Produção dos Raios X e equipamentos

1. Produção dos
Raios X e
Equipamentos
Prof. Diego Rohling

2. Objetivos
Conhecer a estrutura e funcionamento do tubo de
raios X.
Entender como diferentes equipamentos geram
imagens médicas.

3. Conteúdos
Estrutura do tubo de raios X (ânodo, cátodo, filamento,
alvo).
Radiação característica e de Bremsstrahlung.
Equipamentos: Radiografia convencional, Tomografia
Computadorizada (TC), Mamografia, Fluoroscopia,
Radiologia digital.
Conceito de PACS e RIS (armazenamento e
comunicação das imagens).

4. Estrutura dos Tubos de Raios X
O tubo de raios X é o componente central responsável
pela produção da radiação utilizada em diagnóstico
por imagem.

5. Estrutura dos Tubos de Raios X
Ele é constituído basicamente por duas partes
principais: o cátodo e o ânodo, inseridos em uma
ampola de vidro ou metal com vácuo interno para
permitir o deslocamento dos elétrons sem colisões
com moléculas de ar.

6. Estrutura dos Tubos de Raios X
Cátodo: localizado em uma das extremidades do tubo,
é composto por um filamento de tungstênio que, ao
ser aquecido pela corrente elétrica, libera elétrons pelo
processo de emissão termoiônica. Esses elétrons ficam
em uma “nuvem eletrônica” próxima ao filamento até
serem acelerados em direção ao ânodo. Um copo de
foco (geralmente de níquel) envolve o filamento e
direciona os elétrons para o alvo

7. Estrutura dos Tubos de Raios X
Ânodo: é o alvo metálico onde os elétrons colidem,
geralmente feito de tungstênio devido ao seu número
atômico elevado e alto ponto de fusão. A colisão dos
elétrons com o alvo converte energia cinética em
radiação (raios X) e calor. Apenas cerca de 1% da
energia se transforma em raios X, enquanto os outros
99% são liberados em forma de calor, o que exige
sistemas de dissipação como rotação do ânodo ou
sistemas de refrigeração.

8. Estrutura dos Tubos de Raios X
Existem dois tipos de ânodo:
Ânodo fixo: usado em equipamentos portáteis ou de
baixa potência.
Ânodo giratório: presente em equipamentos de maior
desempenho, que distribuem o calor em uma área
maior, aumentando a durabilidade e permitindo maior
intensidade de exposição.

9. Estrutura dos Tubos de Raios X
Foco: região do ânodo onde os elétrons atingem o
alvo. Seu tamanho influencia diretamente a qualidade
e nitidez da imagem. Um foco menor proporciona
maior definição, mas gera maior aquecimento
localizado.

10. Estrutura dos Tubos de Raios X
Envoltório e blindagem: o tubo é encapsulado em
uma carcaça metálica com óleo isolante e blindagem
de chumbo, que auxilia no resfriamento e na proteção
contra radiação dispersa. A radiação útil sai apenas
pela janela do tubo, direcionada ao paciente.

11. Estrutura dos Tubos de Raios X

12. Estrutura dos Tubos de Raios X

13. Radiação Característica e de
Bremsstrahlung
Radiação de Bremsstrahlung (radiação de
freamento): Ocorre quando elétrons acelerados
interagem com o campo elétrico do núcleo do átomo
do alvo. Essa interação provoca uma desaceleração ou
desvio brusco na trajetória do elétron, que perde parte
da energia cinética na forma de fóton de raio X. Esse
processo gera um espectro contínuo de fótons, com
energias que variam desde próximo de zero até a
energia máxima correspondente à tensão aplicada ao
tubo (kVp).

