VÉRTEBRA EM LIMBO

A vértebra limbo surge na infância e é causada por uma alteração do disco intervertebral, que condiciona a separação de material distal no esqueleto imaturo e um pequeno segmento do anel é isolado. Cria-se, pois um centro de ossificação secundário.

A localização mais frequente da vértebra no limbo é a região lombar, seguido da cervical.

Este defeito é observado no intervalo do supero - anterior, quando se trata de uma vértebra lombar e na margem anteroinferior se for uma vértebra cervical.

Esta anomalia pode ser confundida com uma fratura, Infecção ou tumor, resultando na realização de procedimentos invasivos desnecessários. Tem sido postulado que vértebra no limbo é uma sequela de uma lesão remota do esqueleto imaturo.

Radiologicamente se enquadra dentro dos chamados fenómenos de vácuo que têm sido associados com acúmulo de gases, principalmente de nitrogênio, que pode ocorrer dentro do disco intervertebral e é indicativo de alterações, tais como osteocondrose, espondilite deformante, os nódulos Schmorll e na vértebra limbo. 

Esta alteração esquelética não apresenta sintomas e não necessita de tratamento.

Fonte:

J. A. Díaz Peromingo, J. A. Gómez Villalobos*, P. Rial Rama**, C. Amado Alonso**.

HOSPITAL DE BARBANZA. RIVEIRA.  LA CORUÑA.

RADIOLOGIA: ARMAZENAMENTO DE IMAGENS

Não pode ser dobrados ou sujeitos ao manuseio grosseiro

Os filmes radiográficos devem ser manuseados e armazenados de maneira apropriada a fim de evitar artefatos que possam interferir com o diagnóstico. Eles são sensíveis à pressão, não podendo ser dobrados ou sujeitos ao manuseio grosseiro. Já em relação ao armazenamento dos filmes, anterior ou posterior a sua exposição, deve-se levar em consideração a temperatura, umidade, luz, radiação e data de validade das caixas onde são colocados: 

• Temperatura: como o calor reduz o contraste da radiografia, ela deve ser armazenada em locais com temperatura inferior a 20 °C. 

• Umidade: umidade muito elevada (> 60%) reduz o contraste da radiografia, porém umidade muito baixa (< 40%) pode introduzir artefatos estáticos.

• Luz: como o filme radiográfico é sensível à luz, ele deve ser manuseado e armazenado em salas escuras, antes e depois da exposição à radiação.

• Radiação: como a radiação (não aquela do feixe útil) pode criar artefatos nos filmes, esses devem ser preferencialmente armazenados em salas distantes da passagem de material radioativo para medicina nuclear e, se elas forem adjacentes a salas de raios X, essas devem ser protegidas por paredes mais grossas de chumbo.

• Caixas ou prateleiras: os filmes não devem ser armazenados por tempos mais longos do que a data de validade das caixas ou prateleiras apropriadas para o seu armazenamento.

O armazenamento de imagens digitais é mais simples, se o serviço de radiodiagnóstico tiver uma boa rede para envio das imagens e servidores para o arquivamento das mesmas. Além disso, as imagens digitais não possuem um tempo de vida útil, ou seja, uma data de validade, como os filmes radiográficos. 

Atualmente, há uma modalidade de armazenamento de imagens denominada PACS, do inglês picture archiving and communication system, que significa sistema de comunicação e arquivamento de imagem. Esse sistema refere-se a redes de computadores responsáveis pela digitalização, pós-processamento, distribuição e armazenamento de imagens médicas. Essas imagens digitais provenientes de filmes digitalizados, radiologia digital, tomografia computadorizada, ressonância magnética, ultrassonografia, angiografia, fluroscopia e mamografia digital devem estar no formato DICOM (do inglês, digital imaging and communications in Medicine) para fazer parte do PACS.

Fonte: PORTAL EDUCAÇÃO

Raios-X – Riscos e Benefícios por Amanda de Azevêdo Moura

Esta cartilha tem por objetivo, informar conceitos e utilizações dos raios-x.
É destinada à estudantes, pessoas leigas ou curiosas.

Para ter acesso clique no link abaixo:

http://playmagem.com.br/radiologia/riscos_beneficios.pdf

TEMPO DE TRÂNSITO COLÔNICO:

COMO FAZER E INTERPRETAR

Introdução: O entendimento da função colônica normal é fundamental para a avaliação dos distúrbio funcionais dos cólons, como a constipação intestinal. O tempo de trânsito colônico permite acesso a essa informação, não apenas de forma total, como de forma segmentar (cólons direito, esquerdo e reto-sigmóide), de forma prática e efetiva, sendo um método de fácil execução, interpretação, não invasivo, acurado e bem tolerado pelo paciente.

Descrição do material: Para sua execução, pede-se que o paciente ingira uma cápsula contendo 24 marcadores radiopacos, sendo realizadas radiografias do abdome, em posição ortostática, antes da ingestão e com 24, 72 e 120 horas, enfatizando para o não uso de laxantes ou outros alimentos não habituais, que possam alterar a motilidade intestinal no período do exame. O tempo de trânsito colônico é considerado normal com a eliminação de pelo menos um marcador no terceiro dia e de mais de 80% dos marcadores radiopacos no quinto dia. Processos obstrutivos de saída, como o anismo, podem ser sugeridos com a concentração dos marcadores em segmentos específicos, principalmente na projeção do reto/sigmóide. Quando distribuídos heterogeneamente, marcam um quadro de inércia/hipomotilidade colônica.

Discussão: A intrerpretação correta da patofisiologia dos distúrbios colônicos é fundamental para seu manejo clínico e/ou cirúrgico. O tempo de trânsito colônico é capaz de nos informar sobre a motilidade colônica e suas alterações da forma mais fisiológica possível, uma vez que, diferentemente dos exames radiológicos habituais, que empregam meios de contraste como o bário, usa como parâmetro marcadores inertes em relação a função intestinal. Dessa forma é possível caracterizar distúrbios da hipomotilidade dos cólons (inércia colônica) e distúrbios da defecação (obstrução de saída) de forma prática e objetiva, orientando de forma apropriada a conduta terapêutica ou o próximo procedimento diagnóstico a ser solicitado.

