ATIVIDADE ELEMENTOS E EQUIPAMENTOS DA RADIOLOGIA CONVENCIONAL

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Anderson Agríssio Domingos.
Atividade, Caracterização dos equipamentos de Raios X Convencional 
Disciplina: Elementos e Equipamentos da Radiologia Convencional
Tema: Raios X convencional
Para termos um exame de qualidade, hoje os equipamentos de raios X convencional se utiliza de diversos aspectos técnicos de engenharia e mecânica, tal que, garanta a produção e reprodutibilidade dos exames de raios X, o cabeçote é uma das partes que formam o aparelho de raio X, no qual se encontra a ampola. O anodo e o catodo ficam acondicionados no interior desse invólucro fechado (tubo). Além de desempenhar as funções de isolante elétrico e de suporte estrutural para o anodo e catodo, 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.
A eficiência de uma ampola de raios X, muitas vezes, acredita-se que se encontre no tipo de anodo, no qual deve ser constituído de um material de boa condutividade térmica, alto ponto de fusão e alto número atômico. Os tubos de raios X podem ter o anodo estacionário ou giratório.
No caso do anodo estacionário, ele é feito de tungstênio, que tem o ponto de fusão alto, sendo resistente ao intenso calor produzido no alvo pelo bombardeamento de elétrons. Além disso, ele possui um número atômico alto, sendo útil para o fornecimento de átomos para a colisão com os elétrons provenientes do filamento, o que leva a uma alta eficiência na produção de raios X.
Já no caso do anodo giratório, o feixe de elétrons interage com uma área muito maior do alvo de maneira que o aquecimento não ocorre em uma área pequena, como no caso do anodo estacionário. Assim, correntes mais altas e tempos de exposição mais curtos são possíveis em anodos giratórios. 
Atualmente, os tubos de anodo fixo são utilizados em máquinas de baixa corrente, como em raios X portátil ou dentário. No caso de máquinas de alta corrente, como em radiodiagnóstico, os tubos possuem ânodo giratório. Nesse caso, a área de impacto dos elétrons é aumentada, aumentando a vida útil do ânodo.
Efeito Anodico é o efeito causado pela ligeira diferença da radiação produzida e que atinja a película do lado do catodo com mais intensidade. O efeito anadico provoca uma variação espacial na intensidade do feixe de luz que resulta na variação da densidade óptica da imagem que será formada no filme radiográfico.
Ao selecionar-se um tubo de raios X para uma determinada aplicação específica, a principal característica que deve ser observada é o tamanho do ponto focal. Tubos com pontos focais pequenos são os mais indicados quando é essencial gerar imagens de alta qualidade que permitem boa visibilidade de pequenos detalhes e também quando houver necessidade de menores quantidades de raios X. 
Existe dois tipos de ponto focal, o real que é a área na qual os elétrons colidem e o ponto focal efetivo, onde é a área que é “vista” na direção do feixe útil. Dependendo do ângulo do alvo, podemos ter grande área de impacto com pequeno ponto focal efetivo.
Garantir o tamanho exato do ponto focal é uma peça fundamental, tratando-se da resolução do contraste da imagem, portanto uma peça fundamental envolvida na geração dos raios X é a capa focalizadora, no qual é composta por uma fina película de níquel que encobre o filamento. Tem a função de manter os elétrons próximos ao filamento, por ser carregada positivamente, formando uma nuvem de elétrons pronta para incidir sobre o ânodo giratório.
Em equipamentos de raios X convencional tem-se basicamente 2 filamentos, sendo filamento fino, aquele associado ao menor ponto focal (foco fino) e filamento grosso, associado ao ponto focal maior.
O filamento é conectado a um transformador abaixador de tensão, chamado transformador do filamento, que fornece uma diferença de potencial para produção de corrente (mA). Esta corrente produzida é de valor igual ao selecionado no painel de controle do equipamento (aproximadamente de 20 a 500 mA, ou maior). A corrente determina a temperatura do filamento, aquecendo-o suficientemente para ocorrer a liberação de elétrons por emissão termiônica. A emissão termiônica consiste da ejeção de elétrons por aquecimento de um material condutor. Os elétrons num material condutor, à temperatura ambiente, se agitam e passam de um átomo para outro facilmente devido a sua fraca ligação com o núcleo. Este movimento no interior do material induz uma carga positiva correspondente na superfície que tende a atraí-lo. 
O aquecimento deste material a aproximadamente 2200ºC proporciona aos elétrons energia mínima, chamada função-trabalho, necessária para superar a força de atração do material devido às cargas positivas geradas, formando uma nuvem de elétrons próxima à superfície do condutor.
Então, durante o aquecimento do filamento, está nuvem de elétrons é formada ao seu redor, e quando uma tensão é aplicada no tudo de raios X esses elétrons são acelerados em direção ao anodo, gerando uma corrente elétrica. Porém, se a tensão for muito baixa, alguns elétrons retornam para o filamento em vez de seguirem em direção ao anodo, reduzindo assim a corrente no tubo. Este efeito é conhecido como efeito espacial de carga. Assim, tensões maiores produzem correntes no tubo levemente maiores para a mesma corrente de filamento até que todos os elétrons sejam acelerados e ocorra a saturação.
Materiais que são bons emissores termiônicos possuem uma função de trabalho baixa e um ponto de fusão alto. O tungstênio tem ponto de fusão a 3400ºC e uma função trabalho de 4,5 eV, por isso é tão utilizado como material do filamento do catodo.
Apesar de o ponto de fusão dos materiais usados serem altos, o filamento pode sofrer vaporização se mantido por muito tempo a essa alta temperatura. Então, a corrente do tubo é mantida em um valor inferior, que mantém o filamento pré-aquecido em uma temperatura menor do que a necessária durante a exposição. Por isso, os equipamentos de diagnóstico por imagem normalmente possuem botões de duas etapas, a 1º etapa chamada preparo, quando o filamento é pré-aquecido, e a 2º chamada exposição, quando a alta tensão entre o anodo e o catodo é acionada e a exposição é realizada. Também, encontram-se equipamentos com dois botões, um designado para o preparo e o outro para a exposição.
Os elétrons ejetados do filamento interagem com uma pequena área no anodo. Para manter pequena esta área de interação no disco do anodo, o caminho entre o catodo e o anodo é orientado pela estrutura de focalização que se encontra ao redor do filamento, pois os elétrons tendem a se repelir por possuírem mesma carga negativa. A focalização é feita por uma tensão aplicada a esta estrutura, de mesmo valor da fornecida ao filamento ou mais negativa. No segundo caso, o circuito que fornece a tensão para a estrutura de focalização é isolado do circuito que fornece a tensão para o filamento, resultando em uma largura de feixe de elétrons menor.
A largura da área atingida no disco de anodo é definida pela tensão aplicada à estrutura de focalização, e o comprimento pelo comprimento do filamento. Esta área atingida no anodo é conhecida por ponto focal e o comprimento do filamento determina se o foco é grosso (comprimento maior) ou fino (comprimento menor).