Radiologia convencional Flashcards
Gamas de energia para diagnóstico
Raios-X entre 120 eV e 150 keV, tipicamente dezenas de keV
Em Radiologia são usadas energias na ordem dos ____ (keV/MeV), enquanto que em Radioterapia se utilizam energias na ordem dos ____ (keV/MeV).
(Radiologia) keV, (Radioterapia) MeV
Constituição de uma máquina de raios-X convencional
- Tubo de raios-X
- Filtros
- Colimador
- Grelha de dispersão
- Detetor
Processo de produção de raios-X no tubo
O cátodo (-) é aquecido por uma corrente elétrica, produzindo uma nuvem de eletrões por efeito termiónico. Os eletrões são acelerados por uma diferença de potencial entre o cátodo (-) e o ânodo (+), que funciona como alvo no qual colidem os eletrões. A energia cinética dos eletrões é convertida em: Raios-X (1%) e Calor (99%).
Tipos de raios-X
Radiação característica e radiação de Bremsstrahlung
Produção da Radiação característica e espetro resultante
Se o eletrão incidente tiver uma energia elevada tal que supera a energia de ligação do eletrão do átomo alvo à camada eletrónica onde se encontra, este é removido/ejetado. De seguida, um eletrão de uma camada superior preenche o espaço vago no nível de energia inferior (desexcitação), libertando um fotão de raio-X com energia igual à transição entre as camadas/níveis.
Assim, produz-se um espetro discreto (energia quantizada).
Produção da Radiação de Bremsstrahlung e espetro resultante
Se o eletrão incidente for desviado pela atração às cargas positivas do núcleo do átomo alvo, sofre uma desaceleração. A redução de velocidade implica uma perda de energia (igual à variação de energia do eletrão), que resulta na emissão de fotões de raio-X com uma ampla gama de energias, formando um espetro contínuo.
A quantidade de energia perdida (radiação de Bremsstrahlung) depende da distância entre o eletrão incidente e o núcleo: quanto mais próximos estiverem, _______ (maior/menor) a desaceleração e _______ (maior/menor) a energia do fotão emitido.
maior, maior
Descrição do espetro de raios-X
A combinação dos processos físicos de radiação característica e de radiação de travagem (Bremsstrahlung) resulta num espetro contínuo com linhas.
Motivo da ausência de fotões de baixa energia no espetro de raios-X emitido ao doente
Os fotões de menor energia são absorvidos ainda no tubo de raios-X, pelo que não constam do espetro já que não chegam a ser emitidos ao doente.
V/F: A área definida pelo espetro de raios-X só depende da ddp.
Falso. A área definida pelo espetro depende da intensidade da corrente (quantidade de eletrões) no cátodo e da ddp aplicada no tubo de raios-X.
V/F: A energia máxima do espetro de raios-X depende só da corrente elétrica no cátodo.
Falso. A energia máxima (pico) do espetro depende só da ddp aplicada no tubo de raios-X.
Valores de ddp aplicadas no tubo de raios-X
Deve estar na ordem dos 25-150 kV
Características do invólucro (tubo de raios-X)
Tem de possuir uma elevada resistência térmica (pois apenas são produzidos 1% de raios-X, sendo os restantes 99%, calor) e capacidade de manter o vácuo no interior, de modo a impedir a interação dos eletrões com as moléculas de ar (p. ex.), o que resultaria em dissipação de energia.
Influência do número atómico do ânodo
O ânodo deve possuir um elevado nº atómico (Z) (maior Z => maior nº de cargas positivas do núcleo => maior a probabilidade de Bremsstrahlung), de modo a serem produzidos fotões de raios-X com energias mais elevadas e criar um espetro de raios-X que abrange uma ampla gama de energias. Normalmente são usados filamentos de tungesténio, ródio e molibdénio (mamografia).
Vantagem do ânodo rotativo
Aumentar a área de incidência dos eletrões, a fim de dispersar calor por uma maior área.
Valores do ângulo do ânodo (em º)
O ângulo do ânodo deve ter entre 7-20º.
O tamanho do ponto focal depende de…
Ângulo do ânodo e comprimento do filamento
Quanto menor for o comprimento do filamento, _______ (maior/menor) é o tamanho do ponto focal e _______ (melhor/pior) é a resolução.
