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1 1/2012 FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I DzNão sei ainda que espécie de raio é o X. Mas sei que vai operar milagresdz WILHELM CONRAD RÖENTGEN Prof. Jorge Alan Baloni www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 2 UNIDADE II OS RAIOS X DzPenso 99 vezes e nada descubro. Deixo de pensar, mergulho no silêncio, a verdade me é reveladadz (Einstein) 2.1. APRESENTAÇÃO Em Novembro de 1895, Wilhelm Conrad RoentgenP, fazendo experiências com raios catódicos (feixe de elétrons), notou um brilho em um cartão colocado a pouca distância do tubo. Notou ainda que o brilho persistia mesmo quando a ampola (tubo) era recoberta com papel preto e que a intensidade do brilho aumentava à medida que se aproximava o tubo do cartão. Este cartão possuía em sua superfície uma substância fosforescente (platino cianeto de bário). Roentgen concluiu que o aparecimento do brilho era devido a uma radiação que saia da ampola e que também atravessava o papel preto. A esta radiação desconhecida, mas de existência comprovada, Roentgen deu o nome de raios-X, posteriormente conhecido também por raios Roentgen. Roentgen constatou também que estes estranhos raios podiam atravessar materiais densos, em um desses resultados ele pode visualizar os ossos da mão de sua mulher. 1ª Radiografia Laboratório de Roentger 2.2. PRODUÇÃO DE RAIOS X De um modo geral os Raios X são produzidos quando elétrons (partículas elementares de carga negativa) em alta velocidade colidem violentamente contra alvos metálicos. Os equipamentos de Raios-X foram planejados de modo que um grande número de elétrons sejam produzidos e acelerados para atingirem um anteparo metálico (alvo) com alta energia cinética. No tubo de Raios X os elétrons obtêm alta velocidade devido a alta tensão aplicada entre o anodo (eletrodo positivo) e o catodo (eletrodo negativo). Os elétrons que atingem o alvo (anodo) interagem com sua estrutura atômica, transferindo suas energias cinéticas para os átomos da estrutura atômica do alvo. Os elétrons interagem com qualquer elétron orbital ou núcleo dos átomos do anodo. As interações resultam na conversão de energia cinética em energia eletromagnética (calor, cerca de 99% e Raios X, cerca de 1%) www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 4 2.2.1. O TUBO DE RAIOS X É montado dentro de uma calota protetora de metal forrada com chumbo, projetada para evitar exposição à radiação fora do feixe útil e possíveis choques elétricos. Os raios-X produzidos dentro do tubo, são emitidos em todas as direções (feixe divergente). Os raios-X utilizados em exames são emitidos através de uma janela (feixe útil ou primário). Os raios-X que passam pela capa de proteção são chamados radiação de vazamento ou de fuga e podem causar exposição desnecessária tanto do paciente quanto do operador. 2.2.1.1. CATODO É o pólo (ou eletrodo) negativo do tubo de raios-X. Dividindo-se em duas partes: Filamento catódico e capa focalizadora ou copo de foco (cilindro de Welmelt). a) Filamento Catódico Tem forma de espiral, construído em tungstênio e medindo cerca de 2mm de diâmetro, e 1 ou 2 cm de comprimento. Através dele são produzidos os elétrons, quando uma corrente atravessa o filamento. Este fenômeno se chama emissão termiônica. A ionização nos átomos de tungstênio ocorre devida ao calor gerado e os elétrons são emitidos. O tungstênio é utilizado porque possui um alto ponto de fusão, suportando altas temperaturas (cerca de 3.400 °C). Normalmente os filamentos de tungstênio são acrescidos de 1 a 2% de tório, que aumenta eficientemente a emissão termiônica e prolonga a vida útil do tubo. b) Capa Focalizadora ou Copo de Foco Sabe-se que os elétrons são carregados negativamente havendo uma repulsão entre eles. Ao serem acelerados na direção do anodo, ocorre uma perda, devido à dispersão dos mesmos. Para evitar esse efeito, o filamento do catodo é envolvido por uma capa carregada negativamente, mantendo os elétrons unidos em volta do filamento e concentrando os elétrons emitidos em uma área menor do anodo. c) Foco Duplo A maioria dos aparelhos de raios-X diagnóstico possui dois filamentos focais, um pequeno e um grande. A escolha de www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 5 um ou outro é feita no seletor de mA, no painel de controle. O foco menor abrange uma faixa de 0,3 a 1,0 mm e o foco maior, de 2,0 a 2,5 mm. Ambos os filamentos estão inseridos no copo de foco. O foco menor e associado ao menor filamento e o maior, ao outro. O foco menor ou foco fino (2), permite maior resolução da imagem, mas também, tem limitado a sua capacidade de carga ficando limitado as menores cargas . O foco maior ou foco grosso (1), permite maior carga, mas em compensação, tem uma imagem de menor resolução. Copo de Foco Filamento Catódico Foco grosso Foco fino Catodo www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 6 2.2.1.2. ANODO É o eletrodo ou pólo positivo do tubo de raios-X. Existem dois tipos de anodo: anodo fixo e anodo rotatório (ou giratório). O anodo recebe os elétrons emitidos pelo catodo. Além de ser um bom condutor elétrico, o anodo é também um bom condutor térmico. Quando os elétrons se chocam contra o anodo, grande parte de suas energias cinéticas são transformadas em calor. Este calor deve ser conduzido para fora rapidamente, para não derreter o anodo. O material mais usado no anodo é tungstênio em base de cobre por ser adequado na dissipação do calor. a) Anodo fixo É encontrado normalmente em tubos onde não é utilizada corrente alta, como aparelhos de raios- X dentários, unidades portáteis ou unidades de mamografia. Esquema de uma ampola com anodo fixo Exemplo de uma ampola com anodo fixo Detalhe do anodo fixo Detalhe do Catodo, com seu copo de foco www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 7 b) Anodo giratório ou rotatório A maioria dos tubos de raios-X utiliza este, devido a sua capacidade de resistir a uma maior intensidade de corrente em tempo mais curto, e com isso, produzir feixes mais intensos. Esquema de uma ampola com anodo giratório Exemplo de uma ampola com anodo giratório Detalhe do Catodo, com seu copo de foco Detalhe do anodo giratório www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof.Jorge Alan 8 c) Alvo, Fonte , ponto de Foco ou pista focal É a área do anodo que recebe o impacto dos elétrons. No anodo fixo, o alvo é feito de uma liga de tungstênio incluída em um anodo de cobre. No anodo giratório, o alvo é um disco. Este disco tem uma resistência grande à alta temperatura. A escolha do tungstênio deve-se à: 1. Alto número atômico, acarretando grande eficiência na produção de raios-X. 2. Condutividade térmica quase igual a do cobre, resultando em uma rápida dissipação do calor produzido. 3. Ponto de fusão (3.400 ° C), superior à temperatura de bombardeamento de elétrons (2.000 ° C). d) Aquecimento do anodo O anodo giratório permite uma corrente mais alta pois os elétrons encontram uma maior área de impacto. Com isso o calor resultante não fica concentrado apenas em um ponto como no anodo fixo. Fazendo a comparação de ambos, num tubo com foco de 1mm, temos: no anodo fixo a área de impacto (alvo) é de aproximadamente 1mm x 4mm = 4mm². No anodo rotatório de diâmetro de 7 cm, o raio de impacto é de aproximadamente 3 cm (30 mm). Sua área alvo total é aproximadamente 2 x π x 30mm x 4mm = 754mm². Portanto, o anodo rotatório permite o uso de área uma centena de vezes maior que um anodo fixo, com mesmo tamanho de foco. A capacidade de carga é aumentada com o número de rotações do anodo. Normalmente a capacidade de rotação é de 3.400 rotações por minuto. Existe anodo de tubos de maior capacidade que giram a 10.000 rpm. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 9 2.2.1.3. AMPOLA DE ENCAPSULAMENTO É um recipiente hermeticamente fechado que serve de blindagem, isolante elétrico e de suporte estrutural para o anodo e catodo. Ajuda na refrigeração da ampola. O sistema de encapsulamento serve para manter o vácuo no interior do tubo. A presença de ar dentro do tubo é indesejável, pois, além de interferir na produção de raios X, permitiria que eletricidade percorresse o tubo, na forma de pequenos raios e centelhas, danificando o sistema. 