Apostila física radiológica

1/2011

FÍSICA APLICADA A
RADIOLOGIA I

“Não sei ainda que espécie de raio é o X.
Mas sei que vai operar milagres”
WILHELM CONRAD RÖENTGEN
(1845 – 1923)

Prof. Leoberto Lopes
Brabo – Organizador
Coleção de textos de
Radiologia

FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA I
2/2009
Prof. Leoberto Lopes Brabo

FÍSICA APLICADA À RADIOLOGIA I

I – Meus comentários iniciais.....................................................................................................................................04
II – Comentário do meu amigo Ricardo..................................................................................................................05
III – Por que estudar física?........................................................................................................................................05
IV – A física na radiologia............................................................................................................................................06
V - A Física das Radiações na residência: Uma antiga necessidade sempre atual....................................06

I.

FÍSICA DAS RADIAÇÕES

08

Conceitos Fundamentais.............................................................................................................................................08
1.1. Radiação...................................................................................................................................................................................08
1.2. Energia......................................................................................................................................................................................09
1.3. Ondas.........................................................................................................................................................................................09
1.4. O Átomo....................................................................................................................................................................................10
1.5. Carga Elétrica.........................................................................................................................................................................12
1.5.1.
Princípio da Atração e Repulsão........................................................................................................................12
1.6. Radioatividade.......................................................................................................................................................................12
1.7. Classificação das radiações..............................................................................................................................................13
1.7.1.
Forma............................................................................................................................................................................13
1.7.2.
Origem...........................................................................................................................................................................15
1.7.3.
Interação com a matéria.......................................................................................................................................17
1.8. Aplicações das radiações..................................................................................................................................................19

II.

OS RAIOS X

23

2.1 Apresentação..........................................................................................................................................................................23
2.2 Produção de raios x.............................................................................................................................................................23
2.2.1.
O tubo de raios x...................................................................................................................................................24
2.2.1.1. Catodo......................................................................................................................................................................24
2.2.1.2. Anodo.......................................................................................................................................................................26
2.2.1.3. Ampola de encapsulamento...........................................................................................................................29
2.2.1.4. Cuidados com o tubo.........................................................................................................................................29
2.2.1.5. Valores máximos de operação.......................................................................................................................29
2.2.2.
Fases de produção dos raios x.........................................................................................................................30
2.2.3.
Tipos de raios x………………………………………………………………………………………………………..….32
2.2.3.1. Raios x característicos………………………………………………………………………………………………..32
2.2.3.2.
Raios x de frenagem..........................................................................................................................33
2.3.
A produção de calor...........................................................................................................................................33
2.4.
Princípio do foco linear....................................................................................................................................33
2.5.
Propriedades fundamentais dos raios x....................................................................................................34
2.6.
Elementos de um conjunto gerador de raios x.......................................................................................34
2.7.
Observações..........................................................................................................................................................35
Conclusão.................................................................................................................................................................................36

III.

FORMAÇÃO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA

37

3.1. Introdução...............................................................................................................................................................................37
3.2. Absorção de raios x.............................................................................................................................................................38
3.3. Fatores que afetam a absorção de raios x.................................................................................................................38
3.3.1.
Espessura.....................................................................................................................................................................38
3.3.2.
Densidade....................................................................................................................................................................38
3.3.3.
Número atômico (Z)...............................................................................................................................................38
3.3.4.
Meios de contraste.................................................................................................................................................38
3.3.5.
Kilovoltagem...............................................................................................................................................................39
3.3.6.
Filtragem......................................................................................................................................................................40
3.3.6.1.
Filtragem inerente............................................................................................................................................40
3.3.6.2.
Filtragem adicional ou artificial..................................................................................................................40
2

Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas
leobrabo@gmail.com - http://www.centrocapnext.com.br

2/2009
3.3.6.3.
Observações..........................................................................................................................................................40
3.3.7.
Composição do objetivo anódico.......................................................................................................................40
3.4. Absorção diferencial no corpo humano.....................................................................................................................41
3.5. Contraste do sujeito............................................................................................................................................................41
3.6. Fatores de exposição que afetam a imagem aérea................................................................................................41
3.7. Efeito de talão........................................................................................................................................................................44
3.8. Filtros de espessura variável..........................................................................................................................................44
3.9. Geometria na formação da imagem.............................................................................................................................44
3.9.1.
Borrosidade geométrica e ampliação da imagem....................................................................................45
3.9.2.
Distorção.....................................................................................................................................................................46
3.10. Movimento.............................................................................................................................................................................46
3.11. Filme radiográfico...............................................................................................................................................................46
3.11.1.
Composição do filme.........................................................................................................................................46

IV.

RADIAÇÃO DISPERSA

47

4.1. Introdução..............................................................................................................................................................................47
4.2. Efeito no contraste do sujeito.........................................................................................................................................47
4.3. Fontes de radiação dispersa............................................................................................................................................47
4.4. Redução da radiação dispersa........................................................................................................................................47
4.4.1.
Limitação do feixe....................................................................................................................................................47
4.4.1.1. Diafragmas de abertura...................................................................................................................................47
4.4.1.2. Cilindros..................................................................................................................................................................48
4.4.1.3. Dispositivos limitadores de abertura variável.......................................................................................48
4.4.2.
Dimensões do campo projetado.........................................................................................................................48
4.4.3.
Grades............................................................................................................................................................................48
4.4.4.
Espaço de ar................................................................................................................................................................49
4.4.5.
Compressão.................................................................................................................................................................50
4.4.6.
Dispersão invertida.................................................................................................................................................50
4.5. Radiação extra focal...........................................................................................................................................................50
4.6. Ecrans intensificadores fluorescentes........................................................................................................................51

ANEXOS

52

TÉCNICAS RADIOLÓGICAS KV e mAS................................................................................................................52
ATRIBUIÇÕES DOS TÉCNICOS E TECNÓLOGOS EM RADIOLOGIA...............................................................56
CÁLCULO DAS MUDANÇAS NOS FATORES DE EXPOSIÇÃO...........................................................................60
REFERÊNCIAS.........................................................................................................................................................63

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MEUS COMENTÁRIOS INICIAIS...