Menor comprimento => menor ponto focal => melhor resolução (menor resolução)
O comprimento do filamento e o tamanho do ponto focal são diretamente proporcionais.
Quanto menor for o ângulo do ânodo, _______ (maior/menor) é o tamanho do ponto focal e _______ (melhor/pior) é a resolução.
Menor ângulo => menor ponto focal => melhor resolução (menor resolução)
O ângulo do ânodo e o tamanho do ponto focal são inversamente proporcionais.
Efeito anódico (ou “heel effect”)
A intensidade do feixe de raios-X produzido não é homogéneo, devido a atenuação dentro do próprio
ânodo, como resultado da sua geometria cónica. A intensidade dos raios-X é maior na extremidade mais fina do ânodo e diminui gradualmente em direção à extremidade mais espessa (próxima ao alvo), já que aqui os fotões interagem com mais material e são mais absorvidos.
Objetivos da aplicação de filtros
Remoção de raios X de baixa energia (antes destes saírem do tubo) que seriam absorvidos pelo doente, não contribuindo para a imagem, de forma a reduzir/otimizar a dose fornecida sem diminuir a qualidade da imagem.
Função dos colimadores
Definem a forma e dimensão do feixe de raios-X, ajudando a minimizar a exposição desnecessária de tecidos saudáveis circundantes.
Princípio para a formação da imagem radiográfica
Resulta da absorção diferenciada de radiação pelos tecidos, quando os fotões interagem com a matéria, pelos processos de Efeito fotoelétrico e Efeito de Compton (e Efeito de Rayleigh).
Efeito fotoelétrico
Interação entre um fotão incidente e os eletrões mais internos (mais energéticos, mais próximos do núcleo) de um átomo. Se a energia do fotão (Ef) >= energia de ligação do eletrão (Elig), o eletrão é removido e ejetado com uma energia cinética (Ecin) dada por Ef - Elig.
O efeito fotoelétrico é predominante para energias _______ (elevadas/baixas) e números atómicos _______ (elevados/baixos).
(energias) baixas; (números atómicos) elevados
Efeito/Dispersão de Compton
Interação (colisão inelástica) entre um fotão incidente e os eletrões mais externos (menos energéticos, mais afastados do núcleo) de um átomo. A energia do fotão é parcialmente transferida para o eletrão, que é ejetado do átomo segundo um ângulo phi. O fotão sofre redução de energia e mudança de direção (ângulo theta).
O efeito de Compton é predominante para energias _______ (elevadas/baixas) e números atómicos _______ (elevados/baixos).
(energias) elevadas; (números atómicos) baixos
O peso da dispersão de Compton _______ (aumenta/diminui) com o aumento da energia do feixe.
aumenta
O efeito fotoelétrico envolve eletrões das camadas mais _______ (internas/externas), enquanto o efeito de Compton envolve eletrões das camadas mais _______ (internas/externas).
(efeito fotoelétrico) internas, (efeito de Compton) externas
Efeito de Rayleigh
O fotão incidente (de baixa energia) interage com um eletrão provocando uma dispersão elástica, isto é, um desvio do eletrão sem perda de energia.
Coeficiente de atenuação linear
Determina a atenuação da intensidade de um feixe incidente ao atravessar uma dada espessura.
O coeficiente de atenuação mássica é tanto maior quanto _______ (maior/menor) for o número atómico do elemento.
maior (o coeficiente de atenuação mássica varia ~ Z^3)
A escolha da energia do feixe depende da espessura da parte do corpo: quanto mais espessa for a estrutura, _______ (mais/menos) energético deve ser o feixe.
mais
Definição de contraste
Diferença de intensidade devida a uma inserção com uma dada espessura numa matriz de material com coeficiente de atenuação linear diferente.
Significado do sinal do contraste
Se o valor do contraste for positivo, significa que a matriz é menos densa que a inserção.
Se o valor do contraste for negativo, então a inserção é menos densa do que a matriz.
Quanto mais próximos forem os coeficientes de atenuação linear da inserção e da matriz (tecido circundante), _______ (maior/menor) é o contraste.
menor (pois mais semelhantes são os tecidos e mais difícil é distingui-los)
Definição de Half-value Layer
Distância necessária para a absorção de 50% da radiação incidente. Medida da qualidade do feixe e do seu poder de penetração.
