Radiologia, O Recetor Flashcards
Que tipo de material é interessante para os raios x?
Materiais que tenham fluorescência (como é o caso do flúor, cloreto de prata ou fósforo), pois o raio x impregna-o e cria uma imagem.
Quem descobriu o primeiro recetor de imagem de raios x?
Roentgen
Que característica dos cintiladores é aproveitada tornando-os fundamentais para CT e MN?
Em alguns sistemas, como é o caso dos usados em CT e em medicina nuclear, é aproveitada uma característica dos cintiladores que os torna fundamentais: é que estes produzem um flash de luz (visível) proporcional à energia do fotão de raios-x que interage com eles.
Para se entender convenientemente o mecanismo da cintilação, é necessário considerar os níveis de energia dos eletrões num corpo sólido típico.
Nos sólidos os átomos estão ligados uns aos outros e o modelo de níveis de energia visto anteriormente só se aplica às camadas interiores K e L. Para as outras camadas, a proximidade com outros eletrões permite que cada eletrão ocupe, não um nível, mas uma gama ou banda de energia.
Quais as camadas que existem e o que caracteriza cada uma delas?
- O nível de energia mais elevado corresponde à banda de condução, onde os eletrões têm energia suficiente para se moverem livremente através da estrutura do cristal e em particular, para conduzirem a corrente elétrica.
- Depois vem a banda proibida. Em substancias puras, nao existem niveis de energia permitidos na banda proibida, logo a probabilidade de existir algum eletrão nesta banda é nula.
- Depois da banda proibida aparece a banda de valência que contém os eletrões de valência. Dependendo da substância em questão, podem existir outras bandas de energias mais baixas.
Com o modelo simples de três bandas, podem distinguir-se três tipos de materiais. Quais?
- se a banda proibida é muito larga ao ponto de não existirem eletrões na banda de condução, está-se na presença de um isolador
- se as bandas de condução e de valencia se sobrepoem, está-se na presença de um material condutor
- quando a banda proibida é relativamente estreita podem fabricar-se materiais que podem comportar-se como condutores ou como isoladores sob determinadas condições. Está-se na presença de semicondutores
Nota: contudo, este é o modelo padrão idealizado de um cristal puro.
Como são os cristais reais? E qual o interesse da sua peculiaridade?
Na prática os cristais reais contêm sempre imperfeições e impurezas que se manifestam, de entre outros modos, como níveis de energia adicionais ou por lacunas na banda proibida.
Estas possuem um importante papel em todo o processo de cintilação. O fabrico destes materiais com estas propriedades depende da produção de cristais puros, aos quais são adicionadas impurezas sob condições cuidadosamente controladas, para produzir o número ideal e tipo de lacunas.
O que são estas imperfeições/impurezas que são adicionadas ao cristal?
As imperfeições ou impurezas que são adicionadas ao cristal são chamadas de centros de luminescência e localizam-se entre a banda de condução e de valência. A zona junto à banda de condução chama-se armadilha de eletrões, e outra próxima da banda de valência chamada de lacunas eletrónicas.
De um modo geral, quando os eletrões de um sólido são excitados por absorção de radiação eletromagnética ou por outro processo qualquer, eles não permanecem por muito tempo nos respetivos níveis mais altos, decaindo por vários processos competitivos. Se o processo de decaimento mais provável envolve a emissão de radiação eletromagnética na região visível do espetro, dizemos que existe luminescência.
Como funciona a luminescência?
Nos sólidos, a luminescência está ligada às impurezas e aos defeitos da estrutura cristalina.
Quando um eletrão da banda de valência é transferido para a banda de condução, deixa naquela uma lacuna, ou seja, um nível incompleto.
- Se a estrutura cristalina do sólido em questão não contém defeitos nem impurezas, o eletrão volta a banda de valência com a emissão de radiação eletromagnética com uma energia muito alta para ficar na região visível do espetro.
