos com 70kVp seriam capazes de arrancar elétron da camada K e obter radiação com 57 KeV (valor constante).
OBS: Qualquer elétron, de qualquer camada, pode ocupar o espaço deixado por outro elétron. 
 Nas radiografias de diagnostico só são úteis quando raios X – característicos são obtidos.
 As radiações características produzidas nas camadas L e M do tungstênio são de baixa energia sendo absorvidas pelos sistemas de filtração nos tubos de Raios-X.
RADIAÇÃO DE BREMSSTRAHLUNG: 
 A radiação de Bremsstrahlung é produzida quando elétrons acelerados são freados bruscamente contra um alvo ou anteparo. Quando elétrons acelerados passam perto dos núcleos de átomos de tungstênio, a carga positiva do núcleo interage com a carga negativa do elétron e, consequentemente, desviando-o da sua trajetória original. Esse desvio de elétron, ou deflexão, é acompanhado de perda de energia cinética, que é transformada em radiação.
 Faz referência a perda de energia cinética do elétron que atinge o alvo, a medida em que ele se aproxima do núcleo atômico. 
Durante essa aproximação, o núcleo (positivo) atrai o elétron (negativo), desacelerando-o. A Ec perdida na desaceleração é emitida na forma de raios-X (radiação de fretamento);
O elétron desacelerado muda sua direção no evento, e pode perder totalmente sua Ec no processo;
A medida em que o elétron vai sendo desacelerado por influência do núcleo, raios-X de fretamento são formados, com diferentes KeV’s;
Portanto, um elétron pode perder toda, parte, ou até nenhuma Ec durante sua passagem;
Podendo gerar raios-X com variados KeV’s nesse processo, com diferenças aleatórias entre eles.
Equipamentos podem gerar apenas raios-X de fretamento e nenhum característico, pois esse último só admite valores fixos ligados à energia de camada, e a de Bremsstrahlung pode apresentar inúmeros valores de KeV, pois dependem exclusivamente do núcleo e dos elétrons projéteis.
 A radiação de Bremsstrahlung também é conhecido como raios X comuns ou radiação branca.
Radioterapia : tratamento das alterações neoplásticas.