ESCUELA DE IMAGENES TECNICA DEL CIBAOIRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*

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TEMA 3

Caractersticas fsicas de los equipos de radiodiagnstico

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Produccin de rayos XUn sistema para acelerar los electrones: Voltaje. A > V > ve.-+Un material con el que choquen los electrones: Blanco (nodo).Una fuente de electrones: Filamento caliente Para producir RX necesitamos:

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Tubo de Rayos XTodo el proceso de generacin de radiacin tiene lugar en el tubo de rayos X

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Tubo de Rayos XLas partes bsicas de un tubo de rayos X son: Ampolla de Vaco Ctodo Filamento nodo Blanco Generador de alta tensinBlindaje y filtros

Ampolla: todo el proceso de produccin de RX tiene lugar en una ampolla de vidrio a la que se ha hecho el VACO. Si existiera gas en la ampolla, los electrones interaccionaran con los tomos de este gas

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*GeneradorSuministra energa elctrica al tubo para la produccin de RX

La energa se emplea con dos fines:Arrancar electrones del filamento Corriente (mA)Acelerar los electrones del nodo al ctodo Voltaje (kV)

Estos parmetros se seleccionan desde la CONSOLA del generador, que se encuentra en general en el exterior de la sala de RX.

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*CtodoFilamento de un material metlico Al calentar ciertos materiales, stos emiten electrones por efecto termoinicoPara calentarlo, se hace pasar una corriente elctrica por l, con lo que los e- adquieren energa trmica para escapar del metal

Mayor CorrienteMs ELECTRONESMayor Temperatura

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Qu material utilizamos para el ctodo?Wolframio (W) ya que tiene:

Alto punto de fusin: para soportar las altas temperaturas alcanzadas. Baja evaporacin: para no perder el vaco.Alta emisividad termoinica.

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Tamao de focoFoco emisor lo ms pequeo posible.2 filamentos de distinto tamaoFoco fino: Mejor calidad de imagen.Menor nmero de electrones llegan al blanco.Mayor tiempo de disparo mayor posibilidad de movimientoFoco grueso: Peor calidad de imagen mayor penumbra geomtricaMenor tiempo de disparo.El calor generado se distribuye sobre una superficie mayor mayor disipacin de potencia menor aumento de temperatura.

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Qu material utilizamos para el nodo?Wolframio (W) ya que tiene:Alto nmero atmico (Z): se produce mayor cantidad de radiacin de frenado (RX) cuanto mayor es Z del material que forma el blancoAlto punto de fusin: para soportar las altas temperaturas alcanzadas. Baja evaporacin: para no perder el vaco.Alta conductividad trmica: para eliminar rpidamente el calor producido (99% de la energa).

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*nodo rotatorioDisco de W ( 10cm) que gira a gran velocidad (3000-9000 rpm). La corona exterior (blanco) est recortada en ngulo y presenta una inclinacin respecto a la perpendicular a la trayectoria de los e.Inclinacin Posibilidad de disipar ms calor sin aumentar el tamao real del foco Foco aparente

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*nodo rotatorio

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Foco trmico-Foco de rayos X

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Efecto andico o efecto talnLa intensidad de radiacin que se emite por el lado del nodo es menor que la que se emite por el del ctodo por distintos motivos:

Inverso del cuadrado de la distancia Distinto espesor de absorbente atravesado (vidrio de la ampolla, aceite, etc.).Distinto espesor de blanco.

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Causas del efecto andicoLos r-x no se generan en la superficie del blanco sino a cierta profundidad. La superficie del blanco no es estrictamente plana.

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Curvas de cargaRepresentan I en ordenadas (escala lineal) y t en abscisas (escala logartmica).Las curvas indican para cada kV el lmite mximo de seleccin simultnea de I y t.

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Produccin de rayos XA mayor temperatura del filamento, mayor nmero de electrones producidos y por tanto de fotones de rayos X generados corriente (mA)A mayor tiempo de disparo, mayor nmero de electrones y de fotones de RX generados tiempo (s)Carga (mAs)

A mayor voltaje, mayor E de electrones mayor E y nmero de RX producidos Voltaje: kV

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*FiltracinSirve para absorber fotones de menor EnergaEfectos Endurecimiento del hazSube la E media del haz.Baja la intensidad global de radiacin.Menor dosis en piel al paciente.Mejor contraste de la imagen.

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0

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6

8

10

50

100

150

200

1 mm Al.

1 mm Al + 0.25 mm Cu

Energa (KeV)

Intensidad

IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*FiltracinFiltracin inherente: Debida al propio nodo, envoltura de vidrio del tubo y la ventana de salida. Equivale a 0.5-1 mm Al. Est siempre presente.Filtracin aadida: Debida a materiales absorbentes colocados a la salida del haz.Tipo y espesor de material que dependen del kV de operacin.Suele ser Al slo o acompaado de espesores adicionales de Cu (> 150 kVp).

