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A física do diagnóstico com raios

  1. 1. A FÍSICA DO DIAGNÓSTICO COM RAIOS-XNão existe provavelmente nenhum internauta que não tenha feito diversos diagnósticos com raios-X dos seus dentesou de outras partes do seu corpo. O uso dos raios-X no diagnóstico de vários problemas médicos é tão comum quequase a metade das pessoas no Brasil fazem no mínimo um raio-X por ano. Os pacientes em hospitais fazem mais oumenos um estudo de raios-X a cada três dias. Em 1976, mais de 600 milhões de raios-X dentários e médicos foramfeitos nos Estados Unidos. Este capítulo discute os princípios físicos envolvidos no uso de raios-X em diagnósticosde medicina. Os usos terapêuticos de raios-X e os perigos dos raios-X serão discutidos posteriormente.Röentgen analisou minuciosamente as características dos raios-X. Ao responder a um entrevistador a pergunta "Oque você pensava sobre a descoberta dos novos raios?" ele disse: "Eu não pensava, Eu investigava". Suasinvestigações estabeleceram muitos fatos básicos sobre a física dos raios-X. Discutiremos somente aqueles aspectosrelacionados com o uso de raios-X na medicina.O campo da radiologia tem três ramos principais: • radiologia diagnóstica • terapia com radiação e • medicina nuclearAs três áreas tem relativamente muito pouco em comum, exceto que cada uma usa uma parte do espectroeletromagnético e já teminou o tempo em que um radiologista praticava todas as três áreas simultanea-mente. Hojeum médico envolvido com radiologia pode necessitar de três ou quatro anos de treinamento (residência) em umadestas áreas de especialização. Em 1976 existiam mais ou menos 10.000 médicos de radiologia diagnóstica(RÖENTGENlogistas), 1.000 radioterapêutas, 3.000 especialistas em medicina nuclear, nos Estado Unidos.Enquanto as maiores sociedades radiológicas são constituídas de membros de todas as três especialidades, estasituação está mudando rapidamente à medida que a terapia de radiação e a medicina nuclear crescem emimportância. Organizações separadas para terapêuticas (American Society of Therapeutic Radiologists) e paraespecialistas em medicina nuclear (The Society of Nuclear Medicine) tem feito as sociedades radiológicasconvencionais (The Radiological Society of North America e a American Röentgen - Ray Society) tornarem-se mais"diagnóstica". Em alguns países radiologistas significa radiologista de diagnósticoRadiologistas de diagnósticos freqüentemente se especializam em áreas particulares tais como, radiologia pediátrica,neuroradiologia, radiologia cardiovascular. De um médico especialista em uma destas áreas é usualmente requeridoum treinamento de um ano além dos requisitos da residência para a radiologia de diagnóstico.Arraste o mouse sobre o manequin ao lado para ver a radiografia do corpo16.1 PRODUÇÃO DO FEIXE DE RAIOS-XUm elétron de alta velocidade pode converter uma parte ou toda energia num fóton de raio-X, quando ele colidecom um átomo, assim precisamos acelerar elétrons para produzirem os raios-X. A tentativa de acelerar um elétronno ar é difícil pois existem muitos elétrons nos átomos - mais ou menos 4 x 10 20 em 1 cm3, ao invés do elétron seguiradiante ele choca-se com outros elétrons (Fig. 2). Assim é necessário eliminar a maioria dos elétrons, e isto é feitousando um tubo de vidro (tubo de raios-X) do qual foram evacuados a maioria dos átomos. Para cada 1 bilhão deátomos no ar, somente um átomo permanece no tubo de raios-X evacuado, e os elétrons podem viajar semimpedimento.Os componentes principais de uma unidade moderna de raios-X são: 1. uma fonte de elétrons - um filamento ou cátodo; 2. um espaço evacuado no qual os elétrons são acelerados; 3. um potencial positivo alto para acelerar os elétrons negativos; e 4. um alvo, ou ânodo, no qual os elétrons colidem para produzirem raios-X (Fig. 3).Você pode perceber que uma casa comum tem um dispositivo que contém os mesmos componentes - uma TV acores. Nas TV’s a cores, voltagens bastante altas (~ 25 kV) são usadas para acelerar os elétrons. Embora poucosanos atrás numerosas TV’s coloridas defeituosas produziam quantidades mensuráveis de raios-X, no momentopresente é seguro assumir que o principal perigo de uma TV colorida está nos programas que você assiste. Os raios-X não são emitidos de uma TV branco e preto por que os fótons de raios-X produzidos são muito fracos e sãoabsorvidos nas paredes de vidro do tubo.
  2. 2. Os raios-X de Röentgen foram produzidos por elétrons (raios catódicos) de um gás ionizado no seu tubo de raioscatódicos. Em 1915, Coolidge inventou um tubo de raios-X que produzia elétrons pela "excitação" deles para fora deum filamento rubro-aquecido, e o moderno tubo de raios-X típico é um refinamento deste projeto. Num modernotubo de raio-X o número de elétrons acelerados em direção ao ânodo depende da temperatura do filamento, e amáxima energia dos fótons de raios-X produzida é determinada pela voltagem aceleradora - pico kilovolt (kVp). Umtubo de raio-X operando em 80 kVp produzirá raios-X com um espectro de energia até um máximo de 80 keV.O pico de kilovolt usado para um estudo com raio-X depende da espessura do paciente e do tipo de estudo que estásendo feito. Estudos com raio-X dos seios (mamografia) são usualmente feitos em 25 a 50 kVp, enquanto algunshospitais usam até 350 kVp para raios-X do tórax.A intensidade de um feixe de raios-X produzidos quando os elétrons colidem com o ânodo é altamente dependentedo material do ânodo. Em geral, quanto maior o número atômico (Z) do alvo, mais eficientemente os raios-X sãoproduzidos. O material usado no alvo deve também ter um alto ponto de fusão desde que o calor produzido quandoos elétrons são freados na superfície do alvo é substancial. Praticamente todos tubos de raios-X usam alvos detungstênio. O Z do tungstênio é 74 e seu ponto de fusão é cerca de 3.400 ºC.A corrente de elétrons que colide com o alvo é tipicamente de 100 a 500 mA - algumas unidades às vezes temcorrentes de mais de 1.000 mA. A potência imposta na superfície do alvo pode ser muito grande. Recorde-se que apotência P é dada por P = I.V, onde I está em ampères, V é em volts, e P está em watts. A potência no alvo de umtubo de raios-X com uma corrente de 1 A operando em 100 kV (10 5V) é 1 x 105 W ou 100 kW, e cerca de 99% destapotência aparece como calor. A razão da energia dos fótons de raios-X pela energia do calor é aproximadamente 10 -9ZV, onde Z é o número atômico do alvo. Para 100 kV sobre o alvo de tungstênio ( Z = 74), é mais ou menos 0.007ou 0,7% da energia nos fótons de raios-X. Uma potência de 100 kW leva uma xícara de água fria ao ponto deebulição em menos de 1 segundo