2.2.1.4. CUIDADOS COM O TUBO O mecanismo do rotor de um tubo rotatório pode falhar ocasionalmente. Quando isso acontece, há um superaquecimento criando depressões no anodo (danos sérios) ou rachaduras causando danos irreversíveis ao tubo. Ao acionar o disparador de exposições de uma unidade radiográfica, deve-se esperar 1 a 2 segundos, antes da exposição, para que o rotor acelere e desenvolva o número de rotações por minuto desejadas. Quando a exposição é completada pode-se ouvir o rotor diminuir a rotação e parar em mais ou menos 1 minuto. O rotor e precisamente balanceado, existindo uma pequena fricção sem a qual o rotor levaria 10 a 20 minutos para parar, após o uso. 2.2.1.5. VALORES MÁXIMOS DE OPERAÇÃO O operador do aparelho de raios-X deve estar atento à capacidade máxima de operação do tubo para não danificá-lo. Existem vários tipos de tabelas que podem ser usadas para estabelecer os valores máximos de operação do tubo de raios-X, mas apenas três são mais discutidas: 1. Curvas de rendimento máximo; 2. Resfriamento do anodo; 3. Resfriamento da calota do tubo. Sendo que estas três variáveis, são normalmente calculadas pelos fabricantes adotando o sistema de bloqueio de carga superior ao limite do tubo, mas, sendo de suma importância o conhecimento destas pelo operador, pois, em caso de falha do sistema, o próprio profissional poderá poupar o tubo das cargas excessivas. Depressões no anodo causadas por superaquecimento www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 10 2.2.2. FASES DE PRODUÇÃO DOS RAIOS X 1. O filamento catódico é aquecido devido à passagem de uma corrente elétrica (corrente de filamento – mA) de uma fonte de baixa voltagem, controlada por um seletor de mA. Aumentando-se o mA, maior será a corrente, elevando a temperatura e produzindo mais elétrons por efeito termiônico, criando uma nuvem negativa (nuvem catódica) em torno do catodo. 2. A aplicação de uma diferença de potencial elevada (tensão ou campo elétrico) (kV) ao conjunto catodo-anodo, acelera os elétrons da nuvem catódica em direção ao anodo. 3. Os elétrons com grande velocidade (e Energia Cinética) Dzcolidemdz com o anodo, no ponto de foco ou na pista focal, causando um desarranjo na estrutura atômica do objetivo, produzindo Raios X e calor. Raios X C A Raios X www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 11 Filtro www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 12 2.2.3. TIPOS DE RAIOS X Existem dois tipos de raios-X, dependendo da forma de interação entre elétrons e o alvo: 2.2.3.1. RAIOS X CARACTERÍSTICOS Esse processo envolve uma Dzcolisãodz entre o elétron incidente e um elétron orbital ligado ao átomo no material do alvo. O elétron incidente transfere energia suficiente ao elétron orbital para que seja ejetado de sua órbita ou Dzsaltedz para uma outra órbita, deixando um "buraco". Esta condição instável é imediatamente corrigida com a passagem de um elétron de uma órbita mais externa para este Dzburacodz. Como os níveis de energia dos elétrons são únicos para cada elemento, os raios-X decorrentes deste processo também são únicos e, portanto, característicos de cada elemento (material). Daí o nome de raios-X característico. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 13 2.2.3.2. RAIOS X DE FRENAGEM O processo envolve um elétron passando bem próximo a um núcleo do material alvo. A atração entre o elétron carregado negativamente e o núcleo positivo faz com que o elétron seja desviado de sua trajetória perdendo parte de sua energia. Esta energia cinética perdida é emitida na forma de um raio-X, que é conhecido como "bremsstrahlungdz ("braking radiation") ou radiação de frenagem. 2.3. A PRODUÇÃO DE CALOR O calor também é produzido pelo Dzimpactodz de elétrons. 2.4. PRINCÍPIO DO FOCO LINEAR O PONTO DE FOCO REAL é a área do objetivo onde os elétrons Dzcolidemdz. O tamanho do ponto de foco real (FONTE) tem um efeito na formação da imagem radiográfica, como já foi visto. Sua relação é: Quanto menor é o ponto de foco mais nítida é a imagem. O PRINCÍPIO DE FOCO LINEAR faz com que o tamanho do ponto de foco real pareça menor quando visto da posição do filme devido a uma angulação do anodo com relação ao feixe catódico. Este ponto de foco projetado é chamado de PONTO DE FOCO APARENTE ou EFETIVO. Entretanto a um limite para esta angulação (15° a 20°). Se for muito pequeno causa um excessivo declínio de intensidade do lado anódico do feixe, chamado de EFEITO DE TALÃO OU ANÓDICO.Anodo de Tungstênio (Vista lateral) Angulação Ponto de foco aparente ou efetivo Catodo Ponto de foco real (Área de bombardeio) www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 14 2.5. PROPIEDADES FUNDAMENTAIS DOS RAIOS X Causam fluorescência em certos sais metálicos; Enegrecem placas fotográficas; São radiações eletromagnéticas, não sofrem desvio em campos elétricos ou magnéticos; São diferentes dos raios catódicos (feixe de elétrons); Tornam-se "duros" (mais penetrantes) após passarem por absorvedores; Produzem radiações secundárias em todos os corpos que atravessam; Propagam-se em linha reta (do ponto focal) para todas as direções (divergência); Transformam gases em condutores elétricos (ionização); Atravessam o corpo tanto melhor quanto maior for à tensão aplicada ao tubo (kV). 2.6. ELEMENTOS DE UM CONJUNTO GERADOR DE RAIOS X A fonte de alimentação vem da rede elétrica. Acoplados a ampola existem dois circuitos: BV – Baixa voltagem, com corrente regulável que aquece o filamento. AV – Alta voltagem que funciona junto a um retificador que fornece o campo elétrico e mantém a polaridade no tubo. Numa instalação de Raios X, observa-se: a) Transformador que recebe 110/220V e fornece ao filamento aproximadamente 10V e ao conjunto catodo-anodo uma tensão variável entre 40kV e 150kV (ou mais). b) Painel de controle que possuem os controles b.1) Liga/desliga; b.2) Seletor de kV; b.3) Seletor de mA; b.4) Seletor de mAs c) Ampola. d) Mesa para o paciente. As máquinas de Raios-X podem operar a diversas tensões e a diversas correntes no tubo. De um modo geral, temos as seguintes características: • Diagnóstico: de 40 a 150 KVP e correntes de 25 à 1200 mA. • Terapia: de 60 a 250 KVP e correntes de aproximadamente 8 Ma • Raio-X dentário: de 50 a 90 KVP e correntes de até 10 mA. • Raio-X industrial: de 50 a 300 KVP e correntes de até 10 mA www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 15 2.7. OBSERVAÇÕES a) A KILOVOLTAGEM – kV: É a tensão aplicada no tubo; b) O KILOVOLTPICO (kVp): É a tensão máxima aplicada no tubo que determina a energia do fóton mais energético em keV (Kiloeletronvolt) não representa a energia efetiva do feixe que está em torno de 30% a 40% do valor do kVp; c) O RETIFICADOR: Transforma CORRENTE ALTERNADA (CA) em CORRENTE CONTÍNUA (CC); d) O MILIAMPERE – SEGUNDO (mAs): É o número total de elétrons que atingem o anodo; Freqüentemente, as unidades mA e mAs são confundidas ou tomadas como termos sinônimos. Não são. Cada uma dessas unidades refere-se a uma grandeza diferente. A unidade mA refere-se à grandeza física corrente elétrica (i). A corrente elétrica é definida como a quantidade de carga elétrica (Q), dada em Coulomb (C), que passa por um meio qualquer, dividido pelo intervalo de tempo em que ocorre esta passagem, em segundos (s). e) CONTROLE AUTOMÁTICO DE EXPOSIÇÃO (CAE) Dispositivo que controla o nível de exposição, suspendendo a geração de Raios X quando o receptor de imagens (conjunto tela-filme) recebe uma determinada quantidade de exposição pré- determinada considerada ideal para um determinado exame; f) QUALIDADE DOS RAIOS X: Capacidade de penetração que depende da energia dos Raios X; O feixe de Raios X possui diversas energias (policromático); g) FILTRAGEM A filtragem do feixe aumenta a energia média do feixe, pois retira radiação com pouco poder de penetração Dzraios X molesdz. h) TEMPO DE EXPOSIÇÃO: Em radiografias, a exposição é iniciada pelo operador do equipamento e terminada depois que se esgota o tempo selecionado previamente. Em fluoroscopia, a exposição é iniciada e terminada pelo operador, mas há um indicador do tempo de exposição acumulado que emite um sinal sonoro após 5 minutos de exposição. Os temporizadores e botões de controle ajustados pelo operador ativam e desativam a geração de raios X acionando dispositivos de chaveamento que pertencem, ao circuito primário do gerador. i) TEMPO – AJUSTE MANUAL: www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 16 Nos temporizadores manuais, o ajuste do tempo de exposição deve ser feito pelo operador antes de iniciar o procedimento. A seleção adequada dos ajustes do tempo de exposição no equipamento dependerá do conhecimento pessoal ou da consulta a uma Tabela de Exposição que correlaciona a espessura do paciente com o kV, o mA e o tempo. CONCLUSÃO Além da inegável importância na medicina, na tecnologia e na pesquisa científica atual, a descoberta dos raios X tem uma história repleta de fatos curiosos e interessantes, e que demonstram a enorme perspicácia de Roentgen. Por exemplo, o físico inglês Sir William Crookes (1832-1919) chegou a queixar-se da fábrica de insumos fotográficos Ilford, por lhe enviar papéis "velados". Esses papéis, protegidos contra a luz, eram geralmente colocados próximos aos seus tubos de raios catódicos, e os raios X ali produzidos (ainda não descobertos) os velavam. Outros físicos observaram esse "fenômeno" dos papéis velados, mas jamais o relacionaram com o fato de estarem próximos aos tubos de raios catódicos! Mais curioso e intrigante é o fato de que o físico alemão Philipp Lenard (1862-1947) "tropeçou" nos raios X antes de Roentgen, mas não percebeu. Assim, parece que não foi apenas o acaso que favoreceu Roentgen, a descoberta dos raios X estava "caindo de madura", mas precisava de alguém suficientemente sutil para identificar seu aspecto fenomenal. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 17 UNIDADE III FORMAÇÃO DA IMAGEM RADIOGAFICA DzIntenção sem ação é ilusão. Ouse a fazer, e um poder será lhe dado.dz (Lair Ribeiro) 3.1. INTRODUÇÃO Os Raios X, assim como a luz visível, irradiam em todas as direções (divergência) propagando-se em linhas retas (a partir do ponto de foco) até que são detidos por um absorvente.Por este motivo, o tubo de Raios X está situado em um alojamento de metal que detém a maioria da radiação X. Somente uma quantidade de radiação útil sai do tubo, e esta radiação constituem o feixe primário. O centro geométrico do feixe primário é chamado de Raio Central (RC). Na maioria dos equipamentos de raios X usados em medicina, a quilovoltagem pode variar dentro de um amplo limite, o que possibilita uma ampla aplicabilidade de exames ou terapias. Podemos classificar os raios X que saem da ampola segundo a energia que possuem, que está diretamente ligada à quilovoltagem usada em: RAIOS X DzSUAVESdz OU DzMOLESdz, com maiores comprimentos de ondas e baixa energia produzidos com baixa quilovoltagem, estes são facilmente absorvidos. RAIOS X DzDUROSdz, com menores comprimentos de ondas e altas energias, produzidos com alta quilovoltagem, esta radiação é mais penetrante e responsável pela imagem radiográfica. Os raios X utilizados em radiografia médica são heterogêneos por constituírem-se de radiações com diferentes comprimentos de ondas, energias e poderes de penetração. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 18 3.2. ABSORÇÃO DE RAIOS X Uma das principais características dos raios X é o seu poder de penetrar a matéria, mas nemtodos os raios X que entram na matéria a penetram completamente; alguns são absorvidos e aqueles que entram formam a imagem aérea. 3.3. FATORES QUE AFETAM A ABSORÇÃO DE RAIOS X Seguem-se alguns fatores que influenciam a absorção da radiação X. 3.3.1. ESPESSURA É uma relação intuitivamente óbvia: um pedaço de material Dzgrossodz absorve mais radiação X do que um pedaço Dzfinodz do mesmo material. 3.3.2. DENSIDADE Elementos mais densos (maior quantidade de matéria por unidade de volume) absorvem mais que os menos densos, como por exemplo a água (que absorve mais) do vapor de água. O estado de agregação dos átomos do meio favorece esta absorção. 3.3.3. NÚMERO ATÔMICO (Z) O número atômico de um elemento químico representa a quantidade de prótons presente em seu núcleo, esta relação é um tanto complicada e depende da energia da radiação incidente. No entanto, de uma maneira geral, elementos com baixos números atômicos absorvem menos do que aqueles com maiores números atômicos, como por exemplo, o alumínio (que absorve menos) do chumbo (usado para proteção e isolamento). 3.3.4. MEIOS DE CONTRASTE Os meios de contraste são substâncias que diferem em densidade e número atômico do meio em que estão cuja função é evidenciar estruturas que normalmente não são vistas numa radiografia. Como exemplo, temos: Suspensões aquosas de sulfato de bário são usadas para realçar o trato gastrintestinal.Compostos orgânicos líquidos contendo iodo, para radiografias dos sistemas vascular, urinário, linfático ou respiratório e o canal vertebral. Obs: Substâncias que absorvem radiação X são chamadas de RADIOPACOS. Caso contrário são RADIOTRANSPARENTES, como por exemplo: o ar, CO2 ou gases em geral. Esofagografia Intestino Grosso Contrastado www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 19 3.3.5. KILOVOLTAGEM A kilovoltagem aplicada no tubo age como intensificadora de Raios X, quanto mais kV , mais energéticos são os Raios X produzidos (portanto com menores comprimentos de ondas) influindo assim em sua absorção. EFEITO NA IMAGEM RADIOGRÁFICA COM O AUMENTO DO kV 60kV e 50mAs 70kV e 50mAs 80kV e 50mAs www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 20 3.3.6. FILTRAGEM Filtrar é remover Raios X inúteis, de baixa energia. A filtragem aumenta a energia média do feixe. 3.3.6.1. FILTRAGEM INERENTE È a filtragem que ocorre na própria ampola através de seus elementos como a superfície do vidro e o óleo isolante ao redor do tubo. 3.3.6.2. FILTRAGEM ADICIONAL OU ARTIFICIAL É a filtragem que ocorre propositalmente, através de folhas de metal inseridas no tubo (como no caso do alumínio), cuja função é remover Raios X de baixa energia. 3.3.6.3. OBSERVAÇÕES 1. A maioria das radiações menos energéticas irão somente adicionar-se à dose absorvida pelo paciente; 2. A filtragem necessária depende fundamentalmente da kilovoltagem aplicada; 3. A inserção de filtros Dzendurecedz o feixe; 4. A filtragem pode ser especificada em termos de equivalente de alumínio, ou seja, em termos da espessura de alumínio que produziria a mesma filtragem. 3.3.7. COMPOSIÇÃO DO OBJETIVO ANÓDICO O material que compõe objetivo também influi na absorção. Na maioria das aplicações médicas são usados objetivos de Tungstênio enquanto que em Mamógrafos são usados objetivos de Molibdênio (que produzem uma maior porcentagem de radiação de baixa energia, facilmente absorvidos). www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 21 3.4. ABSORÇÃO DIFERENCIAL NO CORPO HUMANO O corpo humano é uma estrutura complexa constituída de diferentes espessuras e elementos. Estes elementos absorvem os Raios X de maneira diferenciada. Por exemplo, o osso é mais denso e contém elementos de número atômico maior do que o tecido macio. Por isso, os ossos absorvem mais Raios X que os demais tecidos. Observa-se também que estruturas doentes absorvem os Raios X de forma diferenciada evidenciando uma patologia, por outro lado a idade do paciente também pode ter alguma influência na absorção como é o caso da osteoporose (poros nos ossos) que apresenta uma baixa absorção de Raios X. A radiação que emerge do corpo é resultado desta absorção diferencial e é constituída de diferentes intensidades de Raios X. Os diferentes padrões de intensidade que emergem do corpo formam a imagem aérea. 3.5. CONTRASTE DO SUJEITO É a relação entre a intensidade de uma parte do objeto e a intensidade de uma outra parte mais absorvente. Sua definição está relacionada à diferença de densidades ópticas entre dois pontos do filme, provocado por uma diferença de exposição nestes dois pontos. Quanto maior for a diferença de densidades ópticas para uma mesma exposição, maio r será o contraste: C DO1 DO2 O contraste do sujeito depende dos fatores que afetam a absorção dos Raios X. 3.6. FATORES DE EXPOSIÇÃO QUE AFETAM A IMAGEM AÉREA 3.6.1. MILIAMPERAGEM Aumentando-se a miliamperagem aumenta-se a intensidade de Raio X sem no entanto afetar o contraste do sujeito que se mantém com a mesma proporção (ou seja as diversas intensidades de Raios X que emergem do corpo continuam a manter a mesma relação entre si). www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 22 EFEITO NA IMAGEM RADIOGRÁFICA COM O AUMENTO DO mAs 70kV 25mAs 70kV 50mAs 70kV 80mAs www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 23 3.6.2. DISTÂNCIA A distância entre o tubo e o objeto tem um efeito na intensidade da imagem, conforme a distância entre a fonte e o objeto diminui, a intensidade de Raios X aumenta, e conforme a distância aumenta, a intensidade de radiação no objeto diminui. Isso acontece devido ao fato de que os Raios X propagam-se em linhas retas divergentes. O contraste do sujeito também não é afetado pela mudança na distância. 