Protección radiológica en radiodiagnóstico y en radiología intervencionista. El haz de rayos X (página 2)

Partes: 1, 2

(Gp:) L
(Gp:) K
(Gp:) M
(Gp:) N
(Gp:) O
(Gp:) P
(Gp:) Energía
(eV)
(Gp:) 6
5
4
3
2

0

(Gp:) – 20
– 70
– 590
– 2800
– 11000

– 69510

(Gp:) 0 10 20 30 40 50 60 70 80
(Gp:) 100

80

60

40

20
(Gp:) L?
(Gp:) L?
(Gp:) L?
(Gp:) K?1
(Gp:) K?2
(Gp:) K?2
(Gp:) K?1
(Gp:) (keV)

Rayos X característicos (II)

Características de átomos
A, Z y magnitudes asociadas
Hidrógeno A = 1 Z = 1 EK= 13.6 eV
Carbono A = 12 Z = 6 EK= 283 eV
Fósforo A = 31 Z = 15 EK= 2.1 keV
Wolframio A = 183 Z = 74 EK= 69.5 keV
Uranio A = 238 Z = 92 EK= 115.6 keV

Radiación emitida por el tubo de rayos X
Radiación primaria: previa a la interacción del haz de rayos X (a la salida del tubo)
Radiación dispersa: la generada tras, al menos, una interacción; necesidad de la reja (o rejilla) antidifusora
Radiación de fuga: la no absorbida por el encapsulado que blinda el tubo de rayos X
Radiación trasmitida: la que emerge tras el paso del haz por la materia

SubFiltración del haz de rayos X

¿Qué es la filtración del haz?
(Gp:) 10 15 20 25 30
(Gp:) 15

10

5
(Gp:) energía (keV)
(Gp:) Número de fotones (normalización arbitraria)
(Gp:) Espectro de rayos X a 30 kV de un tubo de rayos X
Con blanco de Mo y filtración de 0.03 mm de Mo

Absorbente colocado
entre la fuente y el objeto

Absorbe preferentemente
los fotones de menor energía

O absorbe partes del
espectro (filtros de borde K)

Filtración del tubo
Filtración inherente (presente siempre)
? dosis en piel a la entrada del paciente reducida (eliminación de rayos X de baja energía que no contribuyen a la imagen)
Filtración añadida (filtro extraíble)
Reducción adicional de la dosis en los tejidos superficiales y en la piel del paciente sin pérdida de calidad de imagen
Filtración total (inherente + añadida)
La filtración total debe ser > 2.5 mm Al para un generador de > 110 kV
Medida de la filtración ? Capa hemirreductora

Filtración del tubo

Filtración
Cambio en cantidad y
cambio en calidad
El espectro se despalza hacia
mayor energía
espectro fuera del ánodo
tras ventana cápsula del tubo (filtración INHERENTE)
tras filtración añadida

SubRadiación dispersa

Radiación emitida por el tubo de rayos X
Radiación primaria: previa a la interacción del haz de rayos X (a la salida del tubo)
Radiación dispersa: la generada tras, al menos, una interacción
Radiación de fuga: la no absorbida por el encapsulado que blinda el tubo de rayos X
Radiación trasmitida: la que emerge tras el paso del haz por la materia ? rejilla antidifusora

Radiación dispersa
Efecto en la calidad de imagen
Aumento de la borrosidad
Pérdida de contraste
Efecto sobre la dosis al paciente
Aumento de la dosis superficial y profunda
Posible reducción mediante:
uso de la rejilla
limitación del campo a la porción útil
limitación del volumen irradiado (ej.: compresión de la mama en mamografía)

Reja (o rejilla) antidifusora (I)
Radiación que emerge del paciente
Haz primario: contribuye a la imagen
Radiación dispersa: no alcanza al detector y contribuye a la parte principal de dosis al paciente
La rejilla (entre paciente y película) elimina la mayor parte de la radiación dispersa
Rejilla estacionaria
Rejilla móvil (mejor comportamiento)
Rejilla focalizada
Sistema de Potter-Bucky (“bucky”)

(Gp:) Fuente de rayos X
(Gp:) Plomo
(Gp:) Rayos X dispersos
(Gp:) Rayos X útiles
(Gp:) Película y chasis
(Gp:) Paciente

Reja (o rejilla) antidifusora (II)

SubFactores que afectan al espectro de rayos X

Factores que afectan al haz de rayos X
Corriente del tubo
Potencial del tubo (kilovoltaje)
Filtración
Material del blanco z alto o bajo
Tipo de forma de onda

Espectro de rayos X: corriente del tubo
(Gp:) 400 mA
(Gp:) 200 mA
(Gp:) Energía de los rayos X (keV)
(Gp:) Número de rayos X por unidad de energía

Espectro de rayos X: corriente del tubo
Cambia la cantidad
NO cambia la calidad
kV efectivo no cambiado

Espectro de rayos X: kilovoltaje
Cambio de cantidad y
de calidad
Espectro se desplaza hacia mayor energía
Aparecen las líneas características

Espectro de rayos X: filtración
Cambio en cantidad y
Cambio en calidad
El espectro se despalza hacia
mayor energía
espectro fuera del ánodo
tras ventana cápsula del tubo (filtración INHERENTE)
tras filtración añadida

Espectro de rayos X: Z del blanco
(Gp:) Mayor Z
(Gp:) Menor Z
(Gp:) Energía de los rayos X (keV)
(Gp:) Número de rayos X por unidad de energía

Espectro de rayos X: forma de onda
(Gp:) Trifásico
(Gp:) Monofásico
(Gp:) Energía de rayos X (keV)
(Gp:) Número de rayos X por unidad de energía

Factores que afectan
Cantidad de rayos X
Corriente del tubo (mA)
Tiempo de exposición (s)
Potencial del tubo (kVp)
Forma de onda
Distancia foco-piel (fsd)
Filtración

Calidad de los rayos X
Potencial del tubo (kVp)
Filtración
Forma de onda

Resumen
Hemos aprendido acerca del espectro continuo de Bremsstrahlung y de las líneas características (rayos X característicos)
Distintos factores (kV, filtración, corriente, forma de onda, material del blanco) que influyen en la calidad y/o cantidad del haz de rayos X

Dónde encontrar más información
Equipment for diagnostic radiology, E. Forster, MTP Press, 1993
IPSM Report 32, Parte 1, X-ray tubes and generators
The Essential Physics of Medical Imaging, Williams and Wilkins. Baltimore:1994
Especificaciones de fabricantes de diferentes equipos de rayos X