e pode aquecer uma casa típica num dia de penoso frio de inverno. Num tubo deraios-X esta potência está concentrada numa área do ânodo de somente uns poucos milímetros quadrados, criandoum sério problema de superaquecimento. Se 100 kW é mantido sobre um alvo por 1 segundo, ela pode fundí-lo.A maioria dos tubos de raios-X tem dois filamentos que podem ser trocados para produzirem uma grande oupequena pinta focal. Uma pequena pinta focal produz menos obscurescimento da imagem de raios-X que uma pintafocal grande (ver Seção 3), mas ela concentra o calor sobre uma área menor do alvo, aumentando as chances de umsuperaquecimento e estragos. Muitos anos atrás engenheiros radiológicos encontraram um modo de aumentar a áreade colisão de elétrons no alvo para evitar o superaquecimento sem aumentar o obscurecimento da imagem de raios-X. Esta técnica, chamada princípio da linha-foco, está ilustrada na Fig. 4. devido ao ângulo do alvo, tipicamente 10ºa 20º, a mancha focal projetada é menor que a área de colisão de elétrons; ela é análoga à curta sombra produzidapor um homem alto quando o sol está quase diretamente sobre a sua cabeça. (Figura 4)O segundo grande avanço no projeto de ânodos para evitar superaquecimento foi o desenvolvimento em 1930 porBouwers do ânodo rotatório do tubo de raio-X (ver Fig. 3). A razão rotacional normal do ânodo é 3.600 rpm, e ocalor é espalhado sobre uma grande área quando o ânodo roda. Contudo, ainda é fácil superaquecer e prejudicar oalvo (Fig.5), e assim os fabricantes de raios-X indicam no mapa de carregamento do tubo quanta energia pode serseguramente depositada no alvo num curto período de tempo (Fig.6). Quando uma curta exposição é usada, o ânodonem sempre executa uma rotação completa em 3.600 rpm e assim sua capacidade de calor completa não é utilizada.Por esta razão, ânodos especiais de alta velocidades que operam à razão de até 104 rpm foram desenvolvidos.Desde que qualquer objeto girando pode fazer vibrações se não estiver cuidadosamente balanceado, é possível paraalvos pesados girantes destruir o frágil envolucro de vidro do tubo de raios-X. Mesmo uma pequena tripidação podeproduzir grandes forças a 104 rpm. Também, se mesmo um pequeno desbalanceamento ocorre na frequência naturaldo sistema, a energia é adicionada ao sistema em fase com a frequência de vibração natural (muito parecido quandouma criança num balanço é empurrada no tempo próprio), e esta ressonância pode destruir o tubo de raios-X.Embora seja incomum que a frequência de ressonância ocorrerá em exatamente a mesma frequência operacional de104 rpm, quando o ânodo escorrega lentamente até parar depois que a chave de potência foi desligada ele passaráatravés de uma ou mais ressonâncias do tubo. Para evitar quebra o ânodo girante é rapidamente travado de modo queele passa rapidamente através dessas ressonâncias.Embora a energia da maioria dos elétrons colidindo com o alvo é dissipada na forma de calor, os poucos elétronsremanescentes produzem raios-X úteis. Muitas vezes um destes elétrons chegam perto o suficiente do núcleo de umátomo do alvo para ser desviado de sua trajetória e emite um fóton de raio-X que tem alguma de sua energia (Fig.7a). Os raios-X produzidos deste modo tem um nome alemão fantasioso, bremsstrahlung, que significa "radiação defreamento". Bremsstrahlung é também chamada radiação branca desde que ela é análoga à luz branca e tem umasérie de comprimentos de ondas. A quantidade de bremsstrahlung produzida para um dado número de elétronscolidindo com o ânodo depende de dois fatores: 1. o Z do alvo - quanto mais prótons no núcleo, maior a aceleração dos elétrons - e
  3. 3. 2. o pico de kilovolt - quanto mais rápido os elétrons, mais provavelmente eles penetrarão na região do núcleo.Algumas vezes um elétron rápido colide com um elétron K num átomo do alvo e coloca-o fora de sua órbita e libera-o do átomo. O vazio na camada K é preenchido quase imediatamente quando um elétron de uma camada maisexterna do átomo cai nela, como indicado esquematicamente na Fig. 7b, e no processo, um K-fóton de raio-Xcaracterístico é emitido. Um fóton de raio-X emitido quando um elétron cai do nível L ao nível K é chamado umraio-X Kα -característico, e aquele emitido quando um elétron cai da camada M à camada K é chamado raio-X K α .Desde que as energias dos elétrons em várias camadas de um átomo são precisamente determinadas pela suanatureza, um elétron caindo de uma camada externa a uma camada interna sempre produzirá um raio-X com umaenergia característica daquele átomo. A Tabela 1 dá as energias dos raios-X Kα de vários elementos. ( O K-edge éexplicado na próxima seção). Os raios-X característicos são de pouco uso no momento exceto em mamografia, ondeum alvo de molibdênio com raios-X Kα de cerca de 18 keV é algumas vezes usados.TABELA 1. Energias aproximadas dos raios-X Kα e K-Edge para vários elementos. Kα (keV) K-Edge(keV)Alumínio 1.5 1.6Cálcio 5 6Cobre 8 9Molibdênio 17.5 20Iôdo 28 33Tungstênio 59 70Chumbo 75 88O espectro de raios-X produzidos por um moderno gerador de raios-X é mostrado na Fig. 8. A curva suave clara édevida ao bremsstrahlung, e a ponta representa os raios-X característicos. Muitos dos fótons de baixa-energia("soft") de raios-X produzidos são absorvidos na parede de vidro do tubo de raios-X.2 COMO OS RAIOS-X SÃO ABSORVIDOSOs raios-X não são absorvidos igualmente bem Por todos os materiais; se eles fossem, eles não seriam muito úteisem diagnósticos. Elementos pesados tais como o cálcio são muito mais absorvedores de raios-X que os elementosleves tais como o carbono, oxigênio, e hidrogênio, e como resultado, estruturas contendo elementos pesados, comoossos, sobressaem claramente. Os tecidos moles - gordura, músculos e tumores - absorvem todos mais ou menosigualmente bem e são assim difíceis de distinguir um do outro numa imagem de raios-X. É claro, o ar é um pobreabsorvedor de raios-X (Fig. 9).A atenuação de um feixe de raio-X é sua redução devida a absorção e espalhamento de alguns dos fótons para forado feixe. Um método simples de medida da atenuação de um feixe de raios-X está mostrado na Fig. 10. Um feixeestreito de raios-X é produzido com um colimador - uma placa de chumbo com um buraco nele - e um detetor deraio-X mede a intensidade do feixe. A intensidade dofeixe não atenuado é I0. Quando folhas de alumínio são introduzidas no feixe, a intensidade I decresceaproximadamente exponencialmente como mostrado na Fig. 11. (Ver Apêndice A para uma discussão geral docomportamento exponencial). Os raios-X de mais baixa energia (soft) são absorvidos mais facilmente que os raios-Xde energia mais alta (duros); a maior penetração dos raios-X duros está mostrada pelo achatamento da curva na Fig.11.A intensidade de um feixe de raios-X monoenergético decrescerá exponencialmente como mostrado pela linhatracejada na Fig. 11. A equação exponencial descrevendo a curva de atenuação para um feixe de raio-Xmonoenergético éI = I0 e-µ x .................................