02 Biasoli Jr - 2ª Ed - Cap 02 - Equipamento Gerador de Rx pdf

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NocõEs DE ELETRICIDADE
Algumas noções de eletricidade são importantes para uma melhor
compreensão do funcionamento do equipamento gerador de raios X.
Corrente elétrica
Corresponde ao movimento ordenado de cargas elétricas em
um condutor. Existem basicamente dois tipos de corrente elétri-
ca: continua e alternada.
Corrente elétrica continua (CC)
É um tipo de corrente eletrica que se propaga em um único sentido
(Figura 2.1), como a gerada por baterias e pilhas. Não há inversão
de sua magnitude.
Em uma tomada de corrente contínua, haverá um terminal sem-
pre positivo (+) e outro sempre negativo (-).
Corrente elétrica alternada (CA)
É um tipo de corrente elétrica que circula ora num sentido, ora no
sentido oposto. E a corrente existente nas residências.
v
T(tensão)
(tempo)
Flgura 2.1 Esquema gráfico de uma corrente elétrica continua
Equipamento Gerador de Raios X
Em uma tomada de corrente alternada, existe uma inversão da
polaridade dos terminais a cada instante, ou seja, um determinado
terminal é positivo (+) num espaço de tempo, passando a ser ne-
gativo (-) no espaco de tempo seguinte. Tal alternância pode ou
não ser periódica (Figura 2.2).
A Periódica
V
(tensão)
L
V
S
(tempo)
A Não periódica
V
(tensão)
s
(tempo)
Figura 2.2 (A e B) Esquema gráfico de uma corrente elétrica alternada
periódica (A). Esquema gráfico de uma corrente elétrica alternada não
periódica (B)
NocõEs DE ELETRICIDADE
Algumas noções de eletricidade são importantes para uma melhor
compreensão do funcionamento do equipamento gerador de raios X.
Corrente elétrica
Corresponde ao movimento ordenado de cargas elétricas em
um condutor. Existem basicamente dois tipos de corrente elétri-
ca: continua e alternada.
Corrente elétrica continua (CC)
É um tipo de corrente eletrica que se propaga em um único sentido
(Figura 2.1), como a gerada por baterias e pilhas. Näo há inversão
de sua magnitude.
Em uma tomada de corrente contínua, haverá um terminal sem-
pre positivo (+) e outro sempre negativo (-).
Corrente elétrica alternada (CA)
É um tipo de corrente elétrica que circula ora num sentido, ora no
sentido oposto. E a corrente existente nas residências.
v
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(tempo)
Flgura 2.1 Esquema gráfico de uma corrente elétrica continua
Equipamento Gerador de Raios X
Em uma tomada de corrente alternada, existe uma inversão da
polaridade dos terminais a cada instante, ou seja, um determinado
terminal é positivo (+) num espaço de tempo, passando a ser ne-
gativo (-) no espaco de tempo seguinte. Tal alternância pode ou
não ser periódica (Figura 2.2).
A Periódica
V
(tensão)
L
V
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(tempo)
A Não periódica
V
(tensão)
s
(tempo)
Figura 2.2 (A e B) Esquema gráfico de uma corrente elétrica alternada
periódica (A). Esquema gráfico de uma corrente elétrica alternada não
periódica (B)
............................................................
..........................................................................................................................................................................................
O espaço de tempo compreendido entre o início de uma pola-
ridade positiva (+) e o inicio da próxima polaridade positiva (+) é
denominado ciclo ou período.
'
Intensidade da corrente elétrica
_
Pode ser definida como a carga eletrica total que atravessa uma
. seção transversal de um condutor num intervalo de tempo. Sua
unidade de medida é o ampère (A). Já a intensidade da corrente
elétrica num tubo de raios X é medida em miliampères:
z I 1 miliampère = 1mA = 0,001 A = 10‘3A
-Tensão elétrica
Pode ser definida como a diferença de potencial (ddp) entre dois
pontos de um condutor. Sua unidade de medida é o volt (V). Já
a tensão elétrica em um tubo de raios X é medida em quilovolts
(kV):
Potência
Corresponde à energia elétrica produzida ou consumida em um in-
tervalo de tempo. Sua unidade de medida é 0 watt (W). Já a potên-
cia de um tubo de raios X é medida em quilowatts (kW):
1kV=1.000V=1O3V
1kW =1.000W =103W
E
Retificadores de corrente
São máquinas que convertem a corrente alternada em corrente
continua.