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*FiltracinFiltracin total:

Filtracin inherente + Filtracin aadida (mm equivalentes de Al).

Filtracin total mnima:> 1,5 mm de Al para tensiones entre 50 y 70 kV> 2,5 mm de Al para tensiones superiores a 70 kV.

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Radiacin de fuga

Radiacin dispersa que sale a travs de la coraza.Segn especificaciones de ICRP:

La radiacin de fuga < 1 mGy/h a 1 m del foco y fuera del haz directo trabajando a mxima potencia.

Los tubos se construyen para cumplir con estas especificaciones

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Radiacin dispersaEfectos de la radiacin dispersa. Empeora el contrasteMayor ruido de fondoMayor penumbra Peor resolucin La radiacin dispersa aumenta al:Aumentar el espesor del pacienteAumentar el tamao de campo: ColimacinSubir los kV: predominio Efecto Compton

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Reduccin de la radiacin dispersaBajar en lo posible los kV: favorecemos el efecto fotoelctrico frente al ComptonReduccin del espesor: compresin de tejidos (mamografa)ColimacinRejillas antidifusoras

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Rejilla Antidifusora

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Rejillas antidifusorasEfectos de la rejilla:

Menor radiacin dispersa

Menor radiacin directa transmitida

debe aumentarse la dosis al paciente

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*ColimacinAumento dosis al pacienterganos crticosEmpeora la calidad de imagenAumento de dosis al personal

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Sistemas de imagenSistemas que permiten obtener una imagen visible a partir de la radiacin primaria que emerge del tubo de RX y atraviesa el paciente. Conjunto cartulina-pelcula.Sistemas digitales:CRDRIntensificador de imagen + sistema de TV.

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Conjunto cartulina-pelcula Pelculas radiogrficas: emulsin sensible a la radiacin compuesta cristales de haluro de plata La energa cedida por la radiacin se traduce en la formacin de una imagen latente, no visible inmediatamente despus de su exposicinMediante una serie de procesos qumicos adecuados la imagen latente se convierte en una imagen en la pelcula radiogrfica.Las pelculas van dentro de chasis que incorporan pantallas intensificadoras o cartulinas de refuerzo

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Cartulinas de refuerzoMaterial centelleador: wolframato de Ca o compuestos de tierras raras (La, Gd) con alto rendimiento de fluorescencia.Los diferentes centelleadores emiten en distinta . La pelcula debe presentar alta sensibilidad a dicha buena combinacin cartulina-pelcula

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Intensificador de imagenPor cada fotn de rayos X absorbido, una pantalla fluorescente emite 3000 fotones de luz. Los fotones de luz llegan al fotoctodo y se forman en l electrones.Estos electrones son enfocados y acelerados hacia el nodo del tubo intensificador e inciden sobre otra pantalla fluorescente La imagen formada est amplificada en intensidad

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*La imagen se visualiza enun monitor de TV

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Sistemas digitales: CRLos fsforos fotoestimulables se utilizan dentro de chasis y se procesan para obtener una imagen digital

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IRD-DR-GR-PW3 CSN 2009*Sistemas digitales: DR

Equipos digitales directos: se sustituyen los portachasis convencionales por paneles detectoresLa imagen no ha de ser procesada y aparece en pocos segundos en un monitor

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**Tungsteno, palabra que deriva de vocablos suecos que significan piedra pesada. Es el nombre ms utilizado en EEUU aunque debe llamarse Wolframio (nombre aceptado por acuerdo internacional), nombre que le dio el espaol Fausto Elhuyar al descubrirlo.*El tamao de foco es importante para la calidad de la imagen. Para obtener un buen haz de r-x no slo tienen que llegar muchos e al blanco sino que adems deben llegar muy concentrados en el espacio. Para obtener esa pequea zona de impacto en el blanco lo 1 es enfocar el haz de e que sale del filamento. Se encapsula el filamento en un zcalo.*El aumento del tamao del foco andico hara que el calor se distribuyera sobre una superficie mayor y el aumento de T no sera tan espectacular. Sin embargo esto repercutira negativamente en la calidad de imagen dando lugar a penumbras indeseables. La solucin es el uso del ANODO ROTATORIO.*ICD: Inverso al cuadarado de la distancia. Los ptos a y c estn ms alejados del foco que el punto b, por lo que en funcin del inverso al cuadrado de la distancia la intensidad en ellos ser < que en el eje del haz.*Insertar imagen p-9.*Para 100 kV, si se fija el tpo en 0.2 s la I puede tener un valor mximo de 800 mA. Si se deseara aumentar el valor de cualquiera de estos dos parmetros ha de hacerse a costa de disminuir el valor del otro. Si con todo esto el valor permitido de mAs no fuese suficiente, habra que disminuir el valor de kV.*Si se filtra el haz en exceso puede producirse una prdida global de intensidad que obligue a utilizar valores muy altos de mA.s para obtener imgenes con calidad apropiada.*****CR: Computed Radiography y DR: Digital Radiography.*: longitud de onda.

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