É com grande satisfação que apresento a segunda edição de uma
coletânea de textos de diversos autores (inclusive meus) sobre Física Radiológica
e sua aplicação, para que muitas “questions” sejam analisadas e discutidas à luz de
uma Física comprometida não apenas com os fenômenos a que se propõem
solucionar mas fundamentalmente para dar suporte conceitual e prático à
proteção radiológica.
Meu objetivo em propor esta obra, está na carência de material sobre
Física das Radiações para área de radiologia, estive analisando o conteúdo
programático de diversas instituições de ensino e procurei estabelecer bases de
um ensino aplicado à realidade técnica, sem aquela carga sofrida e estereotipada
da Física que a maioria dos alunos pós-médio trás do ensino tradicional.
Entendo que a Física aplicada à Radiologia tem a função de estabelecer os
limites para os avanços no campo tecnológico,que utilizem fontes de Energia (como a
nuclear) ou Radiações Ionizantes para o diagnóstico/terapia, visando o bem estar do profissional das
radiações e de seu paciente.
Temos portanto a obrigação de acharmos meios de tornarmos a sociedade mais humana,
buscando respostas para nossa existência e quem sabe nos darmos conta de que não somos individuais
mas coletivos, não estamos sós e que a Natureza está em nós do mesmo modo que dela pertencemos.
Costumo dizer que não existem limites para nossa imaginação. Todos somos físicos e físicas em
potencial pois é de costume nossa curiosidade aflorar uma pergunta existencial ou mesmo de situações
cotidianas. E isso é de fundamental importância pois nos leva a pensar na Criação e no mundo em que
vivemos.
Infelizmente nosso sistema educacional, marcado por vícios, nos deixa a margem dos
questionamentos. Somos treinados a darmos sempre as mesmas respostas, tirando-nos a liberdade de
sermos criativos. Portanto, nossa visão mercantilista da vida nos reduz a objetos com um valor.
A falta de uma visão consciente e responsável leva aos absurdos como o de tratarmos nosso
planeta como lixo, desprezarmos a Natureza e a todos que nele vivem. Para tudo há um limite...
Por isso, pense e tenha uma atitude positiva todos os dias, transforme o mundo, seja o melhor
profissional em Radiologia, faça a diferença. Seja um exemplo a ser seguido.
Agradeço a Deus.
Agradeço a Maria, Mãe do Deus VIVO, que sempre presente em minha vida continua trazendo o
amigo Jesus Libertador em seus braços de afeição e carinho para minha caminhada. Minha Cristogênese e
puramente Mariana.
Agradeço aos meus colegas de trabalho que interagem e transformam o meio, participando
ativamente de todo o processo educacional com responsabilidade e paciência.
Um agradecimento especial ao Prof. TR Ricardo Souza por ter revisado a obra com carinho e
atenção.
Agradeço a meus ex-alunos (as) que sempre tiveram muita paciência com minha disciplina e que
também contribuíram para que este trabalho viesse à tona.
Que todas as “questions” sejam uma semente para uma cidadania com responsabilidade.
“Nada escrevi que prestasse até que comecei a amar.”
(Lord Byron)
Prof. Leoberto Lopes Brabo – Físico
Outubro, Círio de 2007
Revisado e adaptado em Outubro, 217º Círio de 2009

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COMENTÁRIO DE MEU AMIGO RICARDO...

“O trabalho desenvolvido pelo autor traz uma quantidade de
informações importantes para quem quer trilhar o caminho da radiologia e
manter-se atualizado e em elevado patamar de conhecimento. Para muitos, a
física parece ser um “bicho de sete cabeças” – porém digo agora:”oito
cabeças”, pois você será mais uma “cabeça” contemplada com a facilidade e
aplicabilidade dos conceitos sobre física aplicada à radiologia, ensinados
pelo professor Leoberto nesta obra. Contudo, digo a você que tais
conhecimentos são muito importantes para que possamos desenvolver
nossas competências e habilidades e assim, aplicarmos no nosso cotidiano.
Portanto ser um bom profissional da radiologia significa estar com todas as
ferramentas do conhecimento nas mãos, para que você possa utilizá-las! –
Utilize esta maravilhosa ferramenta que está em suas mãos agora e esteja
sempre na frente e pronto para o futuro.”
Prof. Ricardo Nascimento de Souza

POR QUE ESTUDAR FÍSICA?
Contribuir para a formação de uma cultura científica efetiva, que permita ao indivíduo a
interpretação dos fatos, fenômenos e processos naturais.
É de fundamental importância que o conhecimento físico seja explicado como um processo
histórico, objeto de contínua transformação e associado às outras formas de expressão e produção
humanas.
É importante também que essa cultura em Física inclua a compreensão do conjunto de
equipamentos e procedimentos, técnicos ou tecnológicos, do cotidiano doméstico, social e profissional.
É preciso rediscutir a Física para possibilitar uma melhor compreensão do mundo e uma
formação para a cidadania mais adequada.
Promover um conhecimento contextualizado e integrado à vida de cada educando.
É de fundamental importância considerar nosso mundo vivencial, sua realidade, os objetos e
fenômenos com que efetivamente lidam, ou os problemas e indagações que movem nossas curiosidades.
O conhecimento da Física deve ser entendido como um meio para a compreensão do
mundo.
A Física deve desenvolver a capacidade de se preocupar com o todo social e com a cidadania. Além
de promover competências necessárias para a avaliação da veracidade de informações ou para a emissão
de opiniões nas quais os aspectos físicos sejam relevantes. Como por exemplo: avaliar relações de
risco/benefício de uma dada técnica de diagnóstico médico ou implicações de um acidente envolvendo
radiações ionizantes.