3.6.3. KILOVOLTAGEM Uma mudança na quilovoltagem resulta em uma mudança no poder de penetração dos Raios X, modificando assim a intensidade total do feixe que incide no paciente e também o contraste do sujeito. Como já foi dito anteriormente. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 Prof. Jorge Alan 24 3.7. EFEITO DE TALÃO (OU ANÓDICO) A intensidade de radiação que sai da fonte e incide sobre o paciente não é uniforme (ou seja, é um campo não constante) devido à inclinação que o objetivo possui em relação ao feixe de elétrons. O efeito de talão corresponde a uma variação de intensidades de Raios X devido ao ângulo de emissão de Raios X do ponto de foco. A intensidade diminui rapidamente do raio central em direção ao extremo anódico e aumenta levemente em direção ao extremo catódico. O efeito de talão pode ser usado paraobter densidades equilibradas em radiografias das partes do corpo que diferem em absorção. Por exemplo, em radiografias das vértebras torácicas, a área cervical fina deve receber a menor intensidade de radiação da porção do anodo do feixe enquanto que a área grossa do peito deve ser exposta a uma radiação mais intensa da porção catódica. Quando se usa a porção central do feixe o efeito de talão é menos notado, no caso de exposição de filmes pequenos. SUMÁRIO DAS APLICAÇÕES DO EFEITO ANÓDICO INCIDÊNCIA EXTREMIDADE EXTREMIDADE CATÓDICA ANÓDICA Coluna torácica (AP) Cabeça Pés Coluna lombar (Lateral) Cabeça Pés Fêmur (AP e lateral) Pés Cabeça Úmero (AP e lateral) Cotovelo Ombro Perna (Tíbia/Fíbula) Calcanhar Joelho Antebraço (AP e lateral) Punho Cotovelo 3.8. FILTROS DE ESPESSURA VARIÁVEL É também um método de se obter densidades equilibradas em radiografias por usar filtros de espessuras diferentes para diferentes absorções produzindo diferentes intensidades de radiação X incidente. 3.9. GEOMETRIA NA FORMAÇÃO DA IMAGEM O objetivo de uma radiografia é o de obter imagens as mais exatas quanto possível e dois fator es que afetam esta nitidez são o grau de borrosidade e o tamanho da imagem. Lâmpadas comuns podem simular o que acontecem com os Raios X. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 25 3.9.1. BORROSIDADE GEOMÉTRICA E AMPLIAÇÃO DA IMAGEM A sombra produzida por uma lâmpada pequena, a uma distância de 90cm da parede, é quase do mesmo tamanho do objeto iluminado, a uma distância de 5cm da parede, e de contornos bem definidos. Movendo o objeto em direção a luz a sombra se torna maior e os contornos mais turvos. Substituindo a lâmpada menor por uma fonte maior note que os contornos ficam turvos mesmo com o objeto a pouca distância da parede, esta borrosidade aumenta quando se move o objeto em direção a fonte. O efeito da borrosidade também pode ser causado movendo-se a fonte para perto do objeto. Uma vez que a imagem aérea dos Raios X é também uma sombra do objeto, os mesmos princípios de formação de sombra são aplicados em radiografia. Quanto menor for a fonte de radiação (ponto de foco), quanto mais perto o objeto estiver do filme (plano receptor de imagem) e quanto mais longe estiver o objeto da fonte, menos borrosa e mais nítida é a imagem. Mas um ponto de foco maior e mais próximo do objeto e este distante do filme, maiores são a borrosidade e a ampliação. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 1/2012 26 3.9.2. DISTORÇÃO É uma ampliação desigual de partes de uma estrutura. Se o ponto de foco não estiver verticalmente acima do objeto ele produzirá uma ampliação da imagem neste caso tendo o objeto e a superfície de gravação paralela. Se o objeto e a superfície de gravação não forem paralelos à sombra será distorcida. A distorção e a ampliação podem muitas vezes serem úteis quando aplicadas para examinar algumas estruturas que de outra maneira seriam obscuras. O estabelecimento da posição de uma estrutura a partir de sua Dzsombradz pode ser útil na identificação de uma lesão. 3.10. MOVIMENTO O movimento, tanto das estruturas sendo radiografadas quanto do equipamento de exposição, contribui para a borrosidade da imagem. Duas regras devem ser seguidas: Imobilizar a parte radiografada e reduzir o tempo de exposição. 3.11. FILME RADIOGRÁFICO O filme radiológico consiste em uma emulsão fixada numa base de material plástico (poliéster transparente ou de triacetato), que contém em suspensão cristais de brometo de prata em material gelatinoso. Quando a radiação interage com estes cristais, eles modificam quimicamente e formam o que é conhecido por imagem latente. Após a exposição, quando o filme é então Dzreveladodz, os cristais expostos á radiação se reduzem a grãos de prata metálica. O filme é então Dzfixadodz através d uma solução de tiossulfito de sódio, que dissolve o brometo de prata e a gelatina da emulsão não expostos às radiações, não afetando a prata metálica. O filme é então lavado em água corrente, para remover todos os resíduos químicos. O resultado é o enegrecimento de áreas proporcionalmente a quantidade de radiação recebida. O grau de enegrecimento de uma região do filme é descrito pela DzDensidade Óticadz (DO) da região A imagem da luz do écran é transmitida para o receptor: o filme de Raios X 3.11.1. COMPOSIÇÃO DO FILME: Gelatina ou emulsão: veículo para manter o composto de prata na forma de micro cristais de ato de prata uniformemente; Revestimento: camada protetora para diminuir danos na superfície do filme; Suporte: É a base do filme feita de poliéster; Haleto de prata: grãos de prata. desde que Você obtenha a permiss ão do autor www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I ANEXOS TÉCNICAS RADIOLÓGICAS KV e mAS SÉRIE RADIOLOGIA E SABER 1 POR: PROF. RONALDO J. CALIL O kV determina o contraste. O contraste é responsável pela imagem preta e branca na radiografia, muito contraste significa uma imagem preta, chamada popularmente de Dzqueimadadz, e pouco contraste significa uma imagem branca; o mAs é responsável pela densidade. Densidade é aquela imagem referente ao contorno da estrutura do osso, ou seja, numa imagem de um RX de uma perna, o contorno que aparece como sendo dos músculos e tudo o que não for osso, significa que houve pouca densidade. A densidade é responsável pela eliminação de partes moles, portanto, se o técnico quiser produzir uma imagem óssea com bastante detalhe e qualidade, deve colocar mais mAs e menos kV. O mAs é resultado da multiplicação do valor colocado no comando (a mA), pelo valor colocado no comando do S (tempo). Se o botão do mA estiver no 200 e o botão do S no 0,25 segundos, o mAs será igual a 50, se colocar o mA no 500 e o tempo no 0,10, também terei 50 mAs. Esse método é usado para diminuir o borramento da imagem, ou seja, a imagem não sai tremida. O principio dessa técnica é diminuir o tempo sem alterar o valor do mAs, pois quando maior o tempo mais chance o paciente tem para se mexer durante a produção da imagem. Quando o exame é designado para partes moles – tudo o que não for osso – usa-se pouco mAs e muito kV, e quando a imagem ideal é a do osso, usa-se pouco kV e muito mAs. Alguns físicos defendem que o muito uso do mAs, gera uma forte radiação ao paciente. É verdade que a quantidade aumenta, mAs nada de tão exagerado a ponto de prejudicar a saúde do paciente, e a qualidade de imagem é compensadora. Ao contrário do que alguns afirmam, a maneira de descobrir a quantidade de kV a ser colocada, é descoberta por uma ciência, a matemática. Para o cálculo do kV é usada a fórmula: KekV 2 Onde, e = espessura e K = constante. A espessura é medida através do espessômetro, que deve ser posicionado no ponto onde entra o RC. O K significa a constante, que é determinada por um conjunto de equipamento e acessórios de uma sala de RX, que compreende a capacidade da ampola, a velocidade do écran, a DFoFi , o tipo da grade, a variação da voltagem do aparelho, a temperatura e o tempo da processadora e a marca do filme. A constante é extraída através da fórmula: eKVK 2 Essa fórmula será mais discutida a frente. Então teremos para RX de tornozelo com espessura = 9 cm. e K = 25, o exemplo: 43 2518 2529 2 kV kV kV KekVO mAs é calculado através de outras fórmulas, cada uma a ser empregada de acordo com a região. Para descobrir o mAs de exames ortopédicos referentes a extremidades – regiões situadas nas pontas dos membros. A saber: MMSS: Falanges, mão, punho, antebraço e cotovelo. MMII: Ante-pé, pé, tornozelo e perna, feitos sem