(1)onde e = 2,718, x é a espessura do atenuador, e µ é o coeficiente de atenuação linear do atenuador. O coeficiente deatenuação linear é dependente da energia dos fótons de raios-X; quando o feixe torna-se mais forte, ele decresce.O meio-valor de camada (Half-Value Layer = HVL) para um feixe de raios-X é a espessura de um dado material quereduz a intensidade do feixe pela metade. O HVL para o feixe de raio-X na Fig. 11 é 2,5 mm Al. Note que um outro3,5 mm Al é necessário para reduzir a intensidade à metade novamente; este valor é o segundo HVL. Para um feixede raio-X monoenergético, o segundo HVL é igual ao primeiro. O HVL está relacionado ao coeficiente de atenuaçãolinear porHVL = (0.693) / µ
  4. 4. No chumbo o HVL do feixe de raio-X da Fig.11 será cerca de 0.1 mm. Você pode ver por que o chumbo é usadocomo material de proteção. Uma folha de chumbo de 1,5 mm de espessura (1/16 in.) será cerca de 15 HVLs ereduzirá a intensidade do feixe por um fator de 215 ou cerca de 30.000!A energia equivalente de um feixe de raio-X é determinada pelo seu HVL; é a energia de um feixe de raio-Xmonoenergético com o mesmo HVL. Por exemplo, um conjunto típico de raio-X operando a 80 kVp com um filtrode 3 mm Al terá um HVL de cerca de 3 mm Al. Desde que um feixe de raios-X monoenergético de 28 keV tambémtem um HVL de 3 mm Al, a energia equivalente do feixe de raio-X será 28 keV.O coeficiente de atenuação de massa µ m é usado para remover o efeito da densidade quando se compara a atenuaçãode vários materiais. O coeficiente de atenuação de massa de um material é igual ao coeficiente de atenuação linear µdividido pela densidade ρ do material. A equação 1 pode ser reescrita comoI = I0 e-(µ /ρ )(ρ x) = I0 e-µ m(ρ x) .................................(2)A quantidade ρ está em gramas por centímetro quadrado e é algumas vezes chamada de densidade de área; µ m estáem centímetros quadrados por grama. O coeficiente de atenuação de massa enfatiza que a massa é a principalresponsável pela atenuação dos raios-X. Isto é, 1,0 g de chumbo cobrindo uma área de 1 cm 2 absorverá a mesmaquantidade de raios-X se sua densidade é de 11 g/cm 3 ou se ela está misturada com plástico para reduzir suadensidade a 2 g/cm3 . O HVL em unidades de densidade de área (g/cm2 ) é dado por 0.693/µ m.A Fig. 12 mostra o coeficiente de atenuação de massa da gordura, músculo, osso, iôdo e chumbocomo uma função da energia do raio-X. Note que na base de grama-por-grama, o iôdo é melhor absorvedor que ochumbo por cerca de 30 até 90 keV. Este fenômeno é devido ao efeito fotoelétrico.O efeito fotoelétrico é um dos meios de perda de energia de raios-X no corpo. Ele ocorre quando o fóton de raio-Xincidente transfere toda sua energia a um elétron que então escapa do átomo (Fig. 13a). No fotoelétrico o elétron usaalguma de sua energia (energia de ligação) para desligar-se do núcleo positivo e passa o restante arrancando elétrons(ionizando) os átomos vizinhos.O efeito fotoelétrico está mais apto a ocorrer no campo elétrico intenso próximo do núcleo do que nos níveis maisexternos do átomo, e é mais comum nos elementos com alto Z do que naqueles com baixo Z. É claro, para um dadoelétron ser libertado sua energia de ligação deve ser mais baixa que a energia do raio-X. A energia de ligação de umK- elétron no iôdo é 33 keV, enquanto que no chumbo é de 88 keV, e de 33 a 88 keV um fóton de raio-X podeliberar um K- elétron do iôdo mas não do chumbo. Quando a energia de um raio-X é apenas ligeiramente maior quea energia de ligação, a probabilidade que o efeito fotoelétrico ocorrerá decresce grandemente, e isto explica oestreito aumento na curva para o iôdo em 33 keV e na curva para o chumbo em 88 keV na Fig. 12. Estes estreitosaumentos são chamados K-edges. Os elementos no osso, músculo e gordura tem K-edges, mas eles são de tão baixasenergias ( ~ 6 keV para o cálcio) que eles não aparecem na Fig. 12. As energias K-edges para alguns elementoscomuns são dadas na Tabela 1.Uma outra maneira dos raios-X perderem energia no corpo é pelo efeito Compton. Em 1922 A.H. Compton sugeriuque um fóton de raio-X pode colidir com um elétron externo fracamente ligado de maneira muito parecida de comouma bola de bilhar colide com outra bola de bilhar. Na colisão, o elétron recebe parte da energia e o restante é dadoa um fóton Compton (espalhado), que então viaja numa direção diferente daquela do raio-X original. (Fig. 13b).A energia transferida ao elétron pode ser calculada da mesma maneira que a energia transferida durante uma colisãode bolas de bilhar, usando as leis de conservação de energia e do momento. O raio-X tem uma massa efetiva m deE/c2( da famosa equação de Einstein E = mc 2), e seu momento é E/c. Podemos também calcular a energiaequivalente da massa do elétron e encontrar 511 keV, e o efeito Compton é mais provável ocorrer quando o raio-Xtem esta energia (14).O número de colisões Compton depende somente do número de elétrons por centímetro cúbico, que é proporcional àdensidade. Um grama de osso tem mais ou menos o mesmo número de elétrons que 1 g de água, e assim o númerodo colisões Compton será mais ou menos o mesmo. Note que na 12 os coeficientes de atenuação de massa para agordura, músculo e osso são essencialmente idênticos em 150 keV onde o efeito Compton é dominante. Entretanto,desde que o efeito fotoelétrico está mais apto a ocorrer em materiais com altos Z do que em materiais com baixo Z, afração dos raios-X que perdem energia pelo efeito Compton é maior nos elementos com baixo Z. Por exemplo, naágua ou tecido mole, o efeito Compton é mais provável que o efeito fotoelétrico em energias acima de mais oumenos 30 keV. Mesmo no osso o efeito Compton é mais provável que o efeito fotoelétrico em energias acima de100 keV.A produção de pares é o terceiro maior meio dos raios-X entregarem energia. Quando um fóton muito energéticoentra no campo elétrico intenso do núcleo, ele pode ser convertido em duas partículas: um elétron e um pósitron (e +),ou elétron positivo. O fornecimento de massa para as duas partículas requer um fóton com uma energia de no