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2/2009

A FÍSICA NA RADIOLOGIA

“Vivemos em um mundo inundado de radiações. Desde o seu instante inicial, este Universo em
que vivemos foi propulsionado por quantidades por quantidades inimagináveis de energia, que geraram
galáxias, estrelas, planetas, luz (...). Estes últimos percorrem o Universo em todas as direções, gerando a
radiação cósmica onipresente”.
As radiações sempre estiveram conosco. Estão aqui neste momento e estarão presentes até os
últimos instantes deste Universo. Somo seres cujas existências foram e continuam sendo moduladas pelas
radiações. A vida como, como nós a conhecemos, não teria sido possível sem elas. Se tivéssemos sido
constituídos organicamente de outra forma, talvez pudéssemos percebê-las como um oceano
multicolorido e sinfônico no qual estamos imersos. Talvez, então pudéssemos ter para com as radiações
uma atitude mais correta – uma atitude de compreensão, de respeito e até mesmo de gratidão, ao invés de
temor.
A utilização efetiva das técnicas de radiodiagnóstico, assim como a interpretação das imagens
produzidas, requer a compreensão de fenômenos físicos envolvidos nos processos de formação da
imagem, pois a habilidade de visualizar estruturas anatômicas específicas ou condições patológicas
depende, não só de características inerentes a cada técnica de radiodiagnóstico em particular, como
também do conjunto de ajustes selecionados no equipamento. A relação entre visibilidade e ajustes de
parâmetros nesses equipamentos é complexa e, freqüentemente, envolve comprometimento e
interdependência dentre os diferentes aspectos da qualidade da imagem.
Apesar dos benefícios incontestes à Medicina, todas as técnicas de radiodiagnóstico podem
representar um risco à saúde, pois os processos de aquisição das imagens sempre envolvem deposição de
alguma forma de energia no corpo do paciente, o que, em alguns casos pode também trazer prejuízos à
saúde de médicos e técnicos em radiologia ou em enfermagem. Os níveis de exposição do paciente aos
raios X de uso médico variam muito e têm forte influência sobre a qualidade da imagem radiográfica. Uma
abordagem da relação entre riscos e os danos à saúde envolve análise de conceitos físicos, grandezas e
unidades de medidas.
Em geral, as estruturas internas e funções do corpo humano não são visíveis. Entretanto, por meio
de diversas tecnologias, podem-se obter imagens através das quais um médico pode detectar condições
anormais, ou ainda, guiar-se em procedimentos terapêuticos invasivo. A imagem radiográfica é uma janela
para o corpo. Nenhum tipo de imagem mostra tudo. Os diversos métodos de radiodiagnóstico nos revelam
diferentes características do corpo humano. Em cada método é necessário se trabalhar com níveis
satisfatórios de qualidade de imagem e de visibilidade das estruturas do corpo. Estes níveis de qualidade e
visibilidade dependem das características do equipamento, da perícia do observador e do compromisso
com fatores tais como a minimização da dose no paciente devida aos raios X ou o tempo de obtenção da
imagem.
(Princípios de Física em Radiodiagnóstico – CBR 2002)

A FÍSICA DAS RADIAÇÕES NA RESIDÊNCIA: UMA ANTIGA NECESSIDADE SEMPRE ATUAL
Universidade Federal de São Paulo
Escola Paulista de Medicina
Coordenadoria de Física e Higiene das Radiações
Editorial
Revista da Imagem 2003; 25(2): V-VI
“Hoje teremos aula de Física Radiológica, está preparado? Puxa, não entendi nada do que foi dito
na ultima aula, e você? Acho que peguei alguma coisa, só que não entendo porque temos que ter aulas de
Física, que nos toma tanto tempo, já que temos tantas outras coisas mais importantes para aprender...”
É bem provável que você já tenha ouvido ou mesmo tenha tido este diálogo com algum colega
durante a residência na radiologia. Se é atualmente residente e reticente quanto às aulas, talvez possa ao
final deste texto encarar a Física com outros olhos...
Foi com a disposição de desvendar os mistérios da natureza é que o ser humano ao procurar
respostas e descrever os fenômenos utilizando-se de métodos experimentais construiu um campo de
estudo que se denomina Física (do grego physis, “natureza”). Se caracteriza pela associação entre
observações e métodos experimentais e se utiliza da matemática para descrever quantitativamente os
fenômenos naturais. Não é a Física que é complicada e sim os fenômenos naturais é que são complexos e
exigem a matemática como ferramenta, que muitas vezes, por não dominarmos, nos afasta da
possibilidade de entendermos os fenômenos de uma forma objetiva e quantitativa.
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Na natureza há inúmeros fenômenos que não estamos aptos a perceber utilizando apenas nossos
sentidos. Não ouvimos as ondas do ultra-som, não percebemos as ondas de radio ou os raios cósmicos
vindos do espaço e nem tampouco percebemos as radiações X ou gama. Foi por isso que somente após
alguns anos da descoberta dos raios X, em 1895, que os cientistas se deram conta de que aquela radiação
que mudou o mundo também podia provocar efeitos deletérios sobre o ser humano. Quando perceberam
seus efeitos sobre si mesmos infelizmente eram irreversíveis, porém ficou clara a necessidade de conhecer
com maior profundidade esta radiação que podia matar pois se vislumbrava a possibilidade de ser
utilizada também para curar. Foi então que surgiu a Radioterapia.
A busca do conhecimento deu origem ao campo da Física das Radiações, interligado a outros
campos de estudo e hoje com uma forte atuação na área médica.
A Física contribui para o conhecimento das técnicas de imagem, constantemente em evolução, que
possibilita ao radiologista indicar, contra -indicar e estabelecer critérios de hierarquia de condutas que
irão beneficiá-lo na busca do sucesso do diagnóstico. O conhecimento dos processos de interação das
radiações no meio biológico permitiu desenvolver a instrumentação necessária para a geração de imagens
de alta qualidade como as que são obtidas com as técnicas de tomografia computadorizada e ressonância.
É claro que esta qualidade foi alcançada graças a tecnologia da computação, que também deve ser de
domínio do especialista para que possa extrair todo o potencial disponível pelos equipamentos,
maximizando benefícios e inimizando riscos. Conhecer o potencial tecnológico é um dos conteúdos da
Física das Radiações. Estudos mostram que este conhecimento pode permitir uma redução de até 40 %
das doses de radiação na realização dos exames.
O estudo da Física Radiológica propicia também o conhecimento dos efeitos somáticos e genéticos
das radiações que permite ao especialista da área avaliar riscos. O estudo das práticas em Proteção
Radiológica, item relevante da Física das Radiações, permite ao radiologista conduzir suas ações visando
sua proteção pessoal e a dos pacientes de acordo com a legislação vigente.
Garantir a qualidade na geração das imagens, assim como a segurança das pessoas direta e
indiretamente envolvidas no processo é legitimar o uso das radiações sob os aspectos éticos e legais e
portanto são obrigações daqueles que escolheram este campo de atuação e para tal, as aulas de Física
Radiológica tornam-se essenciais à boa formação do especialista.
Dra. Regina Bitelli Medeiros
rbitelli.ddi@epm.br
Prof. Adjunto do Departamento de Diagnóstico por Imagem da Universidade Federal de São Paulo
(UNIFESP)
Chefe da Coordenadoria de Física do Departamento de Diagnóstico por Imagem
Supervisora de Radioproteção do Complexo UNIFESP-Hospital São Paulo

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UNIDADE I
FÍSICA DAS RADIAÇÕES

“Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.”
(Lavoisier)
Vamos tentar responder as seguintes questões:







O que é radiação?
De onde vêm?
Como interagem com o meio em que se encontram?
Como fazemos para detectá-las?
Como podemos utiliza-las?
Como se proteger de seus efeitos?