14. Radiação Característica e de
Bremsstrahlung
Radiação Característica: Acontece quando um
elétron incidente possui energia suficiente para ejetar
um elétron das camadas internas do átomo (como a
camada K). A vacância deixada é preenchida por um
elétron de uma camada mais externa, liberando
energia na forma de fóton de raio X com valor
específico (característico) do material do alvo. Esse
processo gera picos definidos no espectro de emissão,
como o pico Kα ou Kβ para o tungstênio

15. Radiação Característica e de
Bremsstrahlung

16. Radiação Característica e de
Bremsstrahlung
Esses dois tipos de radiação coexistem na produção
dos raios X clínicos: a radiação de freamento responde
pela maior parte do espectro, enquanto a radiação
característica adiciona linhas de energia específicas.

17. Radiografia convencional
A radiografia convencional é a técnica mais difundida
de diagnóstico por imagem e baseia-se na projeção
bidimensional da anatomia do paciente. O paciente é
posicionado entre o tubo de raios X e um detector
(filme radiográfico ou sistema digital).

18. Radiografia convencional

19. Radiografia convencional
Os diferentes tecidos absorvem quantidades distintas
de radiação:
Ossos, devido ao seu alto número atômico, absorvem
mais radiação e aparecem em branco.
Tecidos moles absorvem menos radiação e aparecem
em tons de cinza.
O ar absorve pouca radiação e aparece em preto.

20. Radiografia convencional

21. Radiografia convencional
Esse método é rápido, de baixo custo e muito útil em
emergências. Entretanto, apresenta limitações, como
a sobreposição de estruturas, que pode dificultar
diagnósticos detalhados.

22. Tomografia Computadorizada (TC)
A TC é uma evolução da radiografia convencional.
Utiliza múltiplos feixes de raios X emitidos em torno do
corpo do paciente, registrados por detectores que
alimentam computadores capazes de reconstruir
imagens em cortes transversais (fatias).

23. Tomografia Computadorizada (TC)
A tomografia computadorizada utiliza um sistema
composto por um tubo de raios X, gerador e
detectores de radiação. Este conjunto gira
simultaneamente dentro da moldura circular no
processo de formação da imagem.
A radiação emitida, a cada posição do tubo e da mesa
formam projeções de dados, as quais são relativas à
atenuação da radiação pelo paciente.

24. Tomografia Computadorizada (TC)
O sinal de cada detecção é digitalizado sendo
transformando em valores numéricos para o
processamento computacional.
As unidades de medida são expressas em Hounsfield
(UH), onde a água é definida como 0 UH e o ar como
-1000 UH.

25. Tomografia Computadorizada (TC)

26. Tomografia Computadorizada (TC)
Aquisição de imagens de TC mostrando a transmissão
de raios no paciente usando uma linha de detector (a),
com rotação do tubo de raios X e detector (b) e por
detector (c).

27. Tomografia Computadorizada (TC)

28. Tomografia Computadorizada (TC)
Aplicações incluem diagnóstico de tumores, AVCs,
fraturas complexas, doenças cardiovasculares e
planejamento cirúrgico.
A evolução tecnológica trouxe tomógrafos multislice,
que captam dezenas ou centenas de cortes
simultaneamente, proporcionando maior velocidade,
menor dose e melhor qualidade de imagem.

29. Tomografia Computadorizada (TC)

30. Mamografia
A mamografia é um exame específico para estudo do
tecido mamário, empregando baixas energias (25-35
kVp) para otimizar o contraste entre os tecidos moles
da mama.
O equipamento é projetado para comprimir a mama
durante o exame, o que reduz sua espessura, melhora
a qualidade da imagem e reduz a dose necessária.

31. Mamografia
A unidade de mamografia consiste em um tubo de
raios X e um receptor de imagem montado em lados
opostos de um conjunto mecânico.
Como a mama deve ser fotografada de diferentes
aspectos, o conjunto pode ser girado em torno de um
eixo horizontal. Para acomodar pacientes de diferentes
alturas, a elevação do conjunto pode ser ajustada.

32. Mamografia

33. Mamografia
Esse exame é o principal método de rastreamento
para detecção precoce do câncer de mama, capaz de
identificar microcalcificações e nódulos ainda em
estágios iniciais.
O rastreamento mamográfico regular contribui
significativamente para a redução da mortalidade por
câncer de mama.