  5. 5. mínimo 1.02 MeV, e o resto da energia é dada para as partículas como energia cinética. O pósitron é um pedaço deanti-matéria. Depois de ter gasto sua energia cinética na ionização ele faz uma dança da morte com o elétron. Ambosentão desaparecem, e sua energia-massa usualmente aparece como dois fótons de 511 keV cada, chamados radiaçãode aniquilação (Fig.13c).Desde que o mínimo de 1.02 MeV é necessário para produção de pares, este tipo de interação é importante somenteem energias muito altas (14). Devido ao campo elétrico intenso do núcleo estar envolvido, a produção de pares estámais apta a ocorrer nos elementos com alto Z do que nos elementos com baixo Z.Quanto destas interações estão relacionadas à radiologia diagnostica? Você pode ver que a produção de pares é umadas não usadas na radiologia diagnostica Por causa das altas energias necessárias e que o efeito fotoelétrico é maisútil que o efeito Compton porque ele permite-nos ver ossos e outros materiais pesados tais como balas no corpo. Em30 keV o osso absorve raios-X cerca de 8 vezes mais do que o tecido devido ao efeito fotoelétrico. Para fazer melhoruso do efeito fotoelétrico os radiologistas frequentemente injetam materiais com alto Z, ou meios de contrastes, emdiferentes partes do corpo. Compostos contendo iôdo são frequentemente injetados no fluxo sangüíneo para mostraras artérias (15a), e uma mistura oleosa contendo iodo é algumas vezes espalhada nos pulmões para tornar o fluxoaéreo visível (Fig. 15b).Os radiologistas dão compostos de bário oralmente para ver as partes da regiãogastrointestinal superior (GI superior) e lavagens intestinais com bário para ver a outra extremidade do aparelhodigestivo (GI inferior) (Fig. 15 c).Desde que os gases são absorvedores mais pobres de raios-X que os líquidos e sólidos, é possível usar ar como ummeio de contraste. Quando um pneumoencefalograma é realizado, o ar é usado para trocar alguns dos fluidos nosventrículos do cérebro (Fig 16). Num estudo de contraste-duplo, o bário e o ar são usados separadamente paramostrar o mesmo órgão (Fig. 15 c e d).Para obter informarão adicional de um estudo de contraste das artérias é possível usar uma técnica de subtração emque um raio-X feito após a injeção de um meio contraste é fotograficamente subtraído de um raio-X da mesma partedo corpo feita antes do meio contraste ser injetado. Uma subtração de raio-X contém informações que não podemser vistas em nenhum dos dois raios-X convencionais (Fig.17).Se o efeito fotoelétrico não existisse e os radiologistas tivessem de confiar no efeito Compton, osraios-X seriam muito menos úteis por que o efeito Compton depende somente da densidade do material. O osso écerca de duas vezes mais denso que o tecido mole e ainda seria visto num filme de raio-X tomado com raios-X dealta-energia, mas o contraste seria baixo. Este baixo contraste não é sempre indesejável, entretanto; Por exemplo,num raio-X do peito as costelas são freqüentemente de nenhum interesse e ocultam um pouco os pulmões, e algunscentros médicos usam potenciais ( ~ 350 kVp) para fazer as costelas menos aparente (Fig. 18)O efeito Compton degrada seriamente as imagens de raios-X das partes espessas do corpo desde que ela espalha aradiação que atinge o paciente e incide no filme, reduzindo a informação útil ao reduzir o contraste da imagem.Métodos usados para reduzir a quantidade de radiação espalhada incidindo no filme são discutidos na Seção 3.3 FAZENDO UMA IMAGEM DE RAIO-XÉ relativamente fácil fazer uma imagem de raio-X, ou Röentgenograma - tudo o que é necessário é uma fonte deraios-X e um filme embrulhado num papel preto sobre o qual será gravada a imagem. Entretanto, para fazer uma boaimagem de raios-X, mantendo a exposição aos raios-X a um mínimo, requer considerável conhecimento e o uso demodernas tecnologia. Nesta seção discutimos como uma moderna imagem de raios-X é produzida e os fatores queinfluenciam a qualidade, ou o detalhe, da imagem. Alguns dos mesmos fatores afetam a qualidade das imagensfluoroscópicas (ver Seção 5).Infelizmente, os raios-X não podem ser focalizados para fazer um retrato como com uma câmara. As imagens deraios-X são basicamente imagens dos lançamentos de sombras no filme pelas várias estruturas do corpo; elas foramcerta vez chamados de radiografias, a qual é em Grego a grafia de sombras. Para melhor entender os problemasfísicos da gravação de nítidas sombras de raios-X, vamos considerar os problemas de lançamento de nítidas sombrascom luz visível.Você pode tentar os experimentos ilustrados na Fig. 19 com suas mãos como o objeto. Uma grande lâmpada produzuma sombra borrada porque a luz das diferentes partes do bulbo arremessam sombras em diferentes lugares. A faixaborrada da sombra é chamada a penumbra, que significa "próximo de sombra". A largura da penumbra pode sercalculada das dimensões da lâmpada e das distâncias ao objeto e o papel (Fig. 20). A penumbra pode ser reduzidausando uma lâmpada de diâmetro menor ou movendo-se o objeto para mais perto do papel (Fig. 19b e c). (Mover aslâmpada para mais longe tambémém reduz a penumbra
  6. 6. Um outro problema envolvido no arremesso de sombras nítidas está ilustrado na Fig 19d. O sedimento na águaabsorve um pouco da luz e espalha bastante a luz que não é absorvida.Os problemas envolvidos na obtenção de boas sombras de raios-X são análogos, e o borramento pode ser reduzidousando um pequeno ponto focal, posicionando o paciente tão perto do filme quanto possível (e aumentando adistância entre o tubo de raios-X e o filme tanto quanto possível), e reduzindo a quantidade de radiação espalhadaincidindo no filme tanto quanto possível. É necessário também evitar movimentos durante a exposição, desde que osmovimentos provocam os borrões.O tamanho nominal do ponto focal em muitas unidades de raios-X são de 1 mm (ponto focal pequeno) e de 2 mm(ponto focal grande). Entretanto, os pontos focais são sempre aproximadamente maiores que os tamanhos nominais.Além disso, um ponto focal geralmente não é uniforme e algumas vezes parece ser dois pontos muito juntos. Otamanho real do ponto focal pode ser determinado por várias técnicas. A aproximação física é fazer uma imagem deum furinho de ponto focal e calcular a razão do tamanho do ponto focal do tamanho da imagem e das distânciasenvolvidas (Fig. 21). Num outro método de medir o ponto focal, uma placa metálica com modelos de aberturas dediferentes tamanhos é colocada 20 cm acima de um filme de raio-X e uma exposição é feita (Fig. 22). A penumbraimpede os pequenos modelos de serem resolvidos, e o menor dos modelos que podem ser resolvidos indicam otamanho do ponto focal. Uma vantagem desta técnica é que ela visualmente demonstra a perda de detalhes devida aotamanho do ponto focal.Embora diminuindo o tamanho do ponto focal reduz-se a penumbra, ele tambémém necessita abaixamento depotência para evitar estragos no alvo (ver Fig. 6). Isto reduz a