CONCEITOS FUNDAMENTAIS
1.1-

RADIAÇÃO

O que é a Radiação?
É possível que o termo RADIAÇÃO, a princípio, pareça um pouco estranho. Com certeza, você já
deve tê-la visto associada a acidentes nucleares, usinas nucleares ou mesmo em filmes de guerra. O que
ocorre é uma confusão de conceitos, ou ainda, tratar-se de um mesmo termo aplicado a coisas diferentes.
O termo IRRADIAR significa lançar de si, emitir, espalhar, projetar. Pode ser aplicado a diversas
situações ou fenômenos diferentes. O Sol irradia luz, calor e ultravioleta.
Já RADIAÇÃO é aquilo que é IRRADIADO por alguma coisa.
Pode ser aplicado às várias formas de luz visíveis e “invisíveis” ou a feixes de partículas
ATÔMICAS.
Radiação é o processo pelo qual uma fonte emite energia que se propaga no espaço.
Segundo o dicionário Aurélio:
“Qualquer dos processos físicos de emissão e propagação de energia, seja por intermédio de
fenômenos ondulatórios, seja por meio de partículas dotadas de energia cinética” ou “Energia que se
propaga de um ponto a outro no espaço vazio ou através de um meio material”.
O termo radiação se usa também para designar a própria energia emitida.
Portanto:
Radiação
é
energia
em
movimento.
Este conceito é geral e inclui as
ondas mecânicas (como o ultra-som ou as
oscilações de um maremoto), ondas
eletromagnéticas ou radiações nucleares
com massa, como veremos mais adiante.

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Aplicação da radiação solar.


1.2-

ENERGIA

2/2009

O que é Energia?
O conceito de Energia é muitas vezes considerado intuitivo e só pode ser medido (ou
quantificado) quando temos a transformação de um tipo de energia em outro tipo (trabalho).
Em física, ENERGIA é tudo aquilo capaz de realizar trabalho.
Como por exemplo, a eletricidade é capaz de fazer um motor elétrico funcionar e, portanto
realizar trabalho.
Da mesma forma, a energia eletromagnética do Sol pode ser convertida em eletricidade por
meio de uma célula solar ou em calor por meio de aquecedores solares.
Uma forma importante de conversão da energia do Sol é a fotossíntese. Neste processo a luz solar
é transformada em energia química, que por sua vez é responsável pelo crescimento das plantas e de
quebra libera oxigênio para o ar.
Portanto:
Energia é a capacidade que possui um corpo de realizar trabalho.

1.3-

ONDAS

O conceito de onda é de fundamental importância para a compreensão de uma série de
fenômenos físicos. Em termos formais, onda é o resultado de algum tipo de perturbação que se
propaga.
Por exemplo, no mar, as ondas se formam basicamente
devido à perturbação da água pela atração da Lua e da ação dos
ventos. Se você estiver boiando um pouco além da rebentação,
deve ter percebido que seu corpo alternadamente sobe e desce,
mas na média permanece praticamente no mesmo lugar. O fato de
seu corpo subir e descer significa que existe uma energia
associada à onda (realiza trabalho). Esta energia é transportada
pela onda, sem, entretanto causar um deslocamento líquido final
do meio, no caso, a água. Já no caso da rebentação, outros fatores
interferem com a onda, acarretando um movimento efetivo da
água ou de algum objeto flutuante. A brusca frenagem da onda pelo fundo de areia da praia, faz com que à
parte de cima da onda se projete para frente, literalmente despejando a água.
Quanto à forma, existem basicamente dois tipos de onda: Ondas Mecânicas e Ondas
Eletromagnéticas.
As ondas mecânicas dependem de um meio material para se propagarem, como as ondas do
mar e as ondas sonoras, por exemplo.
As ondas eletromagnéticas não dependem de um meio material, pois correspondem à
propagação de uma perturbação nos campos elétricos e magnéticos. Estes campos podem existir
independentemente de um meio material.
Os elementos fundamentais de uma onda são:
A distância entre dois picos ou dois vales, ou ainda, dois pontos quaisquer equivalentes da
onda, define o que se chama comprimento de onda, representado normalmente pela letra grega LAMBDA
(λ).
O número
de ciclos de sobe e
Comprimento de Onda
desce, por unidade
de tempo define a
freqüência da onda,
Crista
medida
normalmente
em
Hertz ou ciclos por
segundo
e
representada
normalmente pela
letra f. O produto do
comprimento
de
onda
pela
freqüência da onda
Depressão ou Vale
fornece a velocidade
de propagação da
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2/2009
onda no meio em questão, isto é, a velocidade com que a perturbação se propaga. No caso das ondas
eletromagnéticas no vácuo, este produto fornece a velocidade da luz, c = 299 793 km/s
Para as ondas eletromagnéticas, a energia transportada
depende unicamente de sua freqüência ou de seu comprimento de
onda, já que ambos estão relacionados pela velocidade da luz que é
uma constante universal.
A luz se desloca no espaço por meio de ondas
eletromagnéticas, que não necessitam de um meio físico para serem
transportadas, e, portanto diferem dos outros exemplos de ondas
encontrados na natureza, como ondas na água, ondas sonoras,
sísmicas, etc.

1.4-

O ÁTOMO

É a menor porção de matéria
A idéia de que a matéria é formada por partículas muito pequenas e
“indivisíveis”, ou átomos, é muito antiga. Demócrito, que viveu quase 400
anos antes de Cristo, já pensava nessas coisas. Ele propôs um modelo
atômico onde os átomos se encaixavam mais ou menos como as peças de
um Lego. Mas, a verdadeira estrutura do átomo só foi revelada no início do
século XX com o trabalho de Ernest Rutherford.
Obviamente os resultados de Rutherford foram debatidos
exaustivamente até que se chegasse a um quadro de consenso. A idéia que
temos de átomo hoje em dia é o resultado dessas discussões. Um átomo
possui um núcleo que concentra praticamente toda a sua massa, e retém a
carga positiva. O diâmetro de um átomo é cerca de 100 000 vezes o
diâmetro do seu núcleo. O núcleo é circundado por elétrons (na eletrosfera),
que são os portadores de carga negativa. A massa do elétron é igual a 9,
10939× 10−31 kg.
O núcleo é composto por dois tipos de partículas:
Os prótons, e os nêutrons. Os nêutrons não possuem carga elétrica e
portanto não interagem eletricamente com os prótons do núcleo, mas
exercem um papel fundamental na sua estabilidade. Um próton possui uma
carga igual à do elétron, mas de sinal contrário: +1, 602×10−19 C; sua massa
é de 1, 67262×10−27 kg, cerca de 1836 vezes maior do que o elétron. A massa
do nêutron, por sua vez, é muito próxima à do próton:1, 67482×10−27 kg. O
número total de prótons no núcleo é chamado de número atômico, em geral
representado pela letra Z.