Fonte:

Pasquali, A.1; Lopes, J.R.1; Godoy, L.F.S.1; de Almeida, F.A.G.1; de Domenices Jr., O.2; Sheng, P.Y.2; Costacurta M.A.2; Cerri, G.G.3 1- Médicos residentes do departamento de imagem do Hospital Sírio-Libanês 2-Médicos assistentes do departamento de radiologia do Hospital Sírio-Libanês; 3-Chefe do departamento de imagem do Hospital Sírio-Libanês

Princípios de Formação de imagem

PRINCÍPIOS DE FORMAÇÃO DE IMAGEM

Qualidade Radiográfica Um estudo da qualidade ou da técnica radiográfica inclui todos aqueles fatores ou variáveis relacionados à precisão da reprodução das estruturas e tecidos radiografados no filme radiográfico ou em outros receptores de imagem. Alguns destes fatores ou variáveis relacionam-se. mais diretamente, com o posicionamento radiográfico; a seguir, é fornecida uma discussão dos aspectos aplicados destes fatores.

• Fatores de Exposição Os três fatores de exposição, quilovoltagem (KV), miliamperagem (mA) e tempo de exposição (segundos. s). são, respectivamente, os fatores de controle básico para contraste. densidade e definição ou ausência de nitidez. A quilovoltagem (KV) controla basicamente a qualidade ou a capacidade de penetração do feixe de raios X e. desta forma, a escala de contraste de uma radiografia A miliamperagem (mA) a o Tempo (s) geralmente são combinados em miliampere segundo (mAs) como fator primário que controla a quantidade do feixe de raios X. Portanto, mAs é o fator de controle primário da densidade de uma radiografia. O tempo ou a duração de exposição em segundos (s) ou milissegundos (ms) pode ser modificado em combinação com mA para controlar o movimento durante a exposição que resulta em perda da definição ou ausência de nitidez da imagem. Portanto, obter aquela exposição ideal descrita para cada projeção ou posição no tópico sobre critérios de avaliação requer uma boa compreensão destas variáveis de exposição que são ajustadas no painel de controle pelo radiologista para cada exposição.

• Fatores de Qualidade da Imagem Determinados fatores pelos quais se avalia a qualidade de uma imagem radiográfica são denominados fatores de qualidade da imagem. Todo radiologista deve compreender estes fatores descritos neste capítulo, de forma que possam ser avaliados, descritos e usados para produzir aquela radiografia de qualidade ótima que é objetivo de todo exame radiográfico. Estes quatro fatores de qualidade da imagem são densidade, detalhe, distorção e contraste.

1. Densidade

Definição: A densidade radiográfica pode ser descrita como o grau de enegrecimento da radiografia concluída. Quanto maior o grau de enegrecimento, maior a densidade e menor a quantidade de luz que atravessará a radiografia quando colocada na frente de um negatoscópio ou de um foco de luz.

Fatores de Controle: O fator primário de controle da densidade é o mAs que controla a densidade por meio de controle direto da quantidade de raios emitidos do tubo de raios X durante uma exposição. Assim, a duplicação do mAs duplicará a quantidade de raios X emitidos e a densidade. Além de mAs, a distância também é um fator de controle para a densidade radiográfica. A distância afeta a densidade de acordo com a lei do inverso do quadrado. Por exemplo, a duplicação da distância, então, possui em efeito significativo sobre a densidade, mas como geralmente é utilizada uma distância-padrão, o mAs torna-se uma variável usada para aumentar ou reduzir a densidade radiográfica.

Regra de Mudança da Densidade: Uma regra geral afirma que o mAs deve ser alterado em no mínimo 30% para que haja uma modificação notável na densidade radiográfica. Portanto, se uma radiografia for subexposta o suficiente para se inaceitável, um aumento de 30% produziria uma alteração notável, mas não seria suficiente para corrigir a radiografia. Uma boa regra geral sugere que uma duplicação geralmente é a alteração mínima do mAs necessária para corrigir esta radiografia subexposta.

Por exemplo: se uma radiografia da mão feita com 2,5 mAs ficou muito clara ou foi subexposta em grau que indicou repetição, então o mAs deve ser aumentado para 5 mAs se o KV e outros fatores não foram alterados. Da mesma forma, uma radiografia subexposta ou muito escura que indica repetição geralmente requer a redução do mAs à metade se outros fatores não são alterados.

Sumário: Deve haver densidade adequada na radiografia pronta para visualizar com precisão aqueles tecidos ou órgãos que estão sendo radiografados. Uma densidade muito pequena (subexposição) ou uma densidade muito grande (superexposição) não visualizará com precisão estes tecidos ou estruturas.

2. Contraste

Definição: O contraste radiográfico é definido como a diferença de densidade em áreas adjacentes de uma radiografia ou outro receptor de imagem. Também pode ser definido como variação, a densidade. Quanto maior esta variação, maior o contraste. Quanto menor esta variação ou menor a diferença entre densidade de áreas adjacentes, menor o contraste. O contraste também pode ser descrito como contraste de longa escala ou curta escala referindo-se à faixa de todas as densidades ópticas desde as partes mais claras até as partes mais escuras da radiografia. Isso é novamente demonstrado nas grafias, mostrando grande contraste, com maiores diferenças nas densidades adjacentes, e um contraste de escala curta porque há menos graus de densidade diferente.