intensidade do feixe de raios-X, requerendo umaexposição maior que usualmente resulta no borramento devido ao movimento do paciente.Embora o paciente seja colocado tão próximo do filme quanto possível afim de reduzir a penumbra, algumas vezes épossível também para reduzir ainda mais a penumbra aumentar a distância do tubo de raios-X até o filme. Filmes dotórax são usualmente feitos de uma distância de 180 cm (72 in.) Por esta razão. Infelizmente, aumentando a distânciareduz a intensidade do feixe de acordo com a lei do inverso do quadrado, tornando-a impraticável para fazer muitosraios-X de uma grande distância; em 90 cm (36 in.) a intensidade de raios-X é quatro vezes aquela em 180 cm.Para obter uma imagem de raio-X satisfatória de partes espessas do corpo tal como o abdômen e quadril, énecessário reduzir a radiação espalhada no filme. A quantidade de radiação espalhada no filme depende de algummodo da energia dos raios-X, mas a espessura do tecido Por onde o feixe de raios-X passa é o fator mais importante- quanto mais espesso o tecido, maior o espalhamento. Também, quanto mais largo o feixe, maior o espalhamento, eassim um simples modo de reduzir a radiação espalhada é mantendo o feixe de raios-X tão pequeno quanto possível.O modo mais significante de reduzir a quantidade de radiação espalhada atingindo o filme é usando uma gradeconsistente de uma série de tiras de chumbo e plástico. As tiras são alinhadas de modo que os raios-X nãoespalhados da fonte atravessará as tiras de plástico e atingirá o filme enquanto a maioria da radiação espalhadaincidirão nas tiras de chumbo e serão absorvidas (Fig. 23).A grade foi inventada Por G. Bucky em 1915; H.E. Pottermelhorou-a em 1919 fazendo-a mover durante a exposição de modo que as tiras de chumbo não produzam sombrasvisíveis na imagem. Algumas grades modernas são estacionárias mas tem tiras de chumbo tão finas (4/mm) que suassombras não interferem com a imagem.A grade mostrada na Fig. 23 é chamada grade focalizadora - ela não foca os raios-X, mas suas tiras são inclinadaspara frente das faces de modo que somente raios-X não espalhados de uma distância ótima (p. ex, 1 m) pode passarsem impedimento. Quando a fonte de raios-X está muito distante desta distância ótima, muitos dos raio-X nãoespalhados serão absorvidos nas tiras de chumbo. Se uma grade focalizadora é colocada ao contrário, somente ocentro do campo será visto na imagem..Se dois raios-X equivalentes são feitos, um com grade e um sem grade, aquele um tomado com a grade será maisclaro Por causa do espalhamento reduzido. Entretanto, ele também requer uma maior exposição do paciente. Desdeque reduzindo o espalhamento reduz o escurecimento do filme, é necessário aumentar a exposição a fim de obter umescurecimento ótimo (densidade óptica) do filme. Além disso, uma exposição maior deve ser dada Por que as tirasde chumbo absorvem um pouco a radiação não espalhada.Quando você faz uma raio-X do tórax, o tecnólogo diz a você para segurar sua respiração pois reduzindo omovimento reduz o borrado. Entretanto, não é possível "segurar" o movimento do coração, e os raios-X do coraçãosão de algum modo borrados. Este borramento pode ser reduzido fazendo a exposição tão curta quanto possível. Odesejo de encurtar as exposições tem conduzido ao desenvolvimento de tubos de raios-X com grandes capacidadesde corrente que podem produzir intensos feixes de raios-X.A maioria das imagens de raios-X são feitas num filme especial levemente comprimido entre duas telasintensificadoras - cartões cobertos com uma fina cobertura de cristais (p.ex, CaWO 4) que absorvem bem os raios-X eemitem luz visível ou UV (fluorescência) quando atingida por raios-X
  7. 7. (Fig. 24).O filme é coberto em ambos os lados com emulsão sensível à luz, e cada lado faz uma "figura" da luz da telaintensificadora com a qual ela está em contato. As telas intensificadoras são muito mais eficientes para fazerimagens de raios-X que os filmes sozinhos. Na Seção 4 discutimos exposições de raios-X, e você verá que um raiosdentário tomado com filme somente (técnica de não tela) requer quase 30 vezes a exposição de raio-X de um raio-Xde tórax tomado com tela intensificadora. Entretanto, desde que o filme grava a luz emitida pela tela melhor do queraios-X incidindo-a, a imagem é mais borrada do que quando o filme sozinho é usado (Fig. 25).As telas são montadas num cassete com um feltro compressível atrás que mantém o filme e a tela em estreito contato(Fig.16.24). Para obter um melhor contato, cassetes a vácuo tem sido desenvolvidos; a pressão do ar do lado de foramantém uma simples tela em estreito contato com o filme. Cassetes a vácuo são frequentemente usados emmamografia, onde o borramento deve ser mínimo para permitir os detalhes finos indicativos do câncer a ser visto.Como quando podemos usar filmes de diferentes velocidades em fotografias, podemos usar filmes de raios-X dediferentes velocidades na radiologia diagnostica. A velocidade é o inverso da quantidade de exposição em Röentgen(R) necessária para escurecer o filme de modo que ele transmite somente 10% da luz incidente (densidade óptica =1.0); isto é, se 0.1 R é necessário, a velocidade é 10 R -1. ( O Röentgen é definido na próxima senão). Em geral,filmes de alta-velocidades requerem menos exposição, isto é, é mais sensível, mas mostram menos detalhes que osde baixas-velocidades. Telas intensificadoras também chegam a diferentes sensibilidades; a mais sensível, chamadatela rápida, são mais eficientes mas mostram menos detalhes na imagem desde que uma camada mais espessa decristal é usada nelas. Telas especiais com camadas de cristais finas, chamadas telas detalhes, tem boa resolução masrequerem mais exposição. Para a maioria dos trabalhos médicos as telas de sensibilidade intermediária, ou telas"parspeed", são usadas.