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2/2009
ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS
ÁTOMOS
(Carbono, Oxigênio, Nitrogênio, Hidrogênio)

MOLÉCULAS
(água, oxigênio, carbono, açúcares, lipídeos, proteínas, ácidos nucléicos, nucleotídeos, ácidos graxos, etc.)

SUBSTÂNCIAS

ESTRUTURAS SUB-CELULARES
(sistemas de membranas, hialoplasma, retículo endoplasmático, complexo de Golgi,
lisossomos, mitocôndrias, cromossomos, núcleo, nucléolo, etc.)

CÉLULAS
(epiteliais, conjuntivas, musculares, nervosas, hepáticas, linhagem sangüínea, gametas, etc).

TECIDOS
Tecido epitelial (epiderme, derme, tecido glandular); Tecido conjuntivo (cartilaginoso e ósseo);
Tecido muscular (liso, estriado, cardíaco); tecido nervoso , etc.

ORGÃOS
(cérebro, estômago, intestino, pulmão, coração, fígado, rim, pâncreas, ovário, testículo, supra-renais,
tireóide, etc. )

SISTEMAS
(nervoso, digestivo, respiratório, circulatório, excretor, reprodutor)

INDIVÍDUOS

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1.5-

CARGA ELÉTRICA

2/2009

É uma propriedade intrínseca da matéria onde se observam os fenômenos de atração e repulsão
entre corpos carregados
A carga elétrica de um próton é chamada de carga elétrica elementar, sendo representada por e;
no Sistema Internacional, seu valor é:
e = 1,6 . 10-19 coulomb = 1,6 . 10-19 C
A carga de um elétron é negativa mas, em módulo, é igual à carga do próton:
Carga do elétron = - e = - 1,6 . 10-19 C
Os nêutrons não possuem carga elétrica. Como num átomo o número de prótons é igual ao
número de elétrons, a carga elétrica total do átomo é nula.
De modo geral os corpos são formados por um grande número de átomos. Como a carga de cada
átomo é nula, a carga elétrica total do corpo também será nula e diremos que o corpo está neutro. No
entanto é possível retirar ou acrescentar elétrons de um corpo. Desse modo o corpo estará com um
excesso de prótons ou de elétrons; dizemos que o corpo está eletrizado ou ionizado.

1.5.1. Princípio da atração e repulsão
Dados dois corpos eletrizados, sendo Q1 e Q2 suas cargas elétricas, observamos que:
1. Se Q1 e Q2 tem o mesmo sinal (Figura 1 e Figura 2), existe entre os corpos um par de forças de
repulsão.
2. Se Q1 e Q2 têm sinais opostos (Figura 3), existe entre os corpos um par de forças de atração.

1.6-

RADIOATIVIDADE

Núcleos atômicos que espontaneamente emitem partículas
ou energia pura (radiação eletromagnética) são chamados
radioativos.
A radioatividade é um fenômeno natural, mas pode
também ser produzida em laboratório. O fenômeno foi descoberto
em 1896 pelo francês Henri Becquerel e, em 1934, foi produzido
pela primeira vez em laboratório por Irene Curie e Pierre Joliot, que
bombardearam alumínio com partículas alfa emitido pelo polônio, e
produziram o isótopo de fósforo 30P. Irene e Pierre levaram o Nobel
de Química de 1935 pelo seu trabalho. Os pais de Irene, Pierre e
Marie Curie, já haviam sido agraciados com o Nobel de Física de
1903 (com Becquerel), pelo seu trabalho com radioatividade
natural.
A radioatividade é a liberação de energia por um núcleo
excitado.
Esse processo é chamado de decaimento radioativo, e pode
ocorrer basicamente de três modos distintos: por emissão alfa, por
emissão beta ou por emissão gama. Alfa, beta e gama são nomes dados a
tipos de radiação cuja natureza era desconhecida na época em que foram
descobertas.

12


1.7- CLASSIFICAÇÃO DAS RADIAÇÕES
4.6.1. Forma

2/2009

A forma caracteriza a maneira como as radiações se apresentam na Natureza. E podem ser:

a)

RADIAÇÕES CORPUSCULARES
Possuem massa e formam os átomos e os núcleos atômicos;
Esta radiação pode ser descrita como energia em movimento a velocidades inferiores à da luz.
Sua energia depende da velocidade de maneira diretamente proporcional segundo a equação:

Ec
Onde:
m de massa e v de velocidade;
Ec é chamada de energia cinética (de movimento);
Ex:

Elétrons, prótons, nêutrons;

Íons leves e pesados (átomos sem elétrons);

Píons, káons, múons;

Pósitrons, Négatrons, alfa.

mv 2
2

α (alfa)

Núcleo instável

β- (négatron)
β+ (pósitron)

Núcleo instável

b)

RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS

Você com certeza sabe ou mesmo ouvir falar que o controle remoto de sua TV ou DVD funcionam
por infravermelho. Também já não é mais novidade um microcomputador operado por mouse e teclado
sem fios, ou seja, por infravermelho.
- Mas afinal de contas o que vem a ser esse tal de infravermelho?
- Alguma espécie de raio invisível?
- Exatamente!
O Universo que nos rodeia é banhado por um imenso "oceano" de luzes, das quais nossos olhos
conseguem captar apenas uma pequeníssima fração. Essa pequena fração de radiações que o olho humano
vê, é chamada de luz visível ou apenas luz.
Por esta razão, é mais conveniente chamarmos ao conjunto de todas as “luzes” que não vemos de
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA. O termo luz fica reservado à pequena parcela de radiação
eletromagnética que conseguimos enxergar.
A radiação eletromagnética é uma forma de energia. Sem ela simplesmente não haveria vida na
Terra.
Outro aspecto importante da radiação eletromagnética é seu caráter ondulatório, isto é, a
radiação eletromagnética é constituída de ondas com componentes elétricos e magnéticos.
Portanto as Radiações Eletromagnéticas:

Não possuem massa;
13


2/2009

São ondas com componentes elétricos e magnéticos;
Nas figuras abaixo, temos uma representação gráfica de uma radiação eletromagnética:


Sua velocidade é igual da LUZ (c = 3x108m/s);

Sua Energia depende do comprimento de onda e de maneira inversamente
proporcional, segundo a equação:

E

hc

Onde:
h é a constante universal chamada constante de Planck e cujo valor é h = 6,63 X 10-34 J.s(Joule x
segundo);
c é a velocidade da LUZ e é o comprimento da onda.