Objetivo ou Função: O objetivo ou função do contraste é tornar mais visíveis os detalhes anatômicos de uma radiografia. Portanto, o contraste radiográfico ótimo é importante, sendo essencial uma compreensão do contraste na avaliação da qualidade radiográfica. Um contraste menor ou maior não é necessariamente bom ou mau por si só. Por exemplo, um contraste menor com menor diferença entre densidades adjacentes (contraste de longa escala) é mais desejável em determinados exames, tais como radiografias do tórax onde são necessários vários diferentes tons de cinza para se visualizarem as marcas pulmonares muito finas. Isso é demonstrado comparando-se as duas radiografias de tórax. O tórax com pequeno contraste (escala longa) demonstra mais tons de cinza conforme evidenciado pelos tênues contorno das costelas e vértebras visíveis através do coração e das estruturas do mediastino. Estes tons de cinza que delineiam as costelas e as vértebras são menos visíveis através do mediastino na radiografia torácica com grande contraste. Pode ser desejável um maior contraste (escala curta) para demonstrar determinadas estruturas ósseas, onde é necessária maior diferença em densidades adjacentes para visualizar claramente contornos ou bordas, como para os membros superiores ou inferiores. Entretanto, em geral, as radiografias com contraste muito grande (escala curta) freqüentemente fornecem informações insuficientes, e uma radiografia de menor contraste ou de escala longa demonstrando um maior número de diferentes densidades pode fornecer mais informações diagnósticas e, assim em geral, podem ser mais desejáveis.

Fontes de Controle: O fator de controle primário para contraste é o KV. A quilovoltagem controla a energia ou a capacidade de penetração do feixe primário. Quanto maior o KV, maior a energia e mais uniforme é a penetração do feixe de raios X nas várias densidades de massa de todos os tecidos. Assim, maior KV produz menor variação na atenuação (absorção diferencial), resultando em menor contraste.

Sumario: Uma regra geral afirma que se deve usar a maior KV e o menor mAs que proporcionarem informação diagnóstica suficiente em cada exame radiográfico. Isto reduzirá a exposição ao paciente e, em geral, resulta em radiografias com boa informação diagnóstica. O movimento voluntário, em virtude da respiração ou do movimento da parte do corpo durante a exposição, pode ser evitado ou, ao menos, minimizados por determinados fatores durante o posicionamento. O uso de blocos de sustentação, sacos de areia ou outros dispositivos de imobilização podem ser usados com eficácia para reduzir o movimento. Estes são mais eficazes para exames dos membros superior ou inferior, como será demonstrado em todo este texto. Também serão demonstrados faixas de contenção a fim de sustentar os pacientes fracos ou trêmulos, como uma forma de evitar o seu movimento durante a exposição. É mais difícil, se não impossível, controlar completamente o movimento involuntário como aquele decorrente da ação peristáltica de órgãos abdominais. Se houver borramento da imagem em virtude do movimento, é importante ser capaz de determinar pela radiografia se este é devido a movimento voluntário ou involuntário, porque há diferentes formas de controlar estes dois tipos de movimento.

Diferença entre movimento voluntário e involuntário: O movimento voluntário, muito mais fácil de ser evitado, é caracterizado por borramento generalizado de estruturas articuladas. É mais difícil controlar o movimento involuntário como aquele decorrente de peristalse, e este pode ser identificado como borramento localizado. Algumas vezes, determinadas técnicas de relaxamento, ou em alguns casos instruções cuidadosas sobre respiração, podem ajudar a reduzir o movimento involuntário. Entretanto, um tempo de exposição curto é a melhor e, às vezes, a única forma de minimizar o borramento da imagem divido ao movimento involuntário.

3. Detalhe

Definição: O detalhe registrado (algumas vezes denominado definição) pode ser definido como a nitidez das estruturas na radiografia. Esta nitidez dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de finas linhas estruturais e pelos limites de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A insuficiência de detalhes ou definição é conhecida como borramento ou ausência de nitidez.

Fatores de Controle: O movimento é o maior empecilho para a nitidez da imagem relacionado ao posicionamento. Outros fatores que controlam ou influenciam detalhes são tamanho do ponto focal, DFoFi (distância foco-filme) e DOF (distância objeto-filme). O uso de menor ponto focal resulta em menor borramento geométrico, portanto em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes. Logo, pequeno ponto focal selecionado no painel de controle deve ser usado sempre que possível. Combinado a um pequeno ponto focal, um aumento da DFoFi e uma diminuição da DOF resultarão em menor borramento geométrico, que aumentarão os detalhes.

Dois Tipos de Movimento: Há dois tipos de movimento que influenciam os detalhes radiográficos: o movimento voluntário e o involuntário. Uma regra geral para minimizar o borramento da imagem causado por movimento voluntário é sempre utilizar dispositivos de suporte quando necessário; e, para minimizar ambos os tipos de movimento, utilizar uma combinação filme-écran mais rápida e o menor tempo de exposição possível. Como mA x s = mAs, a mA e o tempo (em segundos, s, ou milissegundos, ms) são inversamente proporcionais. Se a mA for duplicada, o tempo pode ser reduzido à metade. Em geral deve-se usar maior mA e o menor tempo de exposição possíveis dentro dos limites do equipamento específico usado.

Sumário: A perda de detalhes é causada, com maior freqüência, por movimento, seja voluntário ou involuntário, que é basicamente controlado pelo uso de dispositivos de imobilização e pequenos tempos de exposição. O uso do pequeno ponto focal, a menor DOF possível e uma DFoFi maior, também melhora os detalhes registrados ou a definição na radiografia conforme descrito.

4. Distorção

Definição: O quarto fator de qualidade da imagem pelo qual se avalia e descreve a qualidade radiográfica é a distorção, que pode ser definida com a representação errada do tamanho ou do formato do objeto, tal como projetada num registro radiográfico. A ampliação, algumas vezes, é relacionada como um fator separado, mas, como é um distorção do tamanho, pode ser incluída juntamente com a distorção do formato. Portanto, a distorção, seja do formato ou do tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e como tal é indesejável. Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que está sento radiografada. Isso é impossível porque há sempre algum aumento e/ou distorção devido à DOF e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e controlada.