Transformadores
A
Têm a função de elevar, reduzir e regular tensões.
Composição dos transformadores
I Núcleo de ferro.
I Bobina de entrada (enrolamento primário).
I Bobina de saída (enrolamento secundário).
Tipos de transformador
p
g
Em função do núcleo e do efeito de transformação, podemos dis-
tinguir os seguintes tipos:
I Transformador de núcleo envolvido.
I Transformador de núcleo envolvente.
I Autotransformador (tem apenas uma bobina).
I Transformador de núcleo anelar (tem apenas uma bobina).
Os autotransformadores e os transformadores de núcleo anelar
são usados, principalmente, como reguladores de tensão.
Isolamento e refrigeração de um transformador
O sistema de isolamento e refrigeração de um transformador pode
ser de ar (sistema seco) ou de Óleo. O Óleo tem a capacidade de
isolar a alta tensão (rigidez dielétrica maior que o ar).
PARTE GERADORA DO EQUIPAMENTO
DE RAIOS X
A parte geradora do equipamento de raios X, responsável pe-
la geração do feixe de radiação, é composta pelo transformador
PARTE GERADORA DO EQUIPAMENTO DE RAIOS X 5
(gerador) de alta tensão com retificadores de corrente (Figura 2.3);
mesa de comando (Figura 2.4); sistema emissor de raios X (tubo
de raios X inserido na cúpula) (Figura 2.5); cabos elétricos que Ii-
gam a mesa de comando ao gerador; e os cabos de alta tensão
que ligam o gerador ao tubo de raios X.
Podemos resumir a transformação da corrente elétrica em raios X
da seguinte maneira: a corrente alternada da rede de distribuição
(220V ou 380V) é modificada mediante um transformador de alta
tensão em uma corrente alternada de alta tensão (kV), que por sua
vez se converte em uma corrente contínua de alta tensão pelos
retificadores de corrente, sendo então utilizada na produção dos
raios X (Figura 2.6).
Transformador
O transformador de alta tensão eleva a tensão e reduz a intensida-
de da corrente elétrica, podendo ser, em função do tipo de corren-
te, de dois tipos básicos: monofásico e trifásico.
Figura 2.3 Transformador de alta tensão
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Figura 2.4 Mesa de comando
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..........................................................................................................................................................................................
O espaço de tempo compreendido entre o início de uma pola-
ridade positiva (+) e o inicio da próxima polaridade positiva (+) é
denominado ciclo ou período.
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Intensidade da corrente elétrica
_
Pode ser definida como a carga eletrica total que atravessa uma
. seção transversal de um condutor num intervalo de tempo. Sua
unidade de medida é o ampère (A). Já a intensidade da corrente
elétrica num tubo de raios X é medida em miliampères:
z I 1 miliampère = 1 mA = 0,001 A = 10‘3A
-Tensão elétrica
Pode ser definida como a diferença de potencial (ddp) entre dois
pontos de um condutor. Sua unidade de medida é o volt (V). Já
a tensão elétrica em um tubo de raios X é medida em quilovolts
(kV):
Potência
Corresponde à energia elétrica produzida ou consumida em um in-
tervalo de tempo. Sua unidade de medida é o watt (W). Já a potên-
cia de um tubo de raios X é medida em quilowatts (kW):
1kV=1.000V=103V
1kW =1.000W =103W
E
Retificadores de corrente
Säo máquinas que convertem a corrente alternada em corrente
continua.
Transformadores
A
Têm a função de elevar, reduzir e regular tensões.
Composição dos transformadores
I Nücleo de ferro.
I Bobina de entrada (enrolamento primário).