- Se a rede cristalina contiver algumas impurezas que originem níveis de energia entre as bandas de valência e de condução, um eletrão de um nível de energia de impureza inferior pode preencher a lacuna na banda de valência, e um eletrão da banda de condução pode preencher um dos níveis de energia de impureza superiores, com a emissão, nos dois casos, de radiação electromagnética com energia muito baixa para ficar na região visível do espetro.
Um eletrão pode passar de um nível de energia de impureza superior para um nível de energia de impureza inferior que esteja vazio, emitindo radiação eletromagnética na região visível do espetro, e isso é o que constitui a luminescência.
É desejável que o fósforo (materiais flosforescentes) tenha um elevado valor Z para que este absorva a maior % de energia do feixe de raios x. Contudo, esta não é uma condição suficiente, porquê?
Porque a capacidade global (eficiência radiante luminescente) do fósforo, ou saída de luz por unidade de intensidade de raios-x, também irá depender da sua eficiência de conversão desta energia em luz de saída
Aparte do CT, ecrãs de fluorescência podem ser usados como entradas para quatro tipos básicos de sistemas de imagem, quais?
- unido ao filme em radiografia
- visto diretamente pelo olho durante a fluoroscopia (agora ja não é aceite)
- num intensificador de imagem junto a um foto-catado
- como mediador armazenador de imagem num sistema sem filme
Porque se procura por cristais cintiladores?
Porque a radiação x tem comprimento de onda muito pequeno, na ordem dos -10, -11.
Que tipo de cristais cintiladores foram abordados?
Foram desenvolvidos novos fósforos, os quais foram adaptados para fins médicos. Estes são na sua maioria cristais de sais de elementos raros ou cristais de sais de bário ativados por um elemento raro. Estes elementos raros contendo elementos metálicos da série dos lantanios, emitem luz numa gama discreta de comprimentos de onda, entre 380 nm e 620 nm.
De notar que a maior exceção do grupo supra descrito é o iodeto de césio ativado por sódio.
NOTA: Os fósforos raros têm vindo a substituir o tungsténio de cálcio em inúmeras aplicações. Embora o valor de Z dos novos fósforos seja ligeiramente menor do que os elementos pesados no tungsténio de cálcio, e deste modo menor energia, sob certas condições, ser absorvida por um feixe de raio-X, a eficiência da radiação luminescente para os fósforos raros é pelo menos 3x maior. A mesma luz que sai do fósforo pode deste modo ser conseguida com uma dose muito menor.
Do stor:
- iodeto de césio porque tem uma boa resposta na zona do visível
- tungsténio oxigénio
- sulfato de bário, que é muito usado para impregnar o sangramento, pois ele absorve a radiação x e consegue fazer coagulação (usado no exame do intestino delgado)
Nota: estes são todos cintiladores que podemos criar
O que faz de um cristal, um bom cristal?
Um cristal que tenha uma boa saída de luz. Um bom material é aquele que com pouca radiação emite muita luz e num tempo de resposta suficiente para nós medirmos com o fotodíodo.
- resposta espectral de acordo com a requerida pelo estágio seguinte da deteção
- alto z
- alta eficiencia na conversão raios-x - luz visivel
- propriedades químicas adequadas (higroscopicidade, dimensao dos cristais)
Cada recetor de luz usado teve uma diferente resposta espectral e a saida do fosforo tem de ser identica, a mais proxima possivel ao espetro de resposta do recetor de luz ao qual está ligado. V ou F?
Verdade
Muitas vezes já temos um ecrã fluorescente e para melhorar a imagem, colocamos…
…um filme.
Que tipo de filme? O melhor é cloreto de prata.
Antes, as radiografias eram feitas em cloreto de prata porque permite fazer uma imagem com elevada resolução.
Para aplicações médicas, filme radiográfico é quase sempre usada em combinação com um ecrã fluorescente.