Divergência do Feixe de Raios X: Este é um conceito básico, porém importante, a ser compreendido em um estudo de posicionamento radiográfico. A divergência do feixe ocorre porque os raios X originem-se de uma fonte estreita no tubo e divergem ou espalhem-se para cobrir todo o filme ou receptor da imagem. O tamanho do feixe de raios X (tamanho do campo da colimação) é limitado por colimadores ajustáveis que absorvem os raios periféricos em quatro lados, assim controlando o tamanho do campo de colimação. Quanto maior o campo de colimação e menor a DFoFi, maior ângulo de divergências nas margens externas. Isso aumenta o potencial de distorção nestas margens. Em geral, apenas o ponto central exato do feixe de raios X, o raio centra (RC), não apresenta divergência quando penetra na parte do corpo e incide no filme a exatamente 90º ou perpendicular ao plano do filme. Isso resulta na menor distorção possível neste ponto. Todo restante do feixe de raios X incide no filme, formando algum outro ângulo que não 90º, com o ângulo de divergência aumentando até as porções mais externas do feixe. A divergência do feixe de raios X combinada ao tamanho do ponto focal cria borramento geométrico.

Fatores de Controle: Quatro fatores de controle primário da distorção são (1) DFoFi, (2) DOF, (3) Alinhamento do objeto e (4) RC (raio central).

1) DFoFi: O efeito da DFoFi na distorção do tamanho é demonstrada. Observe que, em uma DFoFi maior, há menor aumento que em uma DFoFi menor. Esta é a razão básica pela qual as radiografias do tórax são feitas a 183 cm, e não no mínimo, mais comum de 102 cm. O tamanho do coração é uma consideração importante na radiografia do tórax, e uma DFoFi de 183 cm resulta em menor aumento do coração e de outras estruturas dentro do tórax. DFoFi Mínima 102 cm: Durante vários anos, foi prática comum utilizar 102 cm como a DFoFi padrão para a maioria dos exames radiológicos. Entretanto, no interesse de reduzir a exposição do paciente e de melhorar os detalhes registrados ou definição, está tornando-se mais comum aumentar a DFoFi padrão para 107, 112 ou 122 cm. Estudos mostraram, por exemplo, que o aumento da DFoFi de 102 para 122 cm reduzirá a dose de entrada para o paciente de 12,5%, com uma redução da dose integral(volume tecidual total irradiado) de 11%. Também devido ao princípio de divergência do feixe de raios X descrito acima, este aumento na DFoFi possui o benefício adicional de reduzir o aumento e a distorção, assim reduzindo o borramento geográfico o que aumenta o detalhe registrado ou definição.

2) DOF: O efeito da DOF sobre o aumento ou a distorção do tamanho é claramente ilustrado. Quanto mais próximo o objeto que está sendo radiografado estiver do filme, menor o aumento e melhor o detalhe ou a definição. Esta é uma vantagem de fazer radiografias dos membros superiores e inferiores n tampo da mesa e não na bandeja de Bucky. A bandeja de Bucky na maioria dos tampos de mesa do tipo flutuante está 8-10 cm abaixo do tampo da mesa, o que aumenta a DOF. Isso não apenas torna maior o aumento mais também diminui a nitidez da imagem (definição).

Tamanho do Ponto Focal e Borramento da Imagem: Na verdade, existe uma área no ânodo conhecida como ponto focal. O tamanho do ponto focal determinado pelo tamanho do filamento no cátodo e pelo ângulo da área ativo no ânodo. A seleção do pequeno ponto focal em um tubo de raios X de foco duplo, ou o uso de um tubo de raios X com ânodo de menor ângulo resultará em menor borramento da imagem devido ao efeito de penumbra do borramento geométrico. O ângulo do ânodo é determinado pelo fabricante de equipamento e, portanto, não é uma variável controlada pelo técnico. Entretanto, mesmo com o menor ponto focal possível, há alguma penumbra. O efeito deste borramento geométrico é muito aumentado quando a DOF é aumentada ou a DFoFi diminuída. Portanto, um aumento na DOF e uma diminuição na DFoFi não resultam apenas em uma maior distorção do tamanho ou aumento da imagem, mas também aumenta o borramento geral da imagem radiográfica.

3) Alinhamento do Objeto: O terceiro importante fator de controle da distorção relacionado ao posicionamento é o alinhamento do objeto. Este refere-se ao alinhamento ou plano do objeto que está sento radiografado em relação ao plano do filme de raios X ou outro receptor de imagem. Se o plano do objeto não está paralelo ao plano do filme, ocorre distorção. Dois efeitos são demonstrados quando o objeto não está alinhado corretamente ou não está paralelo ao filme. O primeiro é a distorção através do encurtamento ou redução do tamanho da imagem em comparação com o tamanho do objeto; ou alongamento que é um aumento do tamanho da imagem em comparação com o tamanho do objeto. Quanto maior o ângulo de inclinação do objeto, maior o grau de distorção. Um segundo efeito do alinhamento inadequado do objeto é a distorção das articulações ou das extremidades das estruturas ósseas. Isso é mais bem demonstrado em articulações que envolvem os membros superiores e inferiores. Por exemplo, se um dedo radiográfico não está paralelo ao filme, os espaços articulares entre as falanges não serão visualizados como abertos em virtude da superposição das extremidades ósseas. Isso demostra um importante princípio de posicionamento. O alinhamento correto do objeto (no qual o plano possível ao plano do filme) resulta em menor distorção e espaços articulares mais abertos.

4) Raio Central (RC): Outro princípio importante no posicionamento e o quarto fator de controle da distorção é o uso correto do RC. Como descrito previamente no tópico sobre o princípio de divergência do feixe de raios X, em geral apenas o centro exato do feixe, o RC, não apresenta divergência quando projeta aquela parte do objeto a 90º ou perpendicular ao plano do filma. Portanto, há a menor distorção possível do RC pois os raios X podem atravessar um espaço articular neste ponto sem impedimento. A distorção aumenta à medida que aumenta o ângulo de divergência do centro do feixe de raios X para as bordas externas. Portanto, quanto mais próximo do ponto do RC, menor a distorção. Por esse motivo, a centralização correta ou posicionamento correto do RC é importante na minimização da distorção da imagem.