bucky. Deve-se usar o valor do KV dividindo por três, exemplo.: 3 kV mAs Para descobrir o valor do mAs para essas extremidades, incluindo o joelho, o crânio, o Hemi tórax, o ombro, o úmero, a clavícula, esterno e fêmur, usa-se o valor do KV dividindo-o por dois, então temos: www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 2 kV mAs No exemplo acima teremos: 3,14 3 43 3 mAs mAs kV mAs Para descobrir o mAs de exames de regiões mais específicas como o tórax, as colunas e o abdome, usa-se outra fórmula: CMkVmAs O CM (Coeficiente Miliamperimétrico) é um valor pré determinado usado para determinar o mAs. Os seus valores são: Abdome = 0,70; Colunas = 0,80; Tórax = 0,015. Então em um exame de coluna lombar, com um paciente com espessura de 25 cm. e uma constante igual a 30 o cálculo total fica: 64 8,080 80 3050 30225 2 mAs mAs CMkVmAs kV kV kV KekV Essa fórmula foi elaborada para distância igual a 1 metro, mAs no exame de tórax, usamos a distância igual a 1,80m. Quando afastamos a ampola, perdemos potência no aparelho. Esse fenômeno pode ser explicado se comparado a um carro encostado na parede com o farol ligado, quando ele começa a dar ré, a luz vai enfraquecendo, e a forma de manter a mesma intensidade de luz é aumentando a sua potência. O mesmo acontece com o KV. A cada 10 cm. que a ampola é afastada, deve-se aumentar 4 KV, então para o tórax aumenta-se 32 KV. Quando se abaixa a ampola, o efeito é ao contrário, fazendo com que o KV seja diminuído, na mesma proporção, a cada 10 cm. deve-se abaixar 4KV. Então para o RX de tórax de um paciente com 20 cm. de espessura e com uma constante de sala igual a 25, devo fazer o seguinte cálculo: 6,1 015,0107 107 3275 4875 8075 2550 2 mAs mAs CMkVmAs kV kV kV cmDFoFikV kV KekV Todo o tórax deve ser feito no mínimo usando a mA 300. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I O mAs em alguns aparelhos o tempo começa com 0,02 s., resultando 6 mAs. No caso acima não consigo empregar o mAs obtido - o tempo muda de aparelho para aparelho, juntamente com a valor do mAs e do KV. Para isso uso a regra descrita a seguir: Para cada 10 KV que aumento, devo dividir o mAs por dois; Para cada 10 KV que diminuo, devo dobrar o mAs. Então para o mAs do tórax citado acima, basta ir usando a regra até atingir o valor de 6 mAs: kV mAs 107 1,6 97 3,2 87 6,4 O mesmo é válido para situações similares para outras partes do corpo, em que o aparelho não proporcionar o uso correto da técnica. Essa técnica pode também ser usada para melhorar a qualidade da imagem já que aumentando o mAs, elimina-se as partes moles, obtendo- se mais detalhe do osso. É necessário prestar atenção na distância real da ampola em relação ao filme. O ponto referente a um metro no marcador de distância da ampola, geralmente está relacionado à DFoFi da ampola à grade, portanto quando o chassi fica em cima da mesa, a distância é reduzida geralmente em 1 metro. Nesse caso é necessário aumentar a distância em aproximadamente 10 cm, para compensar. O ponto correto de medição da ampola é a aproximadamente 4 cm, acima da sua parte redonda lateral. Deste local mede-se um metro até a grade, ou até a mesa. A constante é o valor mais difícil de descobrir. O seu valor depende de adequar os valores obtidos pedidos na sua fórmula de cálculo. A fórmula é: eKVK 2 Deve-se conferir: a. Se o valor do kV está correto; b. Se o valor do mAs está dentro da relação kV/mAs usada nas fórmula apresentadas acima. Ex.: Em um exame de mão foi usado 41 kV com 5 mAs. A mão é feita sem bucky, portanto extraído o kV, deve-se dividir por 3 e achar o valor do mAs, e 41 dividido por 3, obviamente não é 5. Neste caso deve-se adequar a fórmula aos padrões corretos, o método a ser usado será explicado a frente; c. Se a DFoFi está correta. No exemplo acima a ampola pode estar a 90 cm. de distância do chassi, sendo necessário adequar as nossas normas, aumentando a distância e adicionando 4 kV; d. Se a espessura do paciente está correta. A maneira mais simples de descobrir a constante é extraindo-a de um exame de coluna lombar em decúbito. Pacientes idosos, principalmente mulheres, são propensos a terem osteoporose, nesse caso deve-se levar em consideração a perda de cálcio nos ossos, o que faz com a radiografia saia escura. Para evitar que o exame seja repetido, deve-se abaixar a técnica em aproximadamente 5% do valor do kV. O mesmo é indicado para pacientes orientais, devido a característica de sua raça. Em pacientes de cor, segue-se o contrário. O fenômeno não tem nada haver com a pigmentação da pele e sim com a característica de raça, por serem mais musculosos. Deve-se aumentar a técnica em 5 kV. Em paciente com gesso, deve-se aumentar em média 10 kV, devido a densidade acrescentada pelo gesso. Vale a pena observar se o gesso envolve todo o local a ser radiografado, ou se é só em partes. Em um Raios-X de tornozelo, a parte posterior normalmente está com gesso, a anterior não. Radiografias com o cilindro de extensão, deve-se aumentar de 6 a 8 kV, mAs só se o cilindro estiver encostado na parte a ser radiografada. O cilindro alinha os raios, evitando a radiação dispersa, diminuindo a intensidade. De uma radiografia com grade para outra sem grade, diminuir 8 a 10 kV, e vice-versa. A grade tem uma espessura que requer mais técnica. Efeito Anódico: Quanto mais a estrutura estiver próxima ao cátodo, mais concentrado estará a atenuação dos Raios-X, fazendo com tenha mais penetração no seu lado. A diferença entre um lado e outro é grande, chegando em quase 50% de diferença, por isso o efeito deve ser usado em exames que a estrutura a ser examinada tenha o formato cuneiforme - comece fino e termine grosso –. O cátodo fica sempre no lado do comando do aparelho, e geralmente é identificado com o sinal negativo (-) na saída dos fios na ampola. O anodo fica na direção da estativa e é identificado com o sinal positivo (+) também na saída dos fios da ampola. Portanto, quando o exame for de qualquer coluna, o paciente deve sempre ficar com a cabeça em direção do anodo (na estativa) e os pés no lado do cátodo (no comando), e quando o exame for de quadril, www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I perna pé, o paciente deve ser posicionado ao contrário, de modo que a parte mais densa fique sempre no lado do cátodo. Magnificação: É a ampliação - Quanto mais próximo da ampola estiver à estrutura, mais ampliada ela se apresenta. Esse efeito pode ser comparado ao efeito da luz. Imagine que sua mão está sendo projetada em uma parede através de uma lanterna, gerando uma sombra. Quando você aproxima a sua mão no foco gerador de luz (da lanterna), a imagem projetada da sombra aumenta de tamanho. O mesmo acontece com os Raios-X; Para incidência de Arcos Costais, deve-se usar a mA 100, com o tempo longo, em aproximadamente 1,5s.. Para essa imagem o mAs será aumentado e o kV diminuído. Essa técnica destacará a parte óssea do tórax, deixando as partes moles sem evidência. Para técnica em urografia, deve-se dobrar o mAs e diminuir 10 kVs, afim de se obter uma melhor imagem do rim. Como o exame estuda a possibilidade de litíase renal, que pode apresentar-se com um tamanho bem inferior, chegando a menos de um milímetro, é preciso de mais detalhe para osso e de eliminar qualquerestrutura que sobreponha os rins, afinal os cálculos renais são calcificados. Afim de se obter dois filmes com a mesma imagem, gerada através de uma só incidência, é um só disparo de Raios-X, coloca-se dois filmes em um só chassi. Depois de revelados, verifica-se que a imagem dos dois são quase iguais, pois um é um pouco mais claro do que o outro devido a redução da luz produzida pelo écran; O filtro de compensação é uma cunha de alumínio, onde projeta- se a parte maior para a parte mais fina da estrutura, e a menor para a parte mais grossa, afim de se obter uma igualdade da estrutura. O filtro deve ser colado na ampola. Pode ser feito de papel alumínio de cozinha, dobrando-o várias vezes, de modo que vire um bloco espesso. Dobra-se outro pedaço de papel produzindo outro bloco, só que um menos espesso do que o anterior. Dobra-se outro menos espesso ainda, e assim sucessivamente até chegar ao ponto zero. Junta- se todos os blocos, do menor ao maior, formando-se uma Dzescadadz. Forra-se todos os blocos com papel cartão e depois com papel contact, assim terá o formado desejado. Podem-se produzir cópias de um filme já radiografado. Para isso basta colocar dentro do chassi, no lado onde não vai radiação, um filme totalmente velado e revelado (preto), depois outro filme, por cima deste, virgem, e por último o filme a ser copiado. Depois de fechado, o chassi é levado à mesa de Raios-X e irradiado com uma técnica de mão. Revelado a imagem copiada estará no positivo, ou seja, fundo branco e imagem preta, ao contrário do original, de fundo preto e imagem branca. A técnica pode variar de parelho a aparelho, podendo ser alterada para mais ou menos. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I Cálculo das Mudanças nos Fatores de Exposição Os fatores envolvidos na exposição são: Miliamperagem; Tempo de exposição; Distância foco-filme; Quilovoltagem. Como cada um desses fatores contribuem para o resultado radiográfico, eles podem ser alterados de acordo com as necessidades das condições. Na prática , a mudança de um fator requer que se faça um ajuste em um dos outros fatores. Existem tabelas que ajudam a resolver estes ajustes. Entretanto é necessário que se compreendam as operações matemáticas envolvidas para um ajuste inteligente se não se encontrarem tabelas à disposição. Parâmetros iniciais: mA0 (miliamperagem inicial); mA (miliamperagem final); T0 (tempo original); T (novo tempo); D0 (distância original); D (nova distância). Relação entre Miliamperagem e Tempo A miliamperagem é inversamente proporcional ao tempo de exposição. 0 0 T T mA mA Exemplo 1 – Uma miliamperagem de 30 e um tempo de exposição de 0,5s foram usadas. Para se deter o movimento é necessário reduzir o tempo de exposição a 0,05s. Qual seria a nova miliamperagem? 300 05,0 5,030 5,0 05,030 0 0 mA mA mA T T mA mA Exemplo 2 – Foi utilizado 30 mA e um tempo de exposição de 2s, se quer aumentar a miliamperagem para 60. Qual o novo tempo de exposição? sT T T T T mA mA 1 60 230 260 30 0 0 Miliamperes – segundos (mAs) É fundamentalmente o produto entre a miliamperagem e o tempo, representa o fator que controla a Dzquantidadedz de exposição, permanecendo a quilovoltagem constante. 00 TmAmAs www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 2/2009 Relação das distâncias entre Fonte e Receptor de Imagem Lei do Inverso do Quadrado Os Raios X, assim como a luz, divergem em trajetórias retilíneas, a partir do ponto de foco, a medida que afastam-se da fonte cobrem áreas cada vez maiores perdendo intensidade. Mudanças na distância entre Fonte e Receptor A borrosidade geométrica diminui com o aumento da distância entre a fonte e o receptor (isto se não modificarmos a distância entre o objeto radiografado e o receptor); Reduzem também a ampliação e a distorção; Entretanto para manter uma mesma densidade é necessário aumentar a quantidade de Raios X, aumentando o mA; Relação entre Tempo e distância Modificando-se a distância entre a fonte e o receptor deve-se também modificar a quantidade total de Raios X usando-se a miliamperagem. Se o tempo original (T0) e a distância original (D0) forem conhecidas, pode-se calcular o novo tempo de exposição (T) para qualquer nova distância (D). Usando-se a lei do inverso do quadrado da distância teremos: 2 0 2 0 D D T T Exemplo 1 – Vamos supor que o tempo de exposição inicial seja de 2s e a distância seja de 100cm. Que tempo seria necessário para uma distância de 75cm? sT T T D D T T 125,1 10000 56252 100 75 2 2 2 2 0 2 0 Exemplo 2 – Supondo que o tempo de exposição inicial seja de 0,5s e a distância seja de 1,83m. Deseja-se diminuir o tempo de exposição para 0,1s. Qual será a nova distância solicitada? cmD D D D D D D T T 82 82,068,0 68,0 5,0 35,31,0 83,15,0 1,0 2 2 2 2 2 0 2 0 Relação entre Miliamperagem e Distância Os problemas relacionados entre miliamperagem e a distância são equivalentes com a relação entre tempo e distância porque a miliamperagem afeta a exposição da mesma forma. www.cliqueapostilas.com.br FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I 2/2009 2 0 2 0 D D mA mA Relação entre Miliamperes-Segundos e Distância O resultado dos miliamperes e tempo são frequentemente considerados como um único fator. Os cálculos mais úteis envolvendo distância são aqueles que combinam estes dois fatores em um único fator: o miliampere-segundo (mAs). Vamos representá-los assim: mAs0 (miliampere-segundo inicial); mAs (miliampere-segundo final). 2 0 2 0 D D mAs mAs Exemplo 1 – Vamos supor que são necessários 100mAs para se produzir uma exposição, a uma distância de 1,83m. Qual a distância necessária para se reduzir a 25mAs? mD D D D D D D mAs mAs 91,0 83,0 83,0 100 83,125 83,1100 25 2 2 2 2 2 2 0 2 0 Exemplo 2 – Vamos supor que os fatores normais para uma radiografia da pélvis seja uma distância de 100cm com mAs de 100. O paciente não pode ser removido para uma mesa, e a altura da cama permite uma distância máxima de somente 88cm. Qual será o novo mAs necessário? 4,77 10000 1007744 100 88 100 2 2 2 0 2 0 mAs mAs mAs D D mAs mAs Mudanças de Quilovoltagem. Uma mudança na quilovoltagem requer uma compensação na exposição (mAs ou distância). Entretanto um aumento na quilovoltagem reduz o contraste do sujeito. Como é uma relação complexa estes parâmetros devem ser determinados através da prática. www.cliqueapostilas.com.br TÉCNICO EM RADIOLOGIA – ESCOLA TÉCNICA FISICO_MALUCO@HOTMAIL.COM WWW.BALONI.NO.COMUNIDADES.NET Prof.: Jorge Alan 1 – (CESPE) A voltagem (kV) e a corrente (mA) do tubo de raios X são dois parâmetros controláveis que influenciam a qualidade da imagem e determinam maior ou menor tempo de exposição do paciente à radiação. Em relação ao efeito da modificação desses parâmetros, assinale a opção correta. a) O contraste do filme radiológico depende inversamente da voltagem, ou seja, o aumento da voltagem provoca a redução do contraste da imagem. b) O aumento da corrente ou da voltagem contribui para a redução da exposição do paciente à radiação. c) O aumento da voltagem reduz o poder de penetração do feixe de raios X, o que gera imagens mais claras. d) O aumento da corrente eleva a energia máxima dos raios X produzidos e, comisso, aumenta a exposição do filme a esses raios. 2– (CESPE) Os raios X são um tipo de radiação eletromagnética ionizante muito utilizada em métodos diagnósticos, produzida por elétrons acelerados por uma grande diferença de potencial que incidem sobre um alvo metálico. Com relação ao tubo de raios X e à produção desses raios, assinale a opção correta. a) O interior do tubo de raios X é preenchido por óleo, o que garante durabilidade e eficiência na produção dos raios X. b) O tubo de raios X, por estar contido em uma calota protetora de madeira, geralmente não é visível. c) Dois tipos de anodo podem compor o tubo de raios X: o giratório e o fixo. Este último é utilizado na maior parte dos tubos de aparelhos de medicina diagnóstica. d) A corrente elétrica aplicada no tubo de raios X influencia o número de fótons de raios X produzidos. 3 - (CESPE) Ainda em relação aos componentes do tubo de raios X, assinale a opção correta. a) O tubo de raios X contém o anodo, que é o pólo negativo, e o catodo, que é o pólo positivo. b) Os elétrons são atraídos e acelerados em direção ao catodo. c) O anodo contém um alvo, usualmente de chumbo, onde os raios X são produzidos. d) Os elétrons são irradiados por meio do aquecimento de um filamento, usualmente de tungstênio, localizado no catodo. 4 - (CESPE) O conhecimento dos parâmetros técnicos que podem ser ajustados durante o exame radiográfico é fundamental para o melhor aproveitamento do aparelho. Com relação a esses parâmetros, assinale a opção correta. a) Os principais parâmetros que podem ser modificados durante um exame radiográfico são a voltagem, a corrente elétrica e o tempo de exposição. b) Após a geração dos raios X, o feixe passa por um colimador, formado por folhas de tungstênio interpostas. c) A grade tem como uma das principais funções reduzir a radiação espalhada e, portanto, o contraste da imagem. d) Quanto menor for o foco, menor será a resolução espacial da imagem e vice-versa. 5 - (CESPE) Quanto aos aspectos técnicos da obtenção de imagens e da composição do aparelho de radiografia, julgue os itens seguintes. a) ( ) O tubo de raios X contém uma fonte de elétrons —o cátodo — e um receptor de elétrons — o ânodo. b) ( ) O ânodo é composto por filamento de tungstênio. c) ( ) Os elétrons são acelerados em direção ao cátodo, que contém um alvo, frequentemente de césio. d) ( )A maior parte da energia gerada no tubo é convertida em calor e apenas 1% é convertida em raios X. e) ( ) O tubo de raios X é envolto em nitrogênio líquido, para se evitar superaquecimento. 