Endurecimento do feixe de raios-X
Os fotões de baixa energia são facilmente atenuados (à superfície, baixas profundidades), enquanto que os fotões de energia mais elevada tendem a ser menos atenuados. Assim, a energia média dos fotões (energia efetiva do feixe) tende a aumentar em profundidade.
O “half-value layer” tende a _______ (aumentar/diminuir) em profundidade, devido ao endurecimento do feixe.
aumentar (ou seja, é necessária uma maior distância para atenuar 50% do feixe, já que a energia média dos fotões é maior)
O HVL1 corresponde à redução da intensidade do feixe de 100% para ____ (50%/25%), enquanto que o HVL1 corresponde à redução da intensidade do feixe de ____ (100%/50%) para 25%.
50%, 50%
Motivo para o uso de agentes de contraste externos
Utilizados quando existem estruturas adjacentes à estrutura de interesse com densidades e números atómicos semelhantes.
Constituição das grelhas anti-dispersão
Placas delgadas de chumbo (septos) separadas por camadas de material menos absorvente (inter-septos)
Função das grelhas anti-dispersão
Colocadas entre o doente e o detetor para absorver a radiação secundária (radiação dispersa que atravessa o doente), o que melhora a qualidade da imagem mas, como diminui o número de fotões, requer uma maior intensidade do feixe, aumentando a dose fornecida.
Constituição e funcionamento dos filmes radiográficos
O filme consiste num poliéster fotossensível ou acetato contendo uma ou duas camadas de emulsão (brometo de prata, que escurece o filme, e gelatina)
O filme é tipicamente associado a um ecrã. Qual a função do ecrã e de que forma influencia a imagem?
O ecrã de fluorescência transforma raios X em luz visível. Permite melhorar a sensibilidade, mas piora a resolução espacial.
Vantagens dos filmes radiográficos
- Baixo custo
- Maior sensibilidade
- Maior durabilidade
- Melhor resolução espacial
Detetores flat panel: conversão direta vs. indireta (Radiografia digital)
Nos detetores flat panel de conversão direta, há uma conversão direta dos raios-X em luz visível, através de um material semicondutor, sem necessidade de um cintilador. Esses fotões são depois convertidos diretamente em sinais elétricos. Estes detetores permitem uma melhor resolução, sendo utilizados em mamografia.
Nos detetores flat panel de conversão indireta, os raios-X são convertidos em luz visível num cintilador, que é depois captada por sensores fotossensíveis e convertida em sinais elétricos.
Vantagens da radiologia digital
- Maior gama de deteção
- Imagens imediatamente disponíveis para análise
- Permite aplicação de filtros pós-aquisição para melhorar a qualidade da imagem (evita a aquisição de novas imagens)
- Maior capacidade e facilidade de armazenamento dos dados
- Não é necessária sala de revelação dos filmes
- Evita a produção de filmes radiográficos (Ag)
Fluoroscopia
Aquisição de imagens de órgãos ou estruturas internas em movimento em tempo real.
Em fluoroscopia, a irradiação deve ser _______ (pulsada/contínua) de modo a reduzir a dose e a evitar lesões graves.
pulsada
Constituição do fluoroscópio
O fluoroscópio possui:
- Tubo de raios-X
- Tubo intensificador acoplado a uma câmara
- Detetor
Constituição do tubo intensificador
- Cintilador: O processo começa com a emissão de raios X da fonte de raios X em direção ao paciente. Quando esses raios X atingem o cintilador dentro do tubo intensificador, este converte os raios-X em luz visível, amplificando a intensidade da imagem.
- Fotocátodo: A luz visível gerada pelo cintilador atinge o fotocátodo, que é uma superfície sensível à luz. O fotocátodo converte a luz em eletrões por efeito fotoelétrico. A intensidade da luz visível é proporcional à quantidade de raios X que atingiu o cintilador.
- Tubo de Imagem: Os eletrões gerados no fotocátodo são acelerados e atingem uma tela de fósforo que emite luz visível novamente. Essa tela de fósforo age como um cintilador secundário. A luz visível gerada nesta etapa é usada para criar uma imagem mais brilhante.
Esta imagem, por sua vez, é capturada por um recetor de imagem digital (DR) no detetor, convertida em pixeis e exibida no monitor.