34. Mamografia

35. Fluoroscopia
A fluoroscopia é uma modalidade que fornece
imagens dinâmicas em tempo real, permitindo
observar o movimento de estruturas internas do
corpo.
É amplamente utilizada em exames contrastados do
trato gastrointestinal, ortopedia, cardiologia
intervencionista e cirurgias guiadas por imagem.
Existem três concepções de equipamentos que fazem
uso do princípio de fluoroscopia, sendo eles o

36. Fluoroscopia
Os equipamentos de fluoroscopia são dotados de um
tubo de raios X, normalmente localizado abaixo da
mesa, e um intensificador de imagens localizado
acima, porém, em alguns destes equipamentos esta
disposição é invertida.
Os tubos que fazem parte dos equipamentos de
fluoroscopia são similares aos de radiografia,
entretanto, existem algumas particularidades
importantes a serem salientadas.

37. Fluoroscopia
Na fluoroscopia, o tubo de raios X é projetado para
operar por longos períodos de tempo, funcionando
com correntes que variam de 0,1 mA a 1000 mA. Em
ambas as técnicas, o controle da tensão aplicada (kVp)
depende da espessura (e densidade) da parte do
corpo a ser radiografada, sendo que esse controle é
mantido automaticamente.

38. Fluoroscopia

39. Fluoroscopia
O sistema fluoroscópico utiliza emissão contínua ou
pulsada de raios X, captada por intensificadores de
imagem ou detectores digitais.
Embora extremamente útil, esse método exige cautela
devido ao maior tempo de exposição, podendo
resultar em doses mais altas de radiação se não forem
aplicados protocolos adequados.

40. Radiografia Digital
A radiologia digital revolucionou a prática radiológica
ao substituir os filmes convencionais por detectores
eletrônicos. Existem dois sistemas principais:
CR (Computed Radiography): utiliza placas de fósforo
fotoestimulável, lidas em scanners digitais.
DR (Digital Radiography): detectores digitais diretos
ou indiretos que convertem a radiação em sinais
elétricos instantâneos.

41. Radiografia Digital

42. Radiografia Digital
A imagem digital apresentada em uma tela de
computador é o resultado de um conjunto de
operações matemáticas (algoritmos) aplicadas na
conversão de um sinal analógico em digital. Consiste
de um arranjo de células individuais organizadas na
forma de uma matriz, formada pelo arranjo de linhas e
colunas. Na intersecção destas linhas com as colunas
forma-se a unidade básica da imagem digital, o pixel
(do inglês “picture element”).

43. Radiografia Digital
Cada pixel terá um valor correspondente à intensidade
média dos fótons que atingiram a área
correspondente. Os valores numéricos que estes
elementos apresentam corresponderão ao tom de
cinza e a posição na qual o pixel aparecerá no monitor,

44. Radiografia Digital
As principais vantagens incluem:
Imagens imediatas, sem necessidade de
processamento químico.
Possibilidade de pós-processamento digital (ajustes de
brilho, contraste, zoom).
Redução de repetições desnecessárias.
Integração com sistemas de arquivamento e
comunicação (PACS).

45. PACS e RIS
Na era digital, a gestão das imagens radiológicas
passou a contar com sistemas especializados:
PACS (Picture Archiving and Communication
System): sistema que armazena, distribui e exibe
imagens médicas digitalmente. Ele substituiu arquivos
físicos, permitindo acesso remoto, recuperação rápida
e integração entre diferentes serviços de saúde.

46. PACS e RIS
RIS (Radiology Information System): gerencia dados
administrativos e clínicos, incluindo agendamento de
exames, controle de laudos e histórico de pacientes.
Trabalha de forma integrada com o PACS e com
sistemas de prontuário eletrônico. A integração PACS-
RIS possibilita maior eficiência, segurança das
informações e melhoria na comunicação entre
equipes médicas, garantindo diagnósticos mais
rápidos e precisos.

47. PACS e RIS

48. OBRIGADO