TECNOLOGIA RADIOLÓGICA Prof. Walmor Cardoso Godoi, M.Sc. http://www.walmorgodoi.com
EMENTA Produção de Raios X : O Tubo de Raios X Sistema de geração de imagens por raios X Formação de Imagem radiográfica (convencional e digital) Qualidade d radiográfica Interação dos raios X com a matéria Equipamentos de radioterapia Formação de Imagem radiográfica (convencional e digital) Qualidade radiográfica Interação dos raios X com a matéria Equipamentos de radioterapia Noções básicas de Ressonância Magnética, Ultrassom, Tomografia Computadorizada, PET, SPECT
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 produzem raios-x quando elétrons do filamento (cátodo) são acelerados através de alta voltagem e bombardeiam o alvo (ânodo). Objetivo: Prover fluxo de elétrons (corrente do tubo, ma) e energia (voltagem do tubo, kvp) para produzir raios X de desejada quantidade e qualidade (penetrabilidade).
Circuito do Tubo de raios X raios X
Tubo e Radiação emitida
Radiação: Proteção no Tubo Absorver os raios X emitidos Blindagem: <100 mr/h a 1 metro (FDA) Feixe emitido através da window ( janela ) Calor: (depende do design do tubo): PODE TER: Óleo(isolador elétrico e também absorve calor) Ventiladolres (collers) Troca de calor ativa por óleo ou água
Tubo de Vidro Mantém o Vácuo: 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 Cátodo & Filamentos
Cátodo (Negativo) Filamento: 0.2 mm (fio de tungstênio) Emissão Termiônica (ET) se aquecimento está acima de 2200 o Alto ponto de fusão (3370 o 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
Deve prover: Ânodo (Positivo) 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 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 (3600-10,000000 rpm)
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 1.35 (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 Rating Chart
Fundamentos de Radiografia e Tomografia 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 obtenção da radiografia (tempo de integração) Tamanho focal da fonte (spot size) Resolução espacial desejada efeito penumbra
Tubos de raios X Industriais Modelo Tensão e Corrente Penetração e Tamanho Focal Massa MHF 200 D 30-200 kv, 1-8 ma 42 mm Fe 1,5 x 1,5 mm 21 Kg http://www.gilardoni.it/en_mhf.htm
ITEM Gilardoni Hamamatsu Tamanho do Foco Minifoco 0.4 x 0.4 mm 2 Microfoco 10 x 10 µm 2 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