6 - (CESPE) Em relação à exposição radiográfica, julgue os próximos itens. a) ( ) O aumento da voltagem reduz o contraste no filme. b) ( ) A redução da voltagem aumenta a exposição do filme, o que resulta na obtenção de imagens mais escuras. c) ( ) Focos pequenos geram imagens de menor resolução espacial. d) ( ) Focos grandes toleram maior aquecimento e são utilizados, por isso, em exames como fluoroscopia. e) ( ) O aumento da corrente determina menor produção de raios X. www.cliqueapostilas.com.br TÉCNICO EM RADIOLOGIA – ESCOLA TÉCNICA FISICO_MALUCO@HOTMAIL.COM WWW.BALONI.NO.COMUNIDADES.NET Prof.: Jorge Alan 7. (CESPE) Atualmente, existem muitos modelos de sistemas de raios X disponíveis no mercado. Entretanto, algumas características são comuns a todos os aparelhos e precisam ser corretamente identificadas por seus operadores. Quanto aos aspectos técnicos dos aparelhos de raios X, julgue os itens a seguir. I - Os sistemas de raios X usualmente operam com voltagens máximas que variam entre 25 kV a 150 kV e com correntes de tubo entre 100 mA e 1.200 mA. II - Os sistemas de imagem são compostos pelo tubo de raios X, pela mesa de operação do aparelho e pelo gerador de alta voltagem. III - O console de comando permite modificar os valores da voltagem, da corrente e do tempo de exposição. A quantidade de itens certos é igual a A) 0. B) 1. C) 2. D) 3. 8. (CESPE) O tubo de raios X, raramente visto pelo técnico de radiologia, está contido em um invólucro protetor. Assinale a opção correta acerca da estrutura do tubo de raios X. a) O invólucro protetor tem como objetivo proteger mecanicamente o tubo e, por conter óleo, auxilia também como barreira térmica, dissipando calor. b) A ampola de raios X está contida em um invólucro de metal ou madeira. c) O catodo corresponde ao terminal positivo do tubo de raios X. d) O anodo, que é o terminal negativo do tubo de raios X, pode ser estacionário ou rotativo. 9. (CESPE) Acerca das aplicações práticas dos efeitos Compton, fotoelétrico e da radioproteção, julgue os próximos itens. I - O efeito Compton resulta na radiação espalhada que determina um embotamento difuso da imagem e perda do contraste entre as estruturas, muitas vezes resultando na necessidade de nova exposição e, portanto, maior irradiação do paciente. II - No efeito fotoelétrico, os raios X formados não fornecem informação útil para a formação da imagem, porém determinam aumento da exposição desnecessária à radiação. III - No efeito Compton, a radiação espalhada secundária ao efeito é uma das fontes de maior exposição ocupacional recebida pelos técnicos de radiologia. Assinale a opção correta. A) Apenas o item I está certo. B) Apenas o item II está certo. C) Apenas os itens I e III estão certos. D) Todos os itens estão certos. 10. (CESPE) A respeito da produção e das características dos raios X, julgue os itens a seguir. a) Os raios X são produzidos no cátodo do tubo. b) O comprimento de onda dos raios X varia entre 0,1mm e 1,0 mm. c) Os raios X são compostos por partículas gama. d) O ânodo é composto de tungstênio e (ou) molibdênio. e) KV refere-se à diferença de potencial entre o ânodo e o cátodo. 11. A principal função da grade antidifusora é: A) Evitar que a radiação espalhada chegue ao filme B) Apenas sustentar o chassi na posição correta C) Limitar o campo radiográfico D) Potencializar os raios X E) Fixar o écran no interior do chassi 12. Assinale a afirmativa que apresenta corretamente o conceito de raio X característico. (A) Processo que envolve uma colisão entre o elétron incidente e um elétron orbital. (B) Processo de produção da imagem em um aparelho de raio X. (C) Processo que envolve um elétron passando bem próximo a um núcleo do material do alvo. (D) Processo que envolve a conversão de um nêutron em próton. (E) Processo que envolve a produção de um elétron positivo é ejetado do núcleo. 13. Assinale a afirmativa que descreve corretamente o efeito Compton. (A) O feixe de radiação que emerge de um objeto irradiado. (B) Interação de um fóton de raio X incidente e um elétron ligado a um átomo do absorvedor. (C) Consiste de uma interação entre um fóton de raios X , e um elétron livre. (D) A energia do fóton é convertida em dois elétrons, um positivo e outro negativo. (E) A energia do raio X é transferida para um elétron orbital. www.cliqueapostilas.com.br TÉCNICO EM RADIOLOGIA – ESCOLA TÉCNICA FISICO_MALUCO@HOTMAIL.COM WWW.BALONI.NO.COMUNIDADES.NET Prof.: Jorge Alan 14. Quanto à natureza e às propriedades dos raios-X, assinale a opção incorreta. A) Os écrans reforçadores são feitos de tungstênio. B) As radiações secundárias são produzidas pelo corpo do paciente. C) A propagação é feita em linha reta. D) O comprimento de onda é menor que m. E) Os raios X exercem efeito biológico. 15. Em relação à produção, à emissão e àinteração dos raios X com a matéria, julgue os itens a seguir. a) ( ) O deslocamento de elétrons da camada M para a camada K produz radiação característica. b) ( ) Bremsstrahlung, também chamado de radiação de frenagem, é produzida pelo choque do feixe de elétrons com elétrons da camada K do anodo. c) ( )A energia dos raios X é inversamente proporcional ao comprimento de onda dos fótons. d) ( )A função primária dos filtros é reduzir a energia do feixe de raios X. e) ( ) O efeito Compton se refere à interação entre os elétrons do feixe de raios X e os elétrons da camada externa do tecido f) ( ) No efeito fotoelétrico, há formação de radiação característica pela interação entre o feixe de raios X e o tecido. g) ( ) Um tubo de raios X mamográfico usa alvo de tungstênio, molibdênio ou titânio. h) ( ) Na formação dos raios X em aparelhos mamográficos com alvo de tungstênio, predomina a radiação característica. i) ( ) Na formação de raios X em aparelhos mamográficos com alvo de molibdênio, predomina a radiação de frenagem. j) ( ) O fato de o número atômico do molibdênio, 82, ser mais alto que o do tungstênio aumenta a sua eficiência na produção de raios X. k) ( ) A voltagem usada em radiografia mamográfica é menor que a usada em radiografia do pulmão. 16. Leia as assertivas seguintes: I. A imagem latente é formada pela sensibilização do filme radiográfico pelos raios–X ou pela luz emitida pelas telas intensificadoras. II. A imagem radiográfica é formada pela sensibilização do cassete pelos raios–X ou pela luz emitida pelo filme radiográfico. III. A imagem de raios-X é formada pela sensibilização do filme radiográfico pelas telas intensificadoras ou pela luz emitida pelo filme radiográfico. Assinale a alternativa correta A) se I é correta, apenas. B) se II é correta, apenas C) se III é correta. D) se I e II são corretas, apenas. E) se todas as três assertivas são incorretas. 17. No que trata de conhecimentos radiológicos analise as assertivas seguintes e assinale com V a proposição verdadeira e com F aquela que for falsa. ( ) Equipamentos com cátodo giratório têm durabilidade maior. ( ) Os raios X são radiações que se movem no vácuo. ( ) O filamento do tubo de raios X mais comum é feito de titânio A sequência correta, de cima para baixo é: A) V – F – V B) F – F – V C) F – F – F D) F – V – F E) V – V – F 18. Analise as assertivas seguintes, todas referentes à radiologia e os raios-X. I. A utilização de grades previne a incidência de radiação secundária sobre o paciente. II. Os raios-X ionizam gases e enegrecem filmes fotográficos. III. O técnico em radiologia deve, sempre, usar avental plumbífero, mas, nem sempre, é necessária a proteção tiroidiana. IV. A filtração do feixe primário de raios X visa remover os raios de baixa energia e, assim, reduzir a exposição. Assinale: A) se I, III e IV são corretas, apenas. B) se I, II e III são corretas, apenas C) se II e IV são corretas, apenas D) se I, II e IV são corretas, apenas. E) se I e IV são corretas, apenas. 19. Sobre a radiologia tradicional são postas as seguintes assertivas: www.cliqueapostilas.com.br TÉCNICO EM RADIOLOGIA – ESCOLA TÉCNICA FISICO_MALUCO@HOTMAIL.COM WWW.BALONI.NO.COMUNIDADES.NET Prof.: Jorge Alan I. O trajeto dos elétrons acelerados ocorre no interior de um tubo a vácuo. II. O cátodo consiste numa peça metálica que promove a desaceleração dos elétrons. III. O ânodo consiste de uma peça metálica que promove a desaceleração dos elétrons. IV. A energia associada à velocidade dos elétrons (energia cinética), quando acelerados no tubo de RX e atingem um alvo metálico, converte-se 99% em energia calorífica. Assinale: A) se apenas I, III são corretas. B) se apenas III e IV são corretas. C) se apenas I e IV são corretas. D) se I, II, III e IV são corretas. E) se apenas I, III e IV são corretas. 