FÍSICA DAS RADIAÇÕES 2

Transcrição

1 FÍSICA DAS RADIAÇÕES 2 Diagnóstico por imagens Radiologia convencional/digital II Geradores de raios X 1

2 Transformadores de alta tensão Rede elétrica do hospital 420 V Tensão de aceleração para imagens 20 a 150 kv Geradores de AT Conversão de baixa tensão em alta tensão Transformadores de alta tensão Circuito simplificado Primário Fonte AC Chave Timer Secundário Transformador de AT Retificadores Fonte de baixa tensão p/ filamento 2

3 Transformadores de alta tensão Transformadores de alta tensão Retificação de meia-onda 3

4 Transformadores de alta tensão Monofásicos Linha de entrada é monofásica P.ex. 220V com 50A Produz saída com 1 ou 2 pulsos por período 1 pulso auto-retificado ou com 1 diodo 2 pulsos ponte de retificadores simples Tempos de exposição Mínimo: (1/120)s=8ms Outros: múltiplos (1/10)s, (1/20)s, etc. 4

5 Transformadores de alta tensão Trifásicos Entrada 3 linhas defasadas de 1/3 de ciclo: 120º 3 transformadores em delta Pulsos 6 1 ponte retificadora 12 2 pontes retificadoras Transformadores de alta tensão Potencial constante Transformador trifásico Tubos de elétrons (triodos, tetrodos ou pentodos) Anodo Catodo Controle do tempo de exposição e da tensão Resposta muito rápida (~20 µs) Circuito comparador Comparação entre a tensão selecionada e a aplicada Feedback para o sistema e correções Custo alto 5

6 Transformadores de alta tensão Alta freqüência Forma de onda de alta freqüência 50kHz Transformação da baixa para a alta-tensão Retificação Suavização Transformadores de alta tensão Ondulação percentual (Ripple) ripple (%) = V V V max min max 100 6

7 Transformadores de alta tensão Controle do tempo de exposição Timers eletrônicos Atualmente digitais Alta reprodutibilidade Precisão de µs Ativa e desativa um interruptor (switches) Circuito primário ou no secundário Desempenho depende do tipo de switche usado Timer de segurança Desativa o sistema se o timer principal falhar Transformadores de alta tensão Sistema AEC (ou fototimer) Função: controlar a exposição no mamógrafo Componentes Um ou mais sensores Câmara de ionização ou Três ou mais diodos semicondutores Amplificador Comparador de tensões Interrompe a exposição quando a tensão no sensor atinge a tensão de referência 7

8 Transformadores de alta tensão Fatores que afetam o espectro de raios X 8

9 Fatores que afetam o espectro de raios X Qualidade Penetrabilidade Quantidade Número de fótons Exposição Fluência de energia Qualidade Quantidade Fatores Material do alvo Tensão Corrente Tempo de exposição Filtração Forma de onda Fatores que afetam o espectro de raios X Material do alvo (anodo) Afeta a eficiência do bremsstrahlung Kerma no ar Z Energias características dependem do material Afeta a qualidade e a quantidade do espectro 9

10 Fatores que afetam o espectro de raios X Tensão (kvp) Energia máxima do espectro de bremsstrahlung Afeta a qualidade do espectro Kerma no ar ( Tensão) 2 Fatores que afetam o espectro de raios X Exemplo: exposição relativa de um feixe gerado com 80kVp com relação a outro gerado com 60 kvp com mesma corrente e tempo de exposição: 80 2 = 1,78 60 Aumento na tensão aumenta a eficiência de produção da radiação e a qualidade e quantidade do feixe 10

11 Fatores que afetam o espectro de raios X Corrente anódica (ma) Número de elétrons entre catodo e anodo por unidade de tempo Kerma no ar corrente Tempo de exposição Duração da produção de raios X Kerma no ar tempo de exposição Quantidade de fótons produto corrente - tempo (mas) Fatores que afetam o espectro de raios X Filtração Afeta a qualidade e a quantidade de fótons do espectro Reduz a quantidade de fótons e desloca a energia média do espectro para valores mais altos (qualidade) 11

12 Fatores que afetam o espectro de raios X Forma de onda Afeta a qualidade da radiação emitida Modifica (levemente) a quantidade 60 kv - 50 mas 70 kv - 50 mas 80 kv - 50 mas 12

13 70 kv - 25 mas 70 kv - 50 mas 70 kv - 80 mas 13

14 14

15 PROPRIEDADES FOTOGRÁFICAS PROPRIEDADES GEOMÉTRICAS Variáveis DENSIDADE CONTRASTE DETALHE DISTORÇÃO mas mas kv kv DOI DOI Colimação Colimação PF PF Sistemas receptores de imagens 15

16 Chassis radiográfico Chassis ou cassete Isolar o filme da luz ambiente Dar suporte aos écrans Tela intensificadora ou écran Transdutor Raios X luz Em geral Entrada fina Saída 2x mais espessa Filme radiológico Detecção da luz Registro Armazenamento Chassis radiográfico Chassi radiográfico Cassete ou chassi radiográfico Tela intensificadora filme feltro refletor cobertura emulsão cobertura Tela intensificadora Cassete ou chassi radiográfico 16

17 Telas intensificadoras Telas de terras raras Maior eficiência nas energias entre kev Menor dependência com a tensão (kvp) Resposta espectral do filme 17

18 Estrutura do filme radiográfico Emulsão (~5-20 µm de espessura) Cobertura Camada adesiva Base (~200 µm de espessura) Camada protetora e anti-dobras Filme de emulsão simples Estrutura do filme radiográfico Emulsão cobertura Camada adesiva Base Emulsão Camada adesiva Cobertura Filme de emulsão dupla 18

19 Filmes Cristal Neutro Barreira de potencial na superfície Íons de prata internos Barreira de bromo Repulsão das moléculas do revelador 19

20 Filmes Expondo o filme Liberação de e - pelo fóton de luz Br - Br + e - O Br vai para a gelatina Captura dos elétrons livres Armadilhas químicas na gelatina Sulfato de prata Atração dos íons de Ag + Ag + + e - Ag ~10 Ag: centro de imagem latente Processadoras 20

21 Processadoras automáticas Combinação tela-filme 21

22 Combinação tela-filme 22

23 Combinação tela-filme Modo de visualização 23

24 Sistemas digitais 24

25 Radiografia computadorizada Processo Absorção de RX Eu 2+ Eu 3+ Interação com um centro-f Elétrons armadilhados estáveis por semanas Imagem latente 25

26 Radiografia computadorizada Radiografia computadorizada Faixa dinâmica Sinal de saída Log relativo da exposição 26

27 Sistemas digitais Tela fluorescente com câmera de vídeo Vídeo-fluoroscopia/intensificadores de imagem Tela fluorescente com CCD ou matriz CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Flat panels Silício amorfo hidrogenado (a-si:h) com TFT (Thin Film Transistors) Requer conversor de raios-x em luz (Gadolinium oxysulphide ou Caesium Iodide) Selenio amorfo (a-se) acoplado eletronicamente a um TFT 53 Radiation Protection in Digital Radiology L01 Fundamentals of Digital Radiography Sistemas digitais 54 Radiation Protection in Digital Radiology L01 Fundamentals of Digital Radiography 27

28 Propriedades das imagens Registro de detalhes E o que vai influenciar o registro de detalhes nas imagens??? 28

29 Registro de detalhes 29

30 Registro de detalhes 30

31 Registro de detalhes 31

32 Registro de detalhes Registro de detalhes 32

33 33

34 Distorções tamanho forma 34