É importante usar a exposição apropriada quando se faz uma radiografia; um bom raio-X não seria nem tão escuro enem tão claro. Algumas unidades de raios-X tem um medidor automático deexposição, ou fototimer, que mede os raios-X atingindo o filme e param a exposição no melhor tempo. O primeirofototimer foi descoberto Por R.H. Morgan em 1942.Num raio-X do tórax, você pode ver que se a exposição nos pulmões é boa, alguma das outras partes são bastanteclaras (subexposta). Embora este problema não pode ser resolvido, a quantidade de subexposição pode ser reduzidade vários modos. O filme que tem maior latitude, ou produz um maior intervalo de sombras cinzas úteis na imagem,pode ser usado, ou a latitude efetiva pode ser aumentada usando uma kilovoltagem mais alta. Algumassobreexposições podem ser evitadas usando absorvedores puncionados nas unidades de raios-X para reduzir aintensidade do feixe sobre as porções finas do corpo.Depois da exposição de raios-X ter sido feita o filme deve ser desenvolvido (processado). Tanto quanto osfotógrafos são prejudicados pela falta de cuidado no processamento, muitas radiografias convenientemente tiradassão inutilizadas Por processamento precário. Quando os produtos químicos estão velhos ou em temperaturas erradas,as imagens podem ser seriamente degradada. Muito da variabilidade do desenvolvimento manual tem sido reduzidopelo uso de processadores automáticos de filmes. A operação dos processadores automáticos seriam checadasdiariamente desenvolvendo um filme dado a uma exposição padrão; se o processador não está funcionandoadequadamente, a escuridão da imagem não será correta.16.4 RADIAÇÃO DE RAIOS-X PARA PACIENTESDentro de poucas semanas após Röentgen ter descoberto os raios-X encontrou-se que os raios-X poderiamprejudicar a pele. Outros perigos dos raios-X são os modos de reduzir a exposição desnecessária com educaçãoapropriada de todos os operadores de raios-X e aplicação de boas técnicas são discutidas no Capitulo 19. Nestaseção discutimos a quantidade de radiação recebida de estudos típicos de raios-X e fatores que afetam a radiaçãorecebida pelo paciente.A unidade usada para exposição de radiação é o Röentgen (R), uma medida da quantidade de carga elétricaproduzida pela ionizarão do ar; 1 R = 2,58 x 10 -4 C/kg de ar. Exposições típicas recebidas Por um adulto para váriosestudos de raios-X são dados na Tabela 16.2; entretanto, existe uma grande variação na exposição dada emdiferentes instalações médicas. Por exemplo, num estudo de exposições de mais de 500 unidades de raios-X do tóraxnos Estados Unidos, foi encontrado que a radiação recebida Por um paciente "padrão" variou de 3 mR a 2300 mR.TABELA 2 - Quantidades Típicas de Radiação Recebida Por Adultos nos Estados Unidos em 1974 Estudo de Exposição(mR) Área do feixe/Área do Produto raios - X filme Área - Exposição (raps) Tórax 23 2 0.5 Crânio 270 1.1 1.3
  8. 8. Abdômen 560 1.1 4.7 Coluna vertebral superior 230 1.9 1.5 (cervical) 790 1.1 6.6 Coluna vertebral inferior 650 2.9 0.2 (sacro-lombar) DentalDesde que uma exposição para uma área maior é mais perigosa que a mesma exposição para uma pequena área, umaquantidade útil para a descrição de radiação ao paciente é o produto área-exposição (EAP = Exposure-AreaProduct), obtida pela multiplicação da exposição em Röentgen pela área em centímetros quadrados. Uma novaunidade chamada rap (Röentgen-Area Product) tem sido proposta para esta quantidade; 1 rap = 100 R cm 2, e assimse você receber uma exposição de 0.6 R numa área de 33 cm 2 (Uma típica exposição dentária) você recebe 20 R cm 2ou 0.2 rap. A Tabela 2 dá valores típicos de EAP para vários estudos de raios-X.A espessura do tecido pelos quais os raios-X devem passar para atingir o filme afeta a quantidade de radiação aopaciente. O feixe de raios-X é reduzido Por um fator de cerca de 2 para cada 2,5 cm de espessura de tecido, e assimum paciente de 25 cm de espessura reduz a intensidade por um fator de cerca de 2 10 ou 1.000. Quando irradiandocom raios-X algumas partes do corpo, tal como o seio e o abdômen, é possível comprimir os tecidos e assim reduzira quantidade de radiação necessária (Fig 26). Comprimindo o tecido também resulta numa imagem de densidademais uniforme, que é mais fácil para o radiologista interpretar.O detetor de imagem usado afeta muito a exposição de radiação. Uma combinação de filme-tela sensível requermuito menos exposição que um sistema de filme não-tela de baixa sensibilidade, mas mostra menos detalhes (verFig. 25).Em geral, a radiação ao paciente é reduzida quando a kilovoltagem é atingida, desde que raios-X de altas energiassão mais penetrantes que raios-X de baixas energias e assim são provavelmente menos absorvidos no corpo.Entretanto, raios-X de alta-energia também produzem mais espalhamento. Usando uma grade reduz-se muito aradiação espalhada mas requer uma exposição maior como explicado na Seção 3. O uso de alta kilovoltagem comuma grade algumas vezes resulta numa exposição maior que o uso de baixa kilovoltagem sem a grade, mas aimagem produzida geralmente contém mais informação.Uns dos mais importantes determinantes da radiação ao paciente é a quantidade de filtração do feixe. Comoexplicado na Seção 2, adicionando a filtração reduz-se a intensidade do feixe (Fig. 27). Os filtros seletivamenteremovem muito mais raios-X de baixa energia do que raios-X de alta-energia. (Fig.28), e desde que a maioria destesraios-X de baixa-energia seriam absorvidos no corpo e não atingiriam o filme, o efeito principal da filtragem éreduzir a exposição do paciente. Os primeiros poucos milímetros de filtragem de alumínio são os mais efetivos naredução da exposição, e a maioria dos estágios requerem que a filtragem para equipamento de raio-X convencionalseja no mínimo o equivalente de 2,5 mm Al.As causas da radiação desnecessária aos pacientes são cobertas no Capitulo 19, mas é apropriado mencionar aquiuma causa comum - o uso dos feixes de raios-X muito maiores que o necessário. Qualquer porção de um feixe deraio-X que cai fora da área do filme é obviamente desperdiçado e realmente reduz a claridade da imagem porprodução de mais radiação espalhada. Ainda em 1974 aárea do feixe usada para raio-X do tórax nos Estados Unidos era na média duas vezes maior que a área do filmeusada (Tabela 2). A Fig. 29 mostra um feixe de raios-X pobremente colimado. Novos equipamentos médicos deraios-X comprados nos Estados Unidos depois de 1 de Agosto de 1974, deve ter um dispositivo para colimar o feixede raios-X para o tamanho do filme que está sendo usado, mas tais regulamentos não se aplicam as muitas outrasunidades mais velhas ainda em uso PRODUÇÃO DE IMAGENS VIVAS DE RAIOS-XFLUOROSCOPIAComo mencionado previamente, Röentgen descobriu os raios-X notando a fraca luz fluorescente emitida peloscristais próximos ao seu tubo de raio-X catódicos.Não obstante os primeiros pesquisadores tenham usado filmes para fazerem suas primeiras imagens de raios-X,encontrou-se logo que as imagens de raio-X poderiam ser vistas diretamente numa folha coberta com um materialfluorescente, ou uma tela fluorescente. Técnicas fluoroscópicas são úteis onde movimento, tal como o movimentodo contraste na região digestiva, deve ser estudado. Fluoroscópios convencionais (estilo antigo) são ocasionalmenteusados hoje em hospitais e clínicas devido ao alto custo de trocá-los com os modernos fluoroscópios de imagemintensificada. Nesta seção discutimos ambos a fluoroscopia convencional e a fluoroscopia de imagem intensificada.