20. Qual a função dos transformadores nos aparelhos de raios x? a) Obtermos alta corrente. b) Obtermos corrente direta. Obtermos. c) Obtermos baixa impedância. d) Obtermos alta voltagem. e) Obtermos voltagem contínua. 21. O que é possível fazer para reduzir o efeito Compton? (A) Evitar o uso de filmes com dupla emulsão. (B) Aumentar o mAs. (C) Aproximar o paciente (objeto) do filme radiográfico. (D) Aumentar o feixe de raios X abrindo o colimador. (E) Evitar altos valores de Kv. 22. Efeito Comptom também é conhecido como (A) aniquilação. (B) ionização. (C) espalhamento. (D) efeito fotoelétrico. (E) efeito eletromagnético Rosa de Hiroshima Composição: João Apolinário / Gerson Conrradi / Vinicios de Moraes Pensem nas crianças Mudas telepáticas Pensem nas meninas Cegas inexatas Pensem nas mulheres Rotas alteradas Pensem nas feridas Como rosas cálidas Mas, oh, não se esqueçam Da rosa da rosa Da rosa de Hiroshima A rosa hereditária A rosa radioativa Estúpida e inválida A rosa com cirrose A anti-rosa atômica Sem cor sem perfume Sem rosa, sem nada www.cliqueapostilas.com.br “A dor é temporária, o emprego definitivo” T ÉC N IC O E M R A D IO L O G IA – F ÍS IC A R A D IO L Ó G IC A – P R O F . JO R G E A L A N 1 CONTATOS: FISICO_MALUCO@HOTMAIL.COM 01- Na realização de uma radiografia com fatores K=30, espessura=20, MAS=100, mA=100, T=1,0 s. o kV será: a) 70 b) 50 c) 75 d) 78 e) 65 02- Para obtermos uma radiografia de bom padrão o kVp e o mAs devem ser ajustados de maneira precisa. Podemos afirmar que a) kV= 2x espessura + a constante. b) kV= 2x espessura + o dobro da constante. c) kV= espessura x a constante. d) kV= espessura + a constante. e) Nenhuma das anteriores. 03- Em uma radiografia, a fórmula 2e + K define: a) corrente no tubo b) tempo de exposição - s c) tensão no tubo – Kv d) distância – d 04- Para uma radiografia de abdome, em AP, de um paciente com 80 kg de peso, 25 cm de espessura e utilizando-se um aparelho de raios x cuja constante seja de 30, devemos usar quantos kV? a) 160 b) 110 c)100 d) 80 e) 55 05- Na expressão A=2e+K a letra A corresponde a: a) Raio central. b) Distância. c) Posicionamento. d) kVp. e) Miliamperagem. 06- Uma radiografia feita com 600mA e 0,1 Seg, terá o seguinte mAs: a) 30 b) 60 c) 90 d) 100 e) 200 07- Qual a fórmula utilizada para se determinar o KV, sendo espessura igual a E e constante igual a K? a) KV = 2 x K + E b) KV = E x K + 2 c) KV = E x 2 + K d) KV = K x E + 2 e) KV = K + 2 x E 08- Em paciente cuja região a ser examinada tem como espessura 12 cm e a constante (K) do aparelho é igual a 20, o KV final será: a) 8 kV b) 24 kV c) 32kV d) 44kV e) 62 kV 09- O exame radiológico de tórax de um paciente apresenta os seguintes dados: espessura = 20, total de KV = 65. Neste caso, a constante (K) do aparelho deverá ser: a) 15 b) 20 c) 25 d) 30 e) 35 10- O KV final a ser considerado em uma radiografia de paciente que apresenta espessura igual a 19 e o aparelho apresenta K=23 é de: a) 17 b) 28 c) 37 d) 61 e) 65 11- Em um paciente cuja região a ser radiografada tem como espessura 32 cm e K=20, o kV final é de: a) 36 b) 41c) 67 d) 84 e) 87 12- Qual o valor do kV que deverá ser aplicado em uma radiografia de tórax em que a espessura é de 35 cm e a constante do aparelho é 50? a) 90 b) 100 c) 110 d) 120 e) 130 13- O técnico em radiologia perguntou ao seu colega qual a constante para exame do tórax. Obtida a resposta, mediu a espessura do tórax do paciente. Encontrando 20 cm, colocou os fatores: 100 kV, 500 mA, 0,01 s e 180 cm. Nesse caso, a constante do aparelho e a quantidade de radiação correspondem, respectivamente, a: a) 40 e 5 mAs. b) 60 e 5 mAs. c) 60 e 50 mAs. d) 40 e 0,5 mAs. e) 60 e 0,5 mAs. 14- Em um paciente a região a ser examinada tem espessura igual à 10 cm (e=10), e (K) igual a 21. O KV final para este exame seráa) 09 kV. b) 31 kV. c) 41 kV. d) 5 kV. e) 62kV. EXERCÍCIOS TÉCNICAS RADIOGRÁFICAS www.cliqueapostilas.com.br “A dor é temporária, o emprego definitivo” T ÉC N IC O E M R A D IO L O G IA – F ÍS IC A R A D IO L Ó G IC A – P R O F . JO R G E A L A N 2 CONTATOS: FISICO_MALUCO@HOTMAIL.COM 15- Considere, abaixo, os dados de um exame radiológico de coluna lombo-sacra. (Fundação Eletronuclear-99). E=31 cm KV= 83 A constate (K) deste aparelho deverá ser de: a) K= 21. b) K= 28 c) K= 31 d) k= 34 e) K= 41 16- Um paciente de 70 Kg de peso e com espessura abdominal de 30 cm, levando em consideração que a constante do aparelho é de 40, o KV a ser utilizado em sua radiografia do abdome em AP deve ser de: a) 75. b) 90. c) 100. d) 105. e) 110. 17- Qual a fórmula utilizada para se obter a kilovoltagem, sendo “E” a espessura do objeto e “K” a constante do aparelho? a) E + 2K b) 2.E.K c) 2.E + k/2 d) 2.E + 2.K e) 2.E + K 18- Na expressão A= 2E + K a letra A corresponde a: a) Raio central (R). b) Distância (D). c) Posicionamento (P). d) Quilovolt (kV). e) Miliamperagem (mA) 19- Considere, abaixo, os dados do exame radiológico do ramo pubiano, com paciente em decúbito dorsal, usando-se o Bucky de mesa. Espessura = 21 K = 15. O KV final para este exame será: a) 36 KV b) 42 KV c) 57 KV d) 71 KV 20- Considere, abaixo, os dados de um exame radiológico de abdome: KV total = 95 Espessura = 32. A constante (K) deste aparelho deverá ser de: a) K = 21 b) K= 31 c) K = 32 d) K = 42 21- Considerando E como espessura do paciente e K como constante do aparelho, a fórmula matemática, para obtenção do resultado do kV é: a) 2 x K + e b) 2 x E c) 2 x E + K d) K + E 22- O mAs usado numa radiografia com 100 mA e 0,4 segundos é: a) 4 mAs b) 8 mAs c) 30 mAs d) 40 mAs e) 60 mAs 23- Durante um exame de pediatria, ajustou-se a técnica empregada em 600mA e 0,03 segundos. Qual será o valor do mAs? a) 18000 mAs b) 1800 mAs c) 180 mAs d) 18 mAs e) 1,8 mAs 24- Podemos obter a kilovoltagem (kV) através da seguinte equação, onde: e (espessura) K (constante) a) kV= 2e + K b) kV= e + K c) kV= e + 2K d) kV= e/2 + K e) kV= 2e + 2K 25- Durante um determinado exame de mamografia, ajustou-se a técnica empregada manualmente em 80 mA e 0,7 segundos. Qual será o valor do mAs? a) 5600 mAs b) 560 mAs c) 56 mAs d) 5,6 mAs e) 56 mAs 26- Em uma radiografia a fórmula 2E + K define: a) corrente do tubo - mA b) tempo de exposição - S c) tensão do tubo – kV d) distância – D 27- Em uma radiografia simples de abdome em que usamos 70KV, e a espessura da região é de 15 cm, podemos afirmar que a constante do aparelho é de: a) 35 b) 55 c) 25 d) 40 28- Em um paciente cuja região a ser examinada tem como espessura 12 cm e a constante (C) do aparelho é igual a 20, o kV final será igual a: a) 8 kV. b) 24 kV. c) 32kV. d) 44 kV. e) 240kV. 29- Em um determinado exame de raio X, o técnico ajustou os comandos a 420 mA com um tempo de exposição de 1/60 segundo. Indique o valor do mAs: a) 0,7 mAs. b) 7 mAs. c) 70 mAs. d) 700 mAs. 30- A um paciente oriundo da emergência deste nosocômio foi solicitado exame radiográfico do abdome simples em antero- www.cliqueapostilas.com.br “A dor é temporária, o emprego definitivo” T ÉC N IC O E M R A D IO L O G IA – F ÍS IC A R A D IO L Ó G IC A – P R O F . JO R G E A L A N 3 CONTATOS: FISICO_MALUCO@HOTMAIL.COM posterior. O técnico de radiologia, com o uso do espessômetro, aferiu 25 cm. Sendo a constante do aparelho de raios x 25, qual a quantidade de KV que utilizará para realizar esta radiografia. a) 125 kV b) 100 kV c) 75 kV d) 50 kV e) 25 Kv 31- Um paciente apresenta uma espessura de 17 cm no diâmetro antero-posterior do seu tórax, em aparelho que apresenta 40 de constante. A quilovoltagem para o PA de campos pleuropulmonares é de: a) 74 b) 60 c) 54 d) 80 32- Em uma radiografia, a fórmula 2E + K define: a) corrente do tubo – mAs. b) tempo de exposição – “s”. c) tensão do tubo – kV. d) distância – “d”. 33- Foi solicitado o estudo do abdome em AP de um paciente. O abdome media 20 cm. A constante do aparelho é de 30. Pergunta-se: Qual o kV adequado para o estudo deste abdome em AP? a) 80 kV b) 70 kV c) 60 kV d) 40 kV 34- O exame radiológico de tórax de um paciente apresenta os seguintes dados: espessura = 20, total de KV= 65. Neste caso, a constante (K) do aparelho deverá ser de: a) 15 b) 20 c) 25 d) 30 e) 35 www.cliqueapostilas.com.br
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