Sumário: A distorção, que é um erro na representação do tamanho e do formato da imagem radiográfica, pode ser minimizada por quatro fatores de controle:

(1) DFoFi – aumento da DFoFi diminui a distorção (também aumenta a definição);

(2) DOF – diminuição da DOF diminui a distorção (cominada um pequeno ponto focal, a diminuição da DOF também aumentada a definição);

(3) Alinhamento do Objeto – a distorção é diminuída com o alinhamento correto do objeto (o plano do objeto está paralelo ao plano do filme);

(4) RC – o posicionamento correto do RC reduz a distorção porque a porção mais central do feixe de raios X com a menor divergência é mais bem usada.

Física dos Raios-X

Os raios X são radiações da mesma natureza da radiação gama (ondas eletromagnéticas), com características semelhantes. Só diferem da radiação gama pela origem, ou seja, os raios X não são emitidos do núcleo do átomo.
Os raios X são radiações de natureza eletromagnética, que se propagam no ar (ou vácuo). Essa radiação é produzida quando ocorre o bombardeamento de um material metálico de alto número atômico (tungstênio), resultando na produção de radiação X por freamento ou ionização.

Propriedade dos raios X

Os raios X são produzidos quando elétrons em alta velocidade, provenientes do filamento aquecido, chocam-se com o alvo (anodo) produzindo radiação. O feixe de raios X pode ser considerado como um “chuveiro” de fótons distribuídos de modo aleatório. Os raios X possuem propriedades que os tornam extremamente úteis.
- Enegrecem filme fotográfico;
- Provocam luminescência em determinados sais metálicos;

- São radiação eletromagnética, portanto não são defletidos por campos elétricos ou magnéticos pois não tem carga;
- Tornam-se “duros” (mais penetrantes) após passarem por materiais absorvedores;
- Produzem radiação secundária (espalhada) ao atravessar um corpo;
- Propagam-se em linha reta e em todas as direções;
- Atravessam um corpo tanto melhor, quanto maior for a tensão (voltagem) do tubo (kV);
- No vácuo, propagam-se com a velocidade da luz;
- Obedecem a lei do inverso do quadrado da distância (1/r2), ou seja, reduz sua intensidade dessa forma;
- Podem provocar mudanças biológicas, que podem ser benignas ou malignas, ao interagir com sistemas biológicos.
As máquinas de raios X foram projetadas de modo que um grande número de elétrons são produzidos e acelerados para atingirem um anteparo sólido (alvo) com alta energia cinética. Este fenômeno ocorre em um tubo de raios X que é um conversor de energia. Recebe energia elétrica que converte em raios X e calor. O calor é um subproduto indesejável no processo. O tubo de raios X é projetado para maximizar a produção de raios X e dissipar o calor tão rápido quanto possível.

Elementos do tubo de raios X

O tubo de raios X possui dois elementos principais e que serão a partir de agora objeto de estudo: catodo e anodo.
O catodo é o eletrodo negativo do tubo. É constituído de duas partes principais: o filamento e o copo focalizador. A função básica do catodo é emitir elétrons e focalizá-los em forma de um feixe bem definido apontado para o anodo. Em geral, o catodo consiste de um pequeno fio em espiral

(ou filamento) dentro de uma cavidade (copo de focagem) como mostrado na figura anterior.
O filamento é normalmente feito de Tungstênio (com pequeno acréscimo de Tório) Toriado, pois esta liga tem alto ponto de fusão e não vaporiza facilmente (a vaporização do filamento provoca o enegrecimento do interior do tubo e a conseqüente mudança nas características elétricas do mesmo). A queima do filamento é, talvez, a mais provável causa da falha de um tubo.
O corpo de focagem serve para focalizar os elétrons que saem do catodo e fazer com que eles “batam” no anodo e não em outras partes. A corrente do tubo é controlada pelo grau de aquecimento do filamento (catodo). Quanto mais aquecido for o filamento, mais elétrons serão emitidos pelo mesmo, e maior será a corrente que fluirá entre anodo e catodo. Assim , a corrente de filamento controla a corrente entre anodo e catodo.
O anodo é o pólo positivo do tubo, serve de suporte para o alvo e atua como elemento condutor de calor. O anodo deve ser de um material (tungstênio) de boa condutividade térmica, alto ponto de fusão e alto número atômico, de forma a otimizar a relação de perda de energia dos elétrons por

radiação (raios X) e a perda de energia por aquecimento. Existem dois tipos de anodo: anodo fixo e anodo giratório.
Os tubos de anodo fixo são usualmente utilizados em máquinas de baixa corrente, tais como: raios X dentário, raios X portátil, máquinas de radioterapia, raios X industrial, etc.
Os tubos de anodo giratório são usados em máquinas de alta corrente, normalmente utilizadas em radiodiagnóstico. Ele permite altas correntes pois a área de impacto dos elétrons fica aumentada. Como exemplo, tomemos um alvo fixo, cuja área de impacto é de 1mm x 4 mm, isto é, 4 mm2. Se este alvo girar com um raio de giro igual 30mm, a área de impacto seria aproximadamente: 754mm2; nestas condições, o tubo giratório teria cerca de 200 vezes mais área do que o tubo fixo.
O anodo e o catodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de promover isolamento térmico e elétrico entre anodo e catodo. O cabeçote contém a ampola e demais acessórios. É revestido de chumbo cuja função é de blindar a radiação de fuga e permitir a passagem do feixe de radiação apenas pela janela radiotransparente direcionando desta forma o feixe. O espaço é preenchido com óleo que atua como isolante elétrico e térmico.