  9. 9. A Figura 30 mostra um fluoroscópio convencional. A cobertura da tela fluoroscópica emite fluorescência amarelaquando atingida Por raios-X, e a tela é coberta com uma folha de vidro com chumbo que absorve aproximadamentetoda a radiação transmitida.A luz produzida na fluoroscopia convencional é muito fraca, e o radiologista vê a imagem com seu sensor de visãonoturna, os bastões, que são cerca de 1.000 vezes mais sensível que os cones usados para a visão diurna mas que nãopodem ver com tanto detalhe (ver Capitulo 15, p.346). Desde que os bastões respondem fracamente à luz vermelha,o radiologista veste óculos de proteção vermelhos por cerca de 30 min antes de ver a tela para adaptar-se ao escurodos seus bastões enquanto continua outros trabalhos usando seus cones (Fig.30). Alguns dos operadores iniciais defluoroscopia não tomavam o tempo para adaptar-se ao escuro mas em vez disso aumentavam a saída do raio-X parafazer a imagem de raio-X mais brilhante. Isto dava a ambos, paciente e operador, quantidades maiores de radiaçãodesnecessária.Fluoroscópios foram usados em lojas de sapatos como expediente secreto para ajudar vendersapatos até cerca de 1960, quando eles foram colocados fora da lei nos Estados Unidos (Fig. 31). Eles davamgrandes quantidades de radiação desnecessária à população. A quantidade de radiação espalhada atingindo asgônodas de pequenos garotos, os usuários desejosos de sapatos fluoroscópicos era muito grande - ele aumentavamuito a dose significante geneticamente da população (ver Capitulo 19, p. 524).Por ser a luz emitida das telas fluoroscópicas convencionais tão fraca, físicos e engenheiros procuraram meios demelhorar o brilho da imagem sem aumentar a radiação ao paciente. Em 1948 Coltman desenvolveu o amplificadorde imagem, ou tubo intensificador de imagem. Os componentes básicos deste tubo estão mostrados na Fig.32.Osraios-X atingem uma tela fluorescente de entrada dentro de um grande tubo evacuado, e os fótons de luz produzidosatingem o fotocatodo adjacente. Ao atingirem o fotocatodo, alguns dos fótons liberam elétrons (Por meio do efeitofotoelétrico) que são então acelerados para frente a uma pequena tela de saída fluorescente. Aos elétrons são dadasenergias de até 25.000 eV, e cada um produz muitos fótons de luz quando ele atinge a tela de saída, que é vista pelosradiologistas, uma câmara se movendo ou uma televisão.Mesmo quando a luz de saída de um moderno sistema intensificador de imagem pode ser 1.000 vezes maior queaquela de um fluoroscópio convencional, ela não resulta numa drástica redução na exposição ao paciente. A maioriado ganho na saída é usado para permitir o radiologista ver a imagem com seus cones, que tem melhor poder deresolução que seus bastões. O brilho aumentado também torna possível tomar movimentos (cines) da imagemfluoroscópica (Fig. 33); estes movimentos podem ser estudados num tempo posterior ou usados para ensinarpropósitos.A Câmara de movimento é algumas vezes trocada com uma câmara de TV e a imagem é vista em um ou maismonitores de TV. Este arranjo permite os radiologistas usarem muitas das técnicas da indústria de TV, tais como agravação em vídeo tape para estudos posteriores e gravação em vídeo para "replay instantâneo". Em 1973 o tuboarmazenador de imagem foi desenvolvido. Este tubo pode "congelar" uma imagem de TV quando uma distribuirãode cargas elétricas de cerca de 1 milhão deilhas microscópicas para estabelecer um sinal estacionário a um monitor convencional de TV sem continuação deradiação ao paciente. A imagem no monitor de TV pode ser eletronicamente mudada para fazer as diferentescolorações de cinza mais fácil para ver6. TOMOGRAFIANuma imagem ordinária de raios-X as sombras de todos os objetos no caminho do feixe de raios-X são sobrepostas,e assim as sombras das estruturas normais podem mascarar ou interferir com as sombras que indicam a doença.Afim de distinguir as sombras indicadoras de doenças, o radiologista freqüentemente toma imagens de raios-X dediferentes direções, tais como de frente, de trás, de lado e um ângulo (oblíquo) intermediário. Tomando imagens deraios-X de cortes do corpo, ou radiografia de seções do corpo, melhor conhecida por tomografia, foi primeiramenteproposta por volta de 1930 como o melhor meio de distinguir estas sombras. A tomografia convencional e atomografia computadorizada, que foi desenvolvida em 1972, são discutidas nesta seção.A ação básica de uma unidade tomográfica linear convencional está mostrada na Fig. 34. O tubo de raios-X e ofilme são ligados mecanicamente e movem-se de modo que as sombras das estruturas num nível escolhido dopaciente - o plano de corte - são arremessadas nos mesmos pontos do filme e assim são fotografadas claramente. Assombras das estruturas acima ou abaixo do plano de corte são borradas na imagem porque eles atingem pontosdiferentes no filme e servem como um fundo mais ou menos uniforme para as sombras das estruturas no plano decorte
  10. 10. Podemos ilustrar o borrado seletivo dos objetos usando um simples dispositivo para testar equipamentostomográficos. O dispositivo, mostrado na Fig. 35 a, é um disco plástico em que númerosde chumbo de 1 a 12 são cravados numa espiral, com cada número 1 mm acima do anterior. A Figura 35b é um raio-X ordinário deste disco, e a Fig. 35 c é uma tomografia dele; note que na tomografia somente o número 5 éfotografado claramente, enquanto os números adjacentes ao 5 são borrados e os números distantes (1 e 12) não sãovisíveis.O movimento linear simples da unidade tomográfica mostrada na Fig. 34 é útil para muitas situações, mas ela podeintroduzir artefatos confusos; Por exemplo, as sombras das estruturas acima ou abaixo do corte que estão contidas aolongo da direção do movimento não serão adequadamente borradas. Afim de eliminar muitos dos artefatos, omovimento do equipamento