Ao conjunto de todas as radiações eletromagnéticas chamamos de: ESPECTRO
ELETROMAGNÉTICO
Ex:








14

Rádio e TV
Microondas
Infravermelho (calor)
Luz visível (vermelho ao violeta)
Ultravioleta
Raios X
Raios gama


2/2009

4.6.2. Origem
Representa onde as radiações nascem. E podem ser:

a)

ORIGEM NUCLEAR

Possuem origem no NÚCLEO do átomo instável.
Ex: Radiações alfas, betas, nêutrons e gama.
Obs: Estas radiações são as chamadas RADIOATIVAS, pois são conseqüência do fenômeno da
RADIOATIVIDADE

(Gama)

Núcleo Instável

b)

ORIGEM ATÔMICA

c)

OUTRAS ORIGENS DAS RADIAÇÕES CORPUSCULARES

Possuem origem na ELETROSFERA atômica devido a transições eletrônicas e/ou colisões entre
partículas carregadas
Ex: Raios X, Ultravioleta, Luz visível, calor,...





Colisões atômicas: elétrons, prótons, íons leves e pesados;
Transições atômicas: elétrons;
Transições nucleares (incluindo fissão):Prótons, nêutrons, elétrons (beta), pósitrons, alfa, íons
leves e pesados

d)

OUTRAS ORIGENS DAS RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS






Aceleração de cargas (+/-);
Transições atômicas:luz visível, radiação ultravioleta, raios X;
Transições nucleares (incluindo fissão): raios gama;
Aniquilação partícula/anti-partícula: raios gama.

15


2/2009

16


2/2009

4.6.3. Interação da Radiação com a matéria

Esta classificação caracteriza a maneira como as radiações se relacionam com o meio. E podem ser:

a)

RADIAÇÕES IONIZANTES

São aquelas radiações que produzem íons na matéria com a qual interagem.
Ex: Raios Gama, RAIOS X, Ultravioleta, Radiações alfas, betas e de nêutrons.

Interação

b)

RADIAÇÕES NÃO-IONIZANTES

Estas radiações apenas depositam suas energias no meio, normalmente causando uma excitação
atômico-molecular.
Ex: Todas as demais radiações do espectro eletromagnético.

Radiações em Celulares
Tem havido recentemente especulações de que o uso de telefones celulares possa estimular o
crescimento de tumores cerebrais na região da cabeça próxima à antena.
(Fischetti, M., The Cellular Phone Scare, IEEE Spectrum, 43-47 June 1993)
Comprovações recentes atestam transformações de células quando imersas em um intenso campo
eletromagnético. Essas transformações podem evoluir a ponto de causar degenerações, tornando-se
possíveis focos de leucemia e câncer.
Embora invisíveis, as radiações fazem parte do nosso cotidiano, estamos mergulhados num
campo imenso, repleto de ondas vindas de todos os cantos, não só do planeta mas também do Universo. O
problema, ou seja, o risco para o ser humano, é justamente a intensidade dessas radiações, e lembrando a
lei que rege a relação entre energia e distância, (energia proporcional ao inverso do quadrado da
distância), veremos que no celular, apesar da baixa potência envolvida, a proximidade da antena faz com
que um lado da cabeça receba diretamente essas radiações, expondo o usuário a um risco imprevisto.
Basta lembrar que o processo de cozimento dos alimentos nos fornos de microondas se baseia nestas
radiações, se bem que de muito maior intensidade, mas ninguém pode prever as conseqüências de uma
prolongada exposição a esse campo eletromagnético. Está comprovado que, após 10 minutos de uso do
celular, a temperatura craniana sobe de 2 a 3 graus centígrados.
As termos-fotografia abaixo mostram a temperatura da cabeça sem e com o uso de um telefone
celular.

A maneira mais eficiente de se proteger dessas radiações dos telefones celulares é, sem dúvida, a
instalação, quando possível, de uma antena externa. Ao transferir toda a potência de transmissão para
17


2/2009
essa antena,estrategicamente localizada longe do aparelho, além de propiciar uma comunicação de muito
melhor qualidade, estaremos poupando o usuário de radiações que podem ser perigosas.
Além dessa solução, existe ainda a possibilidade de se usar protetores contra radiação fixa ao
aparelho, que são dispositivos cerâmicos absorvedores de ondas eletromagnéticas.
Há um método, desenvolvido pelo cientista japonês Y. Omura e denominado "Bi-digital O-Ring
test", que é capaz de mostrar uma diminuição considerável (no mínimo 70 %) dos efeitos nocivos ao
homem quando da instalação de uma antena externa no aparelho celular, e que também demonstra a
proteção exercida pelos absorvedores.
Conheça o protetor WaveShield que bloqueia até 97% das radiações.
Links úteis:
 USA - FCC - Information on Human Exposure to Radiofrequency Fields from Cellular and PCS
Radio Transmitters
 Austrália: Mobile Telephone Communication Antennas: Are They a Health Hazard?
 Nova Zelândia - The Electromagnetic Radiation Health Threat
 Medical College of Wisconsin - Cellular Phone Antennas and Human Health

Medição da taxa de transferência de
energia e dose absorvida

18


1.8-

APLICAÇÕES DAS RADIAÇÕES

Radiografia

2/2009

Medicina Nuclear

Mamógrafo
Cintilógrafo

Ultra-som

Densitômetro

19


2/2009

Radioterapia

Tomógrafo

Angiografia
20


2/2009

Fonte radioativa
para área industrial

Radiologia
industrial

21


2/2009

UNIDADE II
OS RAIOS X

“Penso 99 vezes e nada descubro.
Deixo de pensar, mergulho no silêncio, a verdade me é revelada”
(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%)
22


2/2009

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
23


2/2009

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

24


2.2.1.2.

ANODO

2/2009

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

25


2/2009

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 anodo giratório
Detalhe do Catodo, com seu copo de foco

26


2/2009

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.

27


2.2.1.3.

2/2009

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

2.2.1.5.

VALORES MÁXIMOS DE OPERAÇÃO

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.

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

28


2/2009

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) “colidem” 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

29


2/2009

Filtro

30


2.2.3. TIPOS DE RAIOS X

2/2009

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 “colisão” 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 “salte” 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 “buraco”.
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.

31


2.2.3.2.

RAIOS X DE FRENAGEM

2/2009

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 "bremsstrahlung” ("braking radiation") ou radiação de frenagem.

2.3.

A PRODUÇÃO DE CALOR

2.4.

PRINCÍPIO DO FOCO LINEAR

O calor também é produzido pelo “impacto” de elétrons.