I Bobina de saída (enrolamento secundário).
Tipos de transformador
p
g
Em função do núcleo e do efeito de transformação, podemos dis-
tinguir os seguintes tipos:
I Transformador de nücleo envolvido.
I Transformador de nücleo envolvente.
I Autotransformador (tem apenas uma bobina).
I Transformador de nücleo anelar (tem apenas uma bobina).
Os autotransformadores e os transformadores de núcleoanelar
são usados, principalmente, como reguladores de tensão.
Isolamento e refrigeração de um transformador
O sistema de isolamento e refrigeração de um transformador pode
ser de ar (sistema seco) ou de Óleo. O Óleo tem a capacidade de
isolar a alta tensão (rigidez dielétrica maior que o ar).
PARTE GERADORA DO EQUIPAMENTO
DE RAIOS X
A parte geradora do equipamento de raios X, responsável pe-
la geração do feixe de radiação, é composta pelo transformador
PARTE GERADORA DO EQUIPAMENTO DE RAIOS X 5
(gerador) de alta tensão com retificadores de corrente (Figura 2.3);
mesa de comando (Figura 2.4); sistema emissor de raios X (tubo
de raios X inserido na cúpula) (Figura 2.5); cabos elétricos que li—
gam a mesa de comando ao gerador; e os cabos de alta tensão
que ligam o gerador ao tubo de raios X.
Podemos resumir a transformação da corrente elétrica em raios X
da seguinte maneira: a corrente alternada da rede de distribuição
(220V ou 380V) é modificada mediante um transformador de alta
tensão em uma corrente alternada de alta tensão (kV), que por sua
vez se converte em uma corrente contínua de alta tensão pelos
retificadores de corrente, sendo então utilizada na produção dos
raios X (Figura 2.6).
Transformador
O transformador de alta tensão eleva a tensão e reduz a intensida-
de da corrente elétrica, podendo ser, em função do tipo de corren-
te, de dois tipos básicos: monofásico e trifásico.
Figura 2.3 Transformador de alta tensão
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Figura 2.4 Mesa de comando
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Gerador
de
6 Técnicas Radiográficas I BIASOLI
Vista posterior
Figura 2.5 (A e B) Sistema emissor de raios X. Vista posterior (A) e anterior (B)
Estabilização ‹
da tensão Vde,
entrada
v v
Escolha _________ Segurança _________ Escolha
Compensação
do kV
Transformador
de alta tensão
V
Aquecimento
do filamento
‹___
Retificadores
%
Figura 2.6 Esquema funcional de geração de raios X
Tubo de raiosV` X
TRANSFORMADOR MONOFÁSICO DE 2 PULSOS POR ClCLO
É um tipo de transformador alimentado por uma corrente elétrica
monofásica de 2 pulsos por ciclo. Apresenta baixo desempenho
na produção de raios X, pois a tensão elétrica total aplicada ao tu-
bo está longe da tensão de pico (quilovoltagem [kV] determinada).
Assim, na produção de um feixe de radiação de determinada qui-
Iovoltagem, teremos desde raios X de baixa energia, gerados 'por
meio de uma tensão elétrica muito baixa (sem nenhuma utilidade),
até os originados pela tensão de pico (Figura 2.7A).
TRANSFORMADOR TRlFÁSICO DE 6 PULSOS, 12 PULSOS E DE
TENSÃO ELÉTRICA CONSTANTE (MULTIPULSO)
A
É um tipo de transformador alimentado por uma corrente elétrica
trifásica de 6 ou 12 pulsos por ciclo ou multipulso. Ele tem melhor
rendimento na produção dos raios X.
Vista anterior
A tensão elétrica que alimenta o tubo de raios X para a forma-
ção do feixe de radiação varia de um valor baixo até a tensão de pi-
co (máxima), o que determina a formação de um feixe de radiação
desde a tensão baixa ate' a tensão de pico. Portanto, quanto maior
o número de pulsos por ciclo do transformador, mais próximo da
tensão de pico estará a tensão elétrica total aplicada ao tubo (Fi-
gura 2.7B -a D). Em suma, quanto maior o número de pulsos por
ciclo de um transformador, maior será seu rendimento.
