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