tomográfico foi feito mais complexo; em muitas unidades modernas o feixe de raios-Xe o filme seguem uma trajetória cicloidal ou elíptica (Fig. 36).Uma tomografia axial é uma imagem de uma fatia através do corpo e é tomada rodando o tubo de raio-X e o filmeao redor do paciente (ver Fig. 18.6). As tomografias axiais são úteis no planejamento do tratamento do câncer comradiação desde que elas freqüentemente mostram as estruturas normais e o tumor.A tomografia axial foi dramaticamente melhorada em 1972 quando Hounsfield desenvolveu a tomografia axialcomputadorizada (CAT), algumas vezes chamada tomografia computadorizada (CT), para a EMI Limitada naInglaterra. Hounsfield fez uso de uma técnica para análise de dados por computador que fora originalmentedesenvolvida para uso na astronomia. (Figura 36)A unidade original CAT, projetada para ser usada na cabeça, está mostrada na Fig. 37. Nesta unidade um tubo deraios-X com um potencial relativamente alto ( ~140 kVp) produz dois feixes estreitos de raios-X que espalhamlinearmente através da cabeça do paciente, e as intensidades dos feixes de raio-X transmitidos são gravados por doisdetetores movendo-se com os feixes sobre o outro lado do paciente (Fig. 38a). Os dados do espalhamento linear sãoarmazenados na memória do computador, e o tubo e detetores são então rodados de 1º e o processo repetido (Fig.38b). Após 180 scans, que requerem cerca de 4 min, o computador analisa os dados para determinar a distribuirãodas densidades na fatia. O operador pode escolher para ter estas densidades impressas como números ourepresentadas por sombras de cinzas para produzir uma imagem. Os números assinalados para a impressão vão demais ou menos -500 para a densidade do ar a mais ou menos +500 para a densidade do osso compacto, com o 0como a densidade da água (Fig. 39). Quando usado para produzir uma imagem (Fig. 40), o instrumento éusualmente ajustado de modo que o intervalo de preto a branco cubra um intervalo bastante pequeno de densidadespara uma diferença de 1% na densidade a ser facilmente vista. O programa de computador pode introduzir artefatosnas regiões onde existem grandes variações abruptas na densidade; a linha preta na face interna do crânio na Fig. 40é um talartefato.Dentro de poucos anos após a invenção do mapeamento CAT mostrado na Fig. 37, os mapeamentos CAT quepoderiam ser usados sobre qualquer porção do corpo foram desenvolvidos. Foinecessário encolher o tempo de scan original de 4 min para eliminar a borração nos scans do tórax (Fig. 41) desdeque um paciente tem dificuldade de segurar a respiração por mais que 30 segundos. O tempo de scan foi reduzidousando um feixe de raio-X colimado numa forma de leque e muitos detetores para medirem os segmentostransmitidos do feixe. O mapeamento CAT usado para a Fig. 41 tem um tempo de scan de 20 segundos.16.7 RADIOGRAFIAS TOMADAS SEM FILMESA Xerox Corporation tem usado uma técnica eletrostática para fazer cópias do material impresso a tanto tempo queo procedimento é freqüentemente chamado xerocando mesmo quando é feito com uma máquina competidora. Atécnica eletrostática usada para fazer uma cópia xerox pode também ser usada para fazer uma imagem de raio-Xchamada xeroradiografia.Numa xeroradiografia, uma placa especial com cobertura de selênio é usada no lugar do filme para gravar a imagem.A placa é dada uma carga positiva uniforme e colocada num cassete light-tight, o qual é então usado da mesmamaneira que o filme cassete (Fig. 42 a). Os raios-X incidindo no paciente atingem a placa xerox e liberam elétronsque neutralizam parte das cargas positivas. As áreas da placa sob partes espessas do corpo reterão a maioria dascargas originais, enquanto sobre as áreas da placa sob partes finas do corpo, a maioria das cargas serãoneutralizadas. A placa é então colocada num processador e espalhada com um fino pó azul escuro carregadonegativamente (Fig. 42b); as áreas com as cargas restantes seguram o pó, produzindo uma imagem positiva doobjeto x-irradiado. Alguns radiologistas preferem uma imagem negativa, que pode ser obtida trocando a carga do pó.As figuras de pó é transferida pelo calor a uma folha de papel coberta com plástico para observação e armazenagem.O processamento leva somente 90 segundos, e a placa é reutilizada melhorada as cargas velhas é rigorosamenteremovida antes da placa ser carregada (Fig. 42a)
  11. 11. Durante o processamento, o pó próximo de uma área que tem pouca carga restante é atraído à face da área maispróxima com mais carga restante, produzindo uma imagem escura e bem definida daquela face. Este efeito deampliação de face é também produzido ao longo das faces das áreas expostas que tem retido a maioria das suascargas originais. Devido a este efeito, uma xeroradiografia mostra os detalhes nas partes espessas do corpo melhordo que uma radiografia convencional (Fig. 43).A principal desvantagem da xeroradiografia é que ela é menos sensível que a radiografia convencional, algumasvezes requerendo exposições que são 10 vezes maiores. Além disso pesquisa deve melhorar a sensibilidade datécnica.A ionografia é um sistema de fotografômento alternativo que é similar a xeroradiografia no modo como as imagenssão processadas. Na ionografia os raios-X transmitidos através o corpo produzem ionizarão numa camada de sólido,líquido ou gás - o material detetor de imagem. Os íons são atraídos para uma folha plástica Por um campo elétrico,tipicamente 1.000 V/cm ou mais, e a folha plástica é então processada pela técnica do pó para mostrar a figuracarregada. Em 1976 um comercial de um sistema de ionografia com gás xenônio como material de detecção foi parao mercado. Pesquisa sobre ionografia líquida foi implementada na Universidade de Toronto, e ionografia sólidaestava sendo investigada na Universidade de Wisconsin.

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