Radiação de Freamento (Bremsstrahlung)

Essa radiação é produzida quando um elétron passa próximo ao núcleo de um átomo de tungstênio, sendo atraído pelo núcleo deste e desviado de sua trajetória original. Com isto, o elétron perde uma parte de sua energia cinética original, emitindo parte dela como fótons de radiação, de alta e baixa energia e comprimento de onda diferentes, dependendo do nível de profundidade atingida pelo elétron do metal alvo. Isto significa dizer que, enquanto penetra no material, cada elétron sofre uma perda energética que irá gerar radiação (fótons) com energia e comprimento de onda também menores. Se formos considerar percentualmente a radiação produzida, veremos que 99 por cento dela é emitida como calor e somente 1 por cento possui energia com características de radiação X.
Existem situações (raras) em que alguns elétrons muito energéticos se chocam diretamente com os núcleos, convertendo toda a sua energia cinética em um fóton de alta energia e freqüência (a rigor, esta seria uma outra forma de geração de radiação, onde a energia do fóton gerado é igual à energia do elétron incidente, o que se configura como

um fóton de máxima energia).
Durante o bombardeamento do alvo, todas as possibilidades em termos de geração de fótons acontecem, na medida que temos interações diferentes entre elétrons incidentes com o material do alvo, gerando fótons de diferentes energias.
A radiação de freamento, ou Bremsstrahlung, se caracteriza por ter uma distribuição de energia relativa aos fótons gerados, bastante ampla, como mostra a figura a seguir.
Como se pode observar pelo gráfico ao lado, a maioria dos fótons obtidos possui baixa energia, sendo que somente uns poucos têm a energia equivalente à diferença de potencial (voltagem) aplicada ao tubo. Esse gráfico mostra que são gerados muitos fótons de baixa energia, o que pode ser perigoso para o paciente irradiado, pois estes fótons de baixa energia interagem com os tecidos vivos, sem contribuir para a

formação da imagem radiográfica.
O espectro, distribuição das energias dos fótons gerados por uma radiação de freamento, é mostrado na figura a seguir, onde se pode observar que a radiação não é monoenergética, mas sim polienergética, pois temos fótons de diferentes energias, em quantidades diferentes.


Radiação característica

Pelo visto anteriormente, alguns fótons interagem diretamente com os núcleos, convertendo toda sua energia em radiação, sem modificar o átomo alvo, ou seja, sem ionizá-lo.
Existem situações, no entanto, em que elétron pode interagir com um átomo quebrando sua neutralidade (ionizando-o), ao retirar dele elétrons pertencentes à sua camada mais interna (K). Ao retirar o elétron da camada K, começa o processo de preenchimento dessa lacuna (busca de equilíbrio), por elétrons de camada superiores. Dependendo de camada que vem o elétron que ocupa a lacuna da camada K, teremos níveis de radiação diferenciados.
Como exemplo, vamos considerar que um elétron da camada L ocupe a lacuna da camada K, emitindo uma radiação da ordem de 59 keV; se o elétron ocupante vem da camada M, a energia gerada é da ordem de 67 keV; se o elétron ocupante vem da

camada N, teremos uma radiação da ordem de 69 keV.
Quando se usa como alvo um material com o tungstênio, o bombardeamento por elétrons de alta energia gera uma radiação com características específicas (radiação característica), pois esse material possui um número atômico definido (bastante alto), necessitando um nível alto de energia para retirar os elétrons de sua camada K.
A energia da radiação gerada por um alvo de tungstênio é da ordem de 70 keV. A condição necessária e imprescindível para que se produza a radiação característica do tungstênio é que os fótons devem ter uma energia máxima superior a 70 keV, já que a energia de ligação da camada K é da ordem de 70 keV.
Como se da o processo de geração da radiação característica do tungstênio? Exemplo: Quando bombardeamos um alvo de tungstênio com elétrons submetidos a uma tensão de 100 kV, serão gerados fótons com energia de poucos keV até 100 keV, mas uma grande parte deles terão energia da ordem de 70 keV, característica do

tungstênio.
Cada material emite um nível definido de radiação característica, dependendo de seu número atômico, como são os casos do tungstênio (radiologia convencional) e molibidênio (mamografia), que possuem radiações características da ordem de 70 keV e 20 keV, respectivamente.
Essa figura é o resultado da superposição da radiação característica do tungstênio com o espectro contínuo gerado com 100 kVp. Nela se pode observar que, além de fótons, com energia baixas e altas, temos um grande número deles com energias correspondentes somente ao tungstênio. Quando o alvo bombardeado é de molibidênio, a radiação característica se situa na faixa de 20 keV.

Efeito anódico

Descreve um fenômeno no qual a intensidade

da radiação emitida da extremidade do catodo do campo de raios X é maior do que aquela na extremidade do anodo. Isso é devido ao ângulo da face do anodo, de forma que há maior atenuação ou absorção dos raios X na extremidade do anodo.
A diferença na intensidade do feixe de raios X entre catodo e anodo pode variar de 30% a 50%.
Na realização de estudos radiológicos do fêmur, perna, úmero, coluna lombar e torácica deve-se levar em conta a influência do efeito anódico na realização das incidências radiológicas pertinentes a estes estudos.



Fonte: Luciano Santa Rita Oliveira

Raios-X

Raios X

A tecnologia de raios X utiliza raios de alta energia que podem passar por determinados tecidos do corpo e criar imagens vitais para o diagnóstico e tratamento. A máquina de raios X é composta de um tubo de raios X que contém um par de eletrodos ou condutores chamado de cátodo e um ânodo. O cátodo é um filamento que libera energia com a introdução de uma corrente elétrica, de maneira muito semelhante ao filamento de uma lâmpada. A energia do cátodo é liberada na forma de elétrons. O ânodo localizado na extremidade oposta do tubo de raios X é um disco feito de tungstênio, um material que atrai os elétrons. Quando os elétrons liberados do cátodo entram em contato com o tungstênio eles liberam energia na forma de fótons. Estes fótons altamente energizados são canalizadas através de cilindros de chumbo, uma série de filtros, criando um feixe de raio-x. O feixe de raios X é um feixe de alta energia que pode ser absorvida apenas por tecidos mais densos do corpo, como o osso. Durante um exame de raio-x, um filme radiográfico é colocado atrás do paciente. E o paciente é colocado entre o filme e a máquina de raio-x. A máquina de raio-x, em seguida, focaliza o feixe de energia na área específica do corpo do paciente. Quando a energia de raios X passa através do corpo do paciente, o feixe de fótons alcança o filme radiográfico e causa uma reação química. As áreas onde a energia dos raios x passam através do corpo tornam-se escuras, enquanto que áreas onde a energia é absorvida pelo osso aparecem em branco. Esse processo produz uma radiografia, que é comumente referido como um raio-x.