Lembre-se sempre:
Para uma determinada quilovoltagem (kV), a energia média do
feixe de raios X e tão maior quanto maior for o número de pul-
sos por ciclo do transformador.
Atualmente, os aparelhos de raios X possuem transformador
trifásico multipulso.
Funções do transformador no equipamento
de raios X
Regular a tensão elétrica de entrada.
Elevar a tensão elétrica.
Regular a quilovoltagem.
Regular a intensidade (miliamperagem - mA): essa é feita por
meio de um transformador de aquecimento (reduz a tensão e
eleva a intensidade da corrente elétrica).
I Rotação do anódio.
Retificadores de corrente
Os retificadores de corrente elétrica de um aparelho gerador de
raios X têm a função de converter a corrente eletrica alternada em
contínua. Esta conversão pode ser feita de duas maneiras: retifica-
ção de “meia onda" e retificação de “onda completa”.
Não há diferença na qualidade (poder de penetração) do feixe
de radiação entre estes dois tipos de retificação, pois as voltagens
presentes são as mesmas em ambos os casos (Figura 2.8).
Mesa de comando
A mesa de comando de um equipamento gerador de raios X e o
local onde se administra a produção do feixe de radiação.
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Vista posterior
Figura 2.5 (A e B) Sistema emissor de raios X. Vista posterior (A) e anterior (B)
Estabilização ‹
da tensão Vde,
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Escolha _________ Segurança _________ Escolha
Compensação
do kV
Transformador
de alta tensão
V
Aquecimento
do filamento
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Retificadores
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Figura 2.6 Esquema funcional de geração de raios X
Tubo de raiosV` X
TRANSFORMADOR MONOFÄSICO DE 2 PULSOS POR ClCLO
É um tipo de transformador alimentado por uma corrente elétrica
monofásica de 2 pulsos por ciclo. Apresenta baixo desempenho
na produção de raios X, pois a tensão elétrica total aplicada ao tu-
bo está longe da tensão de pico (quilovoltagem [kV] determinada).
Assim, na produção de um feixe de radiação de determinada qui-
Iovoltagem, teremos desde raios X de baixa energia, gerados 'por
meio de uma tensão elétrica muito baixa (sem nenhuma utilidade),
até os originados pela tensão de pico (Figura 2.7A).
TRANSFORMADOR TRlFÁSICO DE 6 PULSOS, 12 PULSOS E DE
TENSÃO ELÉTRICA CONSTANTE (MULTIPULSO)
A
É um tipo de transformador alimentado por uma corrente elétrica
trifásica de 6 ou 12 pulsos por ciclo ou multipulso. Ele tem melhor
rendimento na produção dos raios X.
Vista anterior
A tensão elétrica que alimenta o tubo de raios X para a forma-
ção do feixe de radiação varia de um valor baixo até a tensão de pi-
co (máxima), o que determina a formação de um feixe de radiação
desde a tensão baixa ate' a tensão de pico. Portanto, quanto maior
o número de pulsos por ciclo do transformador, mais próximo da
tensão de pico estará a tensão elétrica total aplicada ao tubo (Fi-
gura 2.7B -a D). Em suma, quanto maior o número de pulsos por
ciclo de um transformador, maior será seu rendimento.
Lembre-se sempre:
Para uma determinada quilovoltagem (kV), a energia média do
feixe de raios X e tão maior quanto maior for o número de pul-
sos por ciclo do transformador.
Atualmente, os aparelhos de raios X possuem transformador
trifásico multipulso.
Funções do transformador no equipamento
de raios X
Regular a tensão elétrica de entrada.
Elevar a tensão elétrica.
Regular a quilovoltagem.
Regular a intensidade (miliamperagem - mA): essa é feita por
meio de um transformador de aquecimento (reduz a tensão e
eleva a intensidade da corrente elétrica).
I Rotação do anódio.