O PONTO DE FOCO REAL é a área do objetivo onde os elétrons “colidem”. 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
Angulação
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
Anodo de Tungstênio
ANÓDICO.
(Vista lateral)
Catodo

Ponto de foco
aparente ou efetivo

32

Ponto de foco real
(Área de
bombardeio)


2/2009

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

33


2/2009

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 prédeterminada 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 “raios X moles”.

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:

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
34


2/2009
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.

35


2/2009

UNIDADE III
FORMAÇÃO DA IMAGEM RADIOGAFICA

“Intenção sem ação é ilusão. Ouse a fazer, e um poder será lhe dado.”
(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 “SUAVES” OU “MOLES”, com maiores comprimentos de ondas e baixa energia
produzidos com baixa quilovoltagem, estes são facilmente absorvidos.
RAIOS X “DUROS”, 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.

36


3.2.

ABSORÇÃO DE RAIOS X

2/2009

Uma das principais características dos raios X é o seu poder de penetrar a matéria, mas nem todos
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 “grosso” absorve mais radiação X do que um
pedaço “fino” 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.

37

Esofagografia
Intestino Grosso
Contrastado


3.3.5. KILOVOLTAGEM

2/2009

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

38


2/2009

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 “endurece” 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).
39


2/2009

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, maior 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).

40


2/2009

EFEITO NA IMAGEM
RADIOGRÁFICA COM O
AUMENTO DO mAs

70kV
25mAs

70kV
50mAs

70kV
80mAs

41


3.6.2. DISTÂNCIA

2/2009

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.

42


3.7.

2/2009

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 para obter
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
Coluna torácica (AP)
Coluna lombar (Lateral)
Fêmur (AP e lateral)
Úmero (AP e lateral)
Perna (Tíbia/Fíbula)
Antebraço (AP e lateral)

EXTREMIDADE
ANÓDICA
Cabeça
Cabeça
Pés
Cotovelo
Calcanhar
Punho

3.8.

Pés
Pés
Cabeça
Ombro
Joelho
Cotovelo

FILTROS DE ESPESSURA VARIÁVEL

3.9.

EXTREMIDADE CATÓDICA

GEOMETRIA NA FORMAÇÃO DA IMAGEM

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.

O objetivo de uma radiografia é o de obter imagens as mais exatas quanto possível e dois fatores
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.

43


2/2009

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.

44


3.9.2. DISTORÇÃO

2/2009

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 “sombra” 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 “revelado”, os cristais expostos á radiação se reduzem a
grãos de prata metálica. O filme é então “fixado” 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 “Densidade Ótica” (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.

45


2/2009

UNIDADE IV
RADIAÇÃO DISPERSA

“Não corrigir nossas faltas é o mesmo que cometer novos erros.”
(Confúcio)

4.1.

INTRODUÇÃO

Quando os Raios X interagem com a matéria, para formar uma imagem, eles podem ser
ABSORVIDOS, TRANSMITIDOS ou ESPALHADOS.
A Radiação transmitida após passar pelas estruturas e ter diversas absorções formam a “sombra”
que será projetada sobre o écran e formará a imagem radiográfica.
Mas nem toda radiação que interage com o objeto será útil na formação da imagem, uma parte
será espalhada pelos átomos que compõe o objeto, esta radiação secundária é também conhecida por
RADIAÇÃO DISPERSA.
Portanto toda radiação criada da interação do feixe primário com o objeto é considerada Radiação
dispersa ou secundária.
Fonte

Radiação Primária

Objeto radiografado

Radiação dispersa,
espalhada ou
secundária

Filme
Radiação Transmitida

4.2.

EFEITO NO CONTRASTE DO SUJEITO

A radiação dispersa é uma fonte capaz de expor o filme, o que é inconveniente porque não
contribui para a formação da imagem útil. Ao contrário, ele produz uma intensidade de raios X que se
sobrepõe à imagem aérea. A conseqüência desta intensidade de revestimento é o de reduzir o contraste do
sujeito, ou seja, de reduzir a proporção de intensidades de Raios X entre as estruturas vizinhas na imagem
aérea.

4.3.

FONTES DE RADIAÇÃO DISPERSA

A principal fonte de Radiação dispersa é o volume irradiado, segundo a relação:
“Quanto maior o volume irradiado, maior é a intensidade de radiação dispersa produzida”.
No caso das partes do corpo consideradas pesadas, tais como o abdômen, a intensidade de
radiação dispersa pode ser 10 ou mais vezes maiores que a radiação primária atenuada.

4.4. REDUÇÃO DA RADIAÇÃO DISPERSA
4.4.1. LIMITAÇÃO DO FEIXE

O feixe primário deve ser limitado a um tamanho e forma que cubra precisamente a área de
interesse diagnóstico. As áreas não irradiadas não contribuem para a dispersão nem para a dosagem do
paciente.

4.4.1.1.
46

DIAFRAGMAS DE ABERTURA

2/2009
Consistem em lâminas de chumbo com aberturas retangulares, quadradas ou circulares colocadas
no feixe de Raios X perto da janela do tubo.

4.4.1.2.

CILINDROS

São tubos metálicos que podem fornecer campos retangulares ou circulares.

4.4.1.3.

DISPOSITIVOS LIMITADORES DE ABERTURA VARIÁVEL

São dispositivos que contém placas de chumbo ou obturadores que podem ser ajustados para
modificar o campo da área irradiada. Alguns possuem botões rotativos indicadores enquanto que outros
são controlados por sensores que ajustam o campo ao tamanho do receptor de imagem (chassis).

4.4.2. DIMENSÕES DO CAMPO PROJETADO
Podemos calcular a largura do campo projetado seguindo a expressão:

X

A R
C

Onde:
X é a largura do campo projetado no chassi;
A é à distância da fonte ao plano do receptor de imagem;
B é a largura da abertura do dispositivo limitador de feixe;
C é a distância entre a fonte e a abertura menor ou de controle do dispositivo limitador de feixe.
Ex: A= 105 cm, B= 10 cm, C= 30 cm. Usando a fórmula, o diâmetro do campo projetado seria:

X

105 10
30
X=35 cm

4.4.3. GRADES
A grade é um dispositivo formado por tiras alternadas de chumbo e material espaçador
radiotransparente (fibra ou alumínio) que é escolhido para ter baixa absorção de Raios X. As tiras de
chumbo absorvem radiação dispersa aleatória enquanto que os espaçadores permitem a passagem do
feixe primário.
As tiras podem ser paralelas entre si (grade paralela) ou anguladas de forma que convertam a um
ponto (grade enfocada). A distância do ponto focal à grade é chamada de distância focal ou foco radial.
47


2/2009

4.4.3.1.