FÍSICA BÁSICA DAS RADIAÇÕES

FÍSICA BÁSICA DAS RADIAÇÕES

Os princípios físicos dos raios-X foram descobertos por Wilhelm Conrad Roentgen em 1895, esta descoberta marcou o início de uma nova era de diagnóstico na Medicina. William Crookes havia desenhado o tubo que Roentgen utilizou para produzir os raios-X. Estes raios foram chamados de x pois não era conhecido este tipo de radiação, que atravessava madeira, papel, e até o corpo humano.


O que é o raio-X (Rx)?

O raio-X é uma onda eletromagnética, como a luz visível, as ondas de rádio, os raios infra-vermelhos, e os raios ultra-violetas. As ondas eletromagnéticas tem como características: a sua freqüência e o seu comprimento de onda, sendo estas duas características inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior a freqüência menor o comprimento de onda. A energia de uma onda é diretamente proporcional à sua frequência.

Como o raio-X é uma onda de alta energia, o seu comprimento de onda é muito curto da ordem de 10–12 m (um picômetro) e sua freqüência é da ordem de 1016 Hz. O comprimento de onda do raio-X está próximo do raio-, que é radioativo. Com este comprimento de onda muito curto, estes raios tem a capacidade de penetrar na matéria, o que possibilita sua utilização no estudo dos tecidos do corpo humano.


Como é feita a produção do raio-X?

Raios-X são produzidos ao se liberar energia no choque de elétrons de alta energia cinética contra uma placa de metal. Para tais efeitos utiliza-se um tubo de raio-X que consiste num tubo de vidro à vácuo com dois eletrodos de tungstênio (diodo), um ânodo (pólo positivo) e um cátodo (pólo negativo). O cátodo consiste num filamento de tungstênio muito fino que esquenta com a passagem de corrente elétrica de alta voltagem. Com isto os elétrons do tungstênio adquirem suficiente energia térmica para abandonar o cátodo (emissão termoiônica). Devido a alta voltagem cria-se também uma diferença de potencial entre os eletrodos o que faz que os elétrons emitidos pelo filamento de tungstênio sejam acelerados em direção ao ânodo (pólo positivo). A energia cinética dos elétrons depende da voltagem entre os eletrodos: quanto mais alta a voltagem maior a energia cinética. O ânodo está revestido por tungstênio e funciona como alvo para os elétrons.

No choque dos elétrons com o alvo de tungstênio a maioria da energia cinética destes é transformada infelizmente em calor, mas uma pequena parte produz raios-X através de três fenômenos: radiação característica, desaceleração (“Bremsstrahlung”) e choque nuclear.

A radiação característica ocorre quando o elétron em movimento choca-se com um elétron da camada interna do átomo do alvo de tungstênio e o desloca (caso a energia que ele adquiriu ao deslocar-se do cátodo para o ânodo seja maior que a energia de ligação da camada eletrônica), com isso a camada de energia que este elétron do átomo ocupava fica vaga. Este átomo agora ionizado precisa se estabilizar. Para isto um elétron de uma camada mais externa migra para a vaga na camada de energia interna, liberando neste processo uma determinada e bem precisa quantidade de energia (fóton) na forma de raios-X. Esta energia corresponde a diferença entre as energias de ligação das duas camadas (a externa, que o elétron ocupava, e a mais interna que ele passou a ocupar). O fenômeno é chamado de radiação característica, já que essa energia das camadas é particular de cada elemento (poderíamos descobrir qual é o elemento do alvo a partir da análise das energias dos fótons de Rx produzidos pela radiação característica). No entanto a chance deste fenômeno (radiação característica) ocorrer não é muito grande.

Na desaceleração, ou efeito de “Bremsstrahlung”, o elétron em movimento tem sua trajetória desviada pela positividade do núcleo. Este desvio de trajetória é acompanhado por uma desaceleração o que faz que parte da energia cinética do elétron seja emitida como fóton de raio-X, que será de maior energia (maior freqüência) quanto maior for o ângulo de desvio da trajetória e quanto mais próximo estiver este elétron do núcleo. A desaceleração tem pouca chance de ocorrer em regiões próximas ao núcleo, devido à densidade nuclear (na verdade, o átomo é bem diáfano, e se compararmos o tamanho do núcleo a uma laranja, o limite do átomo de um determinado elemento estaria, por exemplo, a 3 Km de distância). Assim, a maioria dos elétrons sofrem interações distantes do núcleo e produzem fótons de baixa energia, agora não mais numa faixa de energia característica, mas sim numa variação constante, dependendo do co-seno do ângulo do desvio. A probabilidade desse fenômeno ocorrer também é pequena, porém tende a ser a maior fonte dos fótons de raios-X em relação aos dois outros fenômenos.

No choque nuclear, o elétron choca-se com o núcleo e produz um fóton de alta energia. Nesse caso, 100% da energia que ele adquiriu acelerando do cátodo para o ânodo é transformada em um fóton de raio-x. Por exemplo, se a diferença de potencial entre o cátodo e o ânodo é de 100.000 Volts (e na verdade é dessa ordem), o elétron que se chocar diretamente com o núcleo vai produzir um fóton de raio-x com energia de 100.000 eV (eletron-Volt). Aqui também, e principalmente neste caso, a probabilidade deste fenômeno ocorrer é baixa.

Dessa forma, temos que apenas uma parte da energia dos elétrons é convertida em raios-X pelos três fenômenos acima, sendo a maioria transformada em calor.


O que é o tubo de raio-X?

Os tubos de raio-X são formados por um tubo de vidro revestido por uma camada de óleo e chumbo, no seu interior há um filamento de tungstênio, um alvo de tungstênio e vácuo.