Retificadores de corrente
Os retificadores de corrente elétrica de um aparelho gerador de
raios X têm a função de converter a corrente eletrica alternada em
contínua. Esta conversão pode ser feita de duas maneiras: retifica-
ção de “meia onda" e retificação de “onda completa”.
Não há diferença na qualidade (poder de penetração) do feixe
de radiação entre estes dois tipos de retificação, pois as voltagens
presentes são as mesmas em ambos os casos (Figura 2.8).
Mesa de comando
A mesa de comando de um equipamento gerador de raios X e o
local onde se administra a produção do feixe de radiação.
7PARTE GERADORA DO EQUIPAMENTO DE RAIOS X
6 pulsos por cicloKV2 pulsos por cicloKV
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x
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l IEIQUI'G 2.7 (A a D) Esquemas gráficos mostrando a relação do número de pulsos por ciclo de um gerador com a produção de corrente elétrica para a
‘ 'Irado de raios X
' stmoio de pico; V1: tensão inicial; x: tensão total aplicada ao tubo.
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(A). Esquema gráfico de retificação de “meia onda” (B). Esquema grafico de
Figura 2.8 (A a C) Esquema gráfico de retificação de corrente elétrica
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(tensão)
8 Técnicas Radiograficas I BIASOLI
.............................................................................................................................................................................................................................................................
Nela, existem basicamente os seguintes controles:
Botão para ligar/desligar o equipamento.
Controle da entrada de corrente (alguns equipamentos pos-
suem controle automático).
Controle da quilovoltagem (kV).
Controle da miliamperagem (mA).
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LU Controle do tempo de exposição (s) que, junto com a miliampe-
ragem (mA), resulta na miliamperagem-segundo (mAs).
Controle do foco (grosso/fino).
Comando para radioscopia/radiografia (alguns equipamentos).
Exposimetro automatico (alguns equipamentos).
Botão de disparo.
Cabos elétricos
Cabos elétricos ligam a mesa de comando ao transformador e este
. Figura 2.10 Vela de um cabo de alta tensãoao tubo de raios X.
Os cabos elétricos que unem o transformador ao tubo de raios X
são cabos de alta tensão devidamente isolados (Figura 2.9), com
terminais (nas extremidades) denominados velas (Figura 2.10),
para o encaixe no transformador e na carcaça (tubo de raios X)
(Figura 2.11).
C a rc a C. a
(tubo de raios X) Cabos de
alta tensão
Revestimento interno
(39 condutor)
Isolamento - borracha
especial (silicone)
alta tensão
Condutores internos
Isolamento
Revestimento interno
(39 condutor)
Revestimento externo
(tela laqueada)
Figura 2.9 (A e B) Cabo elétrico de alta tensão em corte longitudinal (A). : _
Esquema de um cabo elétrico de alta tensão em corte transversal (B) E Figura 2.11 (A e B) Cabos de alta tensão. Tubo (A). Transformador (B)
8 Técnicas Radiogräficas I BIASOLI
.............................................................................................................................................................................................................................................................
Nela, existem basicamente os seguintes controles:
Botão para ligar/desligar o equipamento.
Controle da entrada de corrente (alguns equipamentos pos-
suem controle automático).
Controle da quilovoltagem (kV).
Controle da miliamperagem (mA).
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LLl Controle do tempo de exposição (s) que, junto com a miliampe-
ragem (mA), resulta na miliamperagem-segundo (mAs).
Controle do foco (grosso/fino).
Comando para radioscopia/radiografia (alguns equipamentos).
Exposimetro automatico (alguns equipamentos).
Botão de disparo.
Cabos elétricos
Cabos elétricos ligam a mesa de comando ao transformador e este
. Figura 2.10 Vela de um cabo de alta tensãoao tubo de raios X.
Os cabos elétricos que unem o transformador ao tubo de raios X
são cabos de alta tensão devidamente isolados (Figura 2.9), com
terminais (nas extremidades) denominados velas (Figura 2.10),
para o encaixe no transformador e na carcaça (tubo de raios X)
(Figura 2.11).