ÍNDICE DE GRADE

4.4.3.2.

ENFOQUE E DESENFOQUE DA GRADE

É a relação entre a espessura das tiras de chumbo a e espessura dos espaçadores. Por exemplo, se
a espessura da tira de chumbo é 8 vezes maior do que a largura dos espaçadores, o índice de grade é 8:1.
Mantendo todos os fatores constantes, quanto maior for o índice de grade, mais radiação dispersa
esta absorverá.

O ponto focal do tubo deve coincidir com o foco radial e o RC do feixe deve atravessar o centro da
grade de maneira perpendicular. Quando isso não acontece ocorre o desenfoque.
O desenfoque é a diminuição progressiva da intensidade dos raios X transmitidos devido ao
aumento do desalinhamento do feixe primário em relação às tiras laterais.
O desenfoque pode também ocorrer se o tubo estiver inclinado lateralmente com relação à grade.

4.4.3.3.

EFEITO NA EXPOSIÇÃO

Ao introduzir uma grade devemos aumentar a exposição para compensar a perda de intensidade
e este aumento vai depender de seu índice e da parte do corpo radiografado.
Quanto maior for o índice de grade maior será a exposição, mantendo-se todos os fatores
constantes.

4.4.4. ESPAÇO DE AR

Quando o paciente está perto do
receptor de imagem, muita radiação
dispersa será transmitida ao receptor.
Quando o paciente se afasta do receptor, a
quantidade de radiação dispersa que o
atinge é reduzida.
Lembremos que o uso de espaços
de ar implica na ampliação da imagem daí
a necessidade de se usar um filme maior.
A borrosidade geométrica produzida por
uma maior distância entre o objeto e o
chassi pelo espaço de ar, pode ser
compensada pela melhora do contraste do
sujeito devido uma menor dispersão.

48


4.4.5. COMPRESSÃO

2/2009

Comprimir o objeto durante o exame pode oferecer algumas vantagens:
a) Aumenta o Contraste do sujeito devido a redução do volume irradiado;
b) Reduz a borrosidade causada pelo movimento;
c) Reduz a borrosidade geométrica, pois reduz a distância entre o objeto e o chassis

4.4.6. DISPERSÃO INVERTIDA

Outros elementos que estão na direção do feixe também contribuem para a dispersão de Raios X,
como por exemplo: a mesa, o compartimento de filme, etc.
A radiação que emerge por detrás do plano de imagem pode dispersar e voltar à imagem.
Chamamos a isto como dispersão invertida. Para reduzir esta dispersão limitamos o campo de atuação do
feixe somente a área do chassi e de interesse diagnóstico.

4.5.

RADIAÇÃO EXTRA FOCAL

A radiação extra focal é a radiação emitida de qualquer parte do tubo de raios X que não seja do
ponto
focal.
Elétrons
dispersos e não focados no
ponto
de
foco
são
responsáveis pela radiação
extra focal.
Esta
radiação
também
causa
borramentos, pois não
contribuem
com
informação
e
apenas
juntam-se
ao
feixe
primário
reduzindo
o
contraste
do
sujeito.
Podemos reduzir esta
radiação de duas maneiras:
a) Inserindo um
diafragma de abertura o
mais próximo possível do
ponto de foco;
b) O uso de um
tubo com um alvo circular
alojado em um anodo de grafite, a grande maioria da radiação extra focal produzida na grafite é de baixa
energia e é facilmente absorvida pela filtragem inerente.
49


4.6.

2/2009

ECRANS INTENSIFICADORES FLUORESCENTES

Os Raios X causam fluorescência em certas substâncias (fósforos), fenômeno este responsável por
sua descoberta.
Os écrans são transformadores de energia porque permitem a conversão de fótons de Raios X em
fótons de luz azul ou verde e também podem multiplicar a quantidade de fótons recebidos
(intensificadores) deste modo reforçam a impressão sobre o filme radiográfico. Para aumentar a
sensibilidade e melhorar a qualidade da imagem, os filmes contêm emulsão fotossensível em ambos os
lados e são expostos colocados entre dois écrans de intensificação

4.6.1. CARACTERÍSTICAS DO FÓSFORO

Para que um fósforo seja usado em écrans intensificadores, ele deve:

Alta absorção de raios X;

Alto rendimento de conversão;

Ter um espectro de emissão de luz adequado;

Adaptabilidade aos processos de fabricação;

Capacidade de resistir variadas condições ambientais como por exemplo o calor e a
umidade;

Não deve apresentar luminescência residual (fosforescência) ou demora de atividade.

4.6.2. INTENSIFICAÇÃO

Como o próprio nome já diz, écrans intensificadores intensificam o efeito fotográfico dos raios X.
Por serem mais espessos e mais absorventes, eles extraem mais fótons de raios X do feixe multiplicando
um quantum em centenas de fótons de luz que são mais facilmente absorvidos pelo filme.
A combinação de fatores permite que a exposição seja reduzida.
As vantagens de se reduzir a exposição são:

Diminuição da borrosidade devido ao movimento do paciente;

Redução da dose absorvida em pacientes e profissionais (por radiação dispersa);

Maio tempo de vida útil para o tubo de Raios X;

Maior flexibilidade na seleção de quilovoltagem o que permite um melhor ajuste do
contraste do sujeito;

Diminuição da borrosidade geométrica.

Chassi 13x18cm e
18x24cm

Chassi 24x30
e 35x35cm

Chassi 30x40cm
Chassi 35x43cm

50


2/2009

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 “queimada”, 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:

kV

2e

K

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:

K

KV

2e

Essa fórmula será mais discutida a frente. Então teremos para RX de tornozelo com espessura = 9
cm. e K = 25, o exemplo:

kV 2e K
kV 9 2 25
kV 18 25
kV 43
O 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.:

mAs

kV
3

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:
51


2/2009

kV
2

mAs
No exemplo acima teremos:

kV
3
43
mAs
3
mAs 14,3
mAs

Para descobrir o mAs de exames de regiões mais específicas como o tórax, as colunas e o abdome,
usa-se outra fórmula:

mAs

kV CM

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:

kV

2e K

kV

25 2 30

kV 50 30
kV 80
mAs

kV CM

mAs

80 0,8

mAs

64

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:

kV

2e K

kV

50 25

kV

75 DFoFi

kV
kV

75 8 4
75 32

80 cm

kV 107
mAs

kV CM

mAs 107 0,015
mAs 1,6
Todo o tórax deve ser feito no mínimo usando a mA 300.
52


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