O tungstênio é o material escolhido para este fim pois tem um número atômico e um ponto de fusão altos e não derrete com o calor (ponto de fusão acima de 3.000º C). ë importante utilizar um material com estas caracteísticas pois parte da energia produzida dentro do tubo de raio-X é na forma de calor. O alvo de tungstênio no qual os elétrons irão chocar-se está em movimento (na verdade, é um disco em rotação) para que a área que está recebendo o choque com o feixe de elétrons seja constantemente mudada o que distribui o efeito do bombardeio em torno da margem do alvo, possibilitando um certo resfriamento.

O tubo de vidro é revestido por chumbo, que por ser um material muito denso, tem grande absorção dos raios-X, e entre o vidro e o chumbo há uma camada de óleo para resfriá-lo. No tubo de raio-X há uma só abertura não revestida de chumbo e na qual são emitidos os raios-X na forma de um feixe piramidal (em forma de cone) que consegue “escapar” do tubo. Como descrito, os fótons são produzidos em todas as direções, porém só existe um lugar para que “escapem” do tubo, e essa abertura é utilizada para direcionar o feixe.

A corrente do filamento de tungstênio utilizada no tubo de raio-X é medida em miliampéres (mA), e a diferença de potencial entre o pólo positivo e negativo é dada em kilovoltagem (geralmente de 35 a 150 kV). As características de kV e mA é que darão o brilho e o contraste da imagem obtida.

Finalmente, o vacúo no tubo de raio-X é importante para evitar o choque dos elétrons com moléculas de gás, o que teria como efeito a desaceleração dos elétrons antes destes chegarem ao alvo (ânodo de tungstênio).


Como é a interação do raio-X com a matéria?

Na obtenção da imagem por raio-X dois tipos de interação entre o raio-X e a matéria são importantes: o efeito fotoelétrico e o efeito Compton. Aqui, diferente da produção de raio-X vista acima, é o fóton que vai interagir com o átomo do organismo que se quer estudar (ou melhor produzir uma imagem).

O efeito fotoelétrico ocorre quando um fóton de raio-X choca-se com um elétron de um átomo e desloca-o de sua camada orbitária no átomo. Com a perda do elétron, o átomo fica ionizado. Nesta situação toda a energia do fóton de raio-X é utilizada para deslocar o elétron. Este efeito é muito acentuado nos materiais muito densos como, por exemplo, no chumbo e depende do número atômico do elemento (na verdade, é proporcional ao cubo desse número).

O efeito Compton: neste caso o fóton aproxima-se do átomo, choca-se com um elétron orbitário pode ou não arrancá-lo da camada orbitária, dependendo da energia envolvida, mas o que é fundamental: não cede toda a sua energia e neste caso o fóton do raio-x é desviado de sua trajetória. Nesta nova trajetória ele pode interagir com outros átomos e sofrer de novo desvio de sua trajetória. No final, a trajetória deste fóton não é retilínea. Como a obtenção das imagens de raio-X depende da diferença de densidade entre as diversas estruturas, e do arranjo linear entre a fonte e o local de detecção (como a sombra de uma lâmpada), uma trajetória não retilínea resulta em um prejuízo na interpretação das diferenças de densidade e borramento do contorno (imagine que mais que uma lâmpada ilumine um objeto, de forma a produzir mais que um limite da sua sombra).


Como é obtida a imagem de raio-X?

A imagem de radiografia convencional depende dos fótons resultantes da interação com o objeto que dependem por sua vez da espessura do objeto e da capacidade deste de absorver raios-X.

A detecção dos raios-X é feita através de um filme semelhante ao filme fotográfico. Este filme é composto de sais de prata (AgBr, AgI). Quando sensibilizado por um fóton de raio-X ou pela luz visível, o cátion de prata (íon positivo) acaba sendo neutralizado e vira metal (Ag0), e escurece. Por outro lado, o sal de prata que não foi sensibilizado pelo raio-X ou pela luz fica transparente.

Os filmes normalmente são compostos de camadas de plástico (poliéster) protegidas da luz. O uso de camadas de prata recobrindo as duas superfícies do plástico aumenta a sensibilidade do filme aos raios-x.

Resumindo a obtenção de imagens radiográficas: o feixe de raios-X piramidal vai atravessar o objeto que no nosso caso é o paciente. De acordo com as densidades das diversas estruturas que foram atravessadas pelo raio-X, haverá maior ou menor absorção destes raios. A resultante após a interação dos raios-X com o paciente é que irá sensibilizar o filme radiográfico, que dará a imagem final. É importante saber que as diferenças de densidade determinam as características radiológicas dos diferentes materiais e estruturas. Assim materiais densos como os metais absorvem muito os raios-X, pois tem um número atômico muito alto. Por outro lado, o ar, com densidade atômica e número atômico baixos não absorve os raios-x. Assim, temos em ordem crescente 5 densidades radiológicas
básicas: ar, gordura, água, cálcio e metal.

Quais os efeitos biológicos do raio-X?

No início da descoberta dos raios-X não eram conhecidos os seus efeitos biológicos e não eram tomados os cuidados de proteção radiológica. Muitos foram os casos de dermatite actínica e mesmo outras doenças como leucemia e aplasia de medula.

O efeito biológico dos raios-X sobre as células vivas inclui um efeito letal sobre elas (entre várias formas de lesões menores, como mutação). Este efeito é que é utilizado na radioterapia para o controle de tumores e está relacionado especialmente a altas doses de radiação.
Há ainda efeitos comprovados de teratogênese devido a mutações, efeitos sobre os órgãos genitais, olhos, tiróide e medula óssea. O efeito da radiação é cumulativo e pequenas doses são acumuladas ao longo da vida, por isso, limites de exposição devem ser respeitados e a superexposição deve ser evitada.

Bibliografia:


Curry TS, Dowtey JI, Murry RC. Christensen`s Physics of Diagnostic radiology. 4a edição. Filadélfia: Lea & Febiger 1990.

Friedman M, Friedland GW. As Dez Maiores Descobertas da Medicina. São Paulo: Companhia das Letras 2000: 170-194.

Paul LW, Juhl JH. Interpretação Radiológica 6a edição. Rio de Janeiro: Editora Guanabara 1996.

Fonte: Imaginologia