C a rc a C. a
(tubo de raios X) Cabos de
alta tensão
Revestimento interno
(39 condutor)
Isolamento - borracha
especial (silicone)
alta tensão
Condutores internos
Isolamento
Revestimento interno
(39 condutor)
Revestimento externo
(tela laqueada)
Figura 2.9 (A e B) Cabo elétrico de alta tensão em corte longitudinal (A). :_
Esquema de um cabo elétrico de alta tensão em corte transversal (B) E Figura 2.11 (A e B) Cabos de alta tensäo. Tubo (A). Transformador (B)
macanismos de segurança do equipamento
;:rz-f.'~dor de raios X
y.
'uipamentogerador de raios X possui uma série de meca-
eflsegurança. Eles são os seguintes:
"rancada rotação do anódio, que bloqueia a geração de
X com o anódio parado.
rança contra excesso de carga, que bloqueia a geração
.os X quando a quilovoltagem (kV) e/ou miliamperagem-
do (mAs) determinados estão acima da capacidade su-
-a pelo tubo.
rança contra o excesso de aquecimento do filamento.
rança contra o excesso de calor no tubo de raios X e na
, í ._ “a (carcaça).
BIBLIOGRAFIA 9
BIBLIOGRAFIA
Bontrager KL. Tratado de técnica radiológica e base anatômica. 8. ed. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan; 2015.
Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt Jr EM, Boone JM. Essential physics of medical
imaging. 2. ed. Philadelphia: Lippincott \Nlllians & Wilkins; 2002. p. 95-140.
Calçada CS, Sampaio JL. Fisica clássica: eletricidade. São Paulo: Atual; 1985.
Files GW, Armstrong JR, Ashworth GA et al. Medical radiographic technic.
Illinois: Charles C. Thomas; 1945. .
Hoxter EA. Introdução à técnica radiográfica. São Paulo: Edgard Blücher; 1977.
Meschan I. An atlas of anatomy basic to radiology. Philadelphia: WB Saun-
ders; 1975.
Monnier JP, Tubiana JM. Manual de diagnóstico radiológico. 5. ed. Rio de Ja-
neiro: Médica e Científica; 1999.
Paul LW, Juhl JH. Essentials of radiologic imaging. 7. ed. Baltimore: Lippincott
\Mlliams & Wilkins; 1998.
Schmidt R. Imagerie radiologique conventionelle: production de l'image radi-
ologique. Tube à rayons X. Paris: Elsevier; 1990. p. 1-12.
Schmidt R. Générateurs de haute tension. Paris: Elsevier SAS; 1990. p. 1-16.
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eflsegurança. Eles são os seguintes:
"rancada rotação do anódio, que bloqueia a geração de
X com o anódio parado.
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-a pelo tubo.
rança contra o excesso de aquecimento do filamento.
rança contra o excesso de calor no tubo de raios X e na
, í ._ „a (carcaça).
BIBLIOG RAFIA 9
BIBLIOGRAFIA
Bontrager KL. Tratado de técnica radiológica e base anatômica. 8. ed. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan; 2015.
Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt Jr EM, Boone JM. Essential physics of medical
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Calçada CS, Sampaio JL. Fisica clássica: eletricidade. São Paulo: Atual; 1985.
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Illinois: Charles C. Thomas; 1945. {
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Meschan I. An atlas of anatomy basic to radiology. Philadelphia: WB Saun-
ders; 1975.
Monnier JP, Tubiana JM. Manual de diagnóstico radiológico. 5. ed. Rio de Ja-
neiro: Médica e Cientifica; 1999.
Paul LW, Juhl JH. Essentials of radiologic imaging. 7. ed. Baltimore: Lippincott
\Mlliams & Wilkins; 1998.
Schmidt R. Imagerie radiologique conventionelle: production de l'image radi-
ologique. Tube à rayons X. Paris: Elsevier; 1990. p. 1-12.
Schmidt R. Générateurs de haute tension. Paris: Elsevier SAS; 1990. p. 1-16.
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