TECNOLOGIA
RADIOLÓGICA
Prof. Walmor Cardoso Godoi,, M.Sc.
http://www.walmorgodoi.com
EMENTA
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Produção de Raios X : O Tubo de Raios X
Sistema de geração de imagens por raios X
Formação de Imagem radiográfica (convencional e digital)
Q lid d radiográfica
Qualidade
di áfi
Interação dos raios X com a matéria
Equipamentos de radioterapia
Formação de Imagem radiográfica (convencional e digital)
Qualidade radiográfica
Interação
ç dos raios X com a matéria
Equipamentos de radioterapia
Noções básicas de Ressonância Magnética, Ultrassom, Tomografia
p
, PET,, SPECT
Computadorizada,
Avaliação
• Prova escrita 80 %
• Trabalhos e exercícios 20%
Material no site ou Xerox
Produção de Raios X
O Tubo de Raios X
Tubo de raios X
Como Produzir raios X
Rotating Anode X-ray
Tube
Tubos de raios X
• Tubo de Vácuo:
Cátodo e ânodo em tubo de vidro que
prod em raios
produzem
raios-X
Xq
quando
ando elétrons do
filamento (cátodo) são acelerados através
de alta voltagem e bombardeiam o alvo
(ânodo).
• Objetivo:
Prover fluxo de elétrons (corrente do
t b mA)
tubo,
A) e energia
i ((voltagem
lt
d
do ttubo,
b
kVp) para produzir raios X de desejada
quantidade e qualidade
(penetrabilidade).
Circuito do Tubo de raios X
raios X
Tubo e Radiação emitida
Proteção no Tubo
• Radiação:
ç
– Absorver os raios X emitidos
– Blindagem: <100 mR/h a 1 metro (FDA)
– Feixe emitido através da “window”
( janela )
(“janela”)
• Calor: (depende do design do tubo): PODE
TER
TER:
– Óleo(isolador elétrico e também absorve
calor)
– Ventiladolres (collers)
– Troca de calor ativa por óleo ou água
Tubo de Vidro
• Mantém o Vácuo:
– Fluxo de elétros
– Expansão de gases poderia quebrar o
tubo
• Alguns tubos tem isolamento em metal
ou pirex
Tubo de raios X
Cát d & Fil
Cátodo
Filamentos
t
Cátodo (Negativo)
• Filamento: 0.2 mm ((fio de
tungstênio)
– Emissão Termiônica (ET) se aquecimento
está acima de 2200o
– Alto ponto de fusão (3370o para
Tungstênio)
– Baixa tendência a vaporizar(ponto de
fusão está muito da temperatura de
emissão termiônica))
– Liga com 1-2% de tório aumenta a
eficiência da ET
Cátodo
• Foco: Negativo foca elétrons num
alvo de área bem pequena
Foco
Foco
Dual
Ânodo (Positivo)
• Deve prover:
p
– Condução elétrica (parte do circuito
de alta voltagem)
– Alvo para elétrons (i.e, produção de
raios X)
– Capacidade termal alta (>99% da
energia dos elétrons é dissipada em
calor no ânodo)
Princípio
do Foco
Linear
Ângulo do ânodo versus Tamanho
Focal da Fonte (Spot Size)
Ângulo do ânodo versus
Tamanho Saída Focal
Efeito
Heel
Efeito
H l
Heel
Tipos de ânodos
• Estacionário:
– Pequeno alvo de tungstênio target (para
produção de raios X) envolto de cobre
(para condução de calor)
– Limitado a poucos usos(odonto, industrial)
• Ânodo rotacionário:
– “Anel” de tungstênio “ring” provê grande
área de alvo
– Disco de molibdênio e (algumas vezes)
grafite reduz peso, aumenta capacidade
calorífica
– Rotor: parte do motor de indução (360010 000 rpm)
10,000
Area
Focal
Avaliada
para calor
Área do Ânodo versus Tamanho do
disco
Construção do Ânodo
Motor de Indução do Ânodo
Estacionário
Ânodo Estacionário
Capacidade Calorífica
• Unidade de Calor (HU - Heat Unit):
– Unidades de energia (calor) depositada no ânodo
– HU = kVp x mA x seconds (fase única)
– HU = kVp x mA x seconds x 1
1.35
35 (tri-fásico
(tri-fásico, alta
frequência)
– HU é uma unidade de energia: potência (I x V) x
tempo
– HU calcula a energia elétrica total que atravessa o
tubo — assume isto (>99% calor dissipado)
Radiographic
g p
Rating
g Chart
Fundamentos de Radiografia
g
e Tomografia
g
Escolha da fonte de radiação
gerador de raios X ou fonte radioativa ?
•
Energia (keV)
Coeficientes de absorção dos materiais do objeto,
Dimensões do objeto
•
Intensidade da fonte (fótons / s)
Tempo de
d obtenção
b
dda radiografia
di
fi (tempo
(
de
d integração)
i
)
•
Tamanho focal da fonte (spot size)
Resolução espacial desejada – efeito penumbra
Tubos de raios X Industriais
Modelo
MHF 200 D
Tensão e Corrente
30-200 kV, 1-8 mA
Penetração
e e ação
42 mm Fe
e
Tamanho Focal
1,5 x 1,5 mm
Massa
21 Kg
http://www.gilardoni.it/en_mhf.htm
ITEM
Gilardoni
Hamamatsu
Tamanho do Foco
Minifoco 0.4 x 0.4 mm2
Microfoco 10 x 10 µ
µm2
Janela
Be
Be
Alvo
W
W
Faixa de Tensão
10 a 160 kV
20 a 70 kV
Faixa de Corrente
0 a 10 mA
0 a 0.1 mA