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UNIVERSIDAD ALAS PERUANASFACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE TECNOLOGÍA MÉDICA
INTRODUCCION E INSTRUMENTACION EN IMAGENOLOGIA
Lic. TM Luis Cesar Torres Cuya
Equipos y accesorios radiográficos
Equipos radiológicos fijos y móviles.
CLASES DE EQUIPOS DE RADIODIAGNOSTICO
Telemandos Arco intervencionista Mamografia Radioquirurgicos Scanner TC
TUBO DE RAYOS X
Se trata de una ampolla de cristal en la que se ha realizado el vacio y que se encuentra en el interior de una carcasa o coraza de proteccion
Componentes del tubo de rayos X
Componentes externos– Revestimiento o coraza– Carcasa
Componentes internos– Catodo– Anodo
Funciones de la coraza
Proteccion radiológica al contener la radiación de fuga (100 mR/h a un metro)
Proteccion eléctrica al contener el aceite refrigerante del tubo
Carcasa o ampolla
Desarrollado en cristal Pirex, el cual conserva un vacio interno y permite la disipación de calor rapidamente
ENVOLTURA DE CRISTAL
EL TUBO DE RAYOS X ES UN TUBO DE VACIO O DIODO EN EL CUAL EXISTEN DOS ELECTRODOS:
CATODO (FILAMENTO)
ANODO (BLANCO)
El filamento
Espiral de alambre de 2 mm de diametro y 1-2 cm de largo. Se produce la emision termoionica. mLos filamentos suelen construirse de tungsteno toriado. Su punto de fusion es de 3410 grados centigrados.
Copa de enfoque
Por divergencia del haz de electrones la copa de enfoque se carga negativamente, de forma que condensa el haz de electrones en una zona pequena del anodo.
Emision de electrones
Aparte de las dimensiones geométricas y las constantes del material, el numero de electrones emitidos por un metal depende en primera instancia de la temperatura.
Ecuacion de Richardson
Gasificacion del tubo radiogeno
Con el fin de obtener las corrientes de unos pocos 100 mA hasta 2 A requiere para rayos x , las temperaturas de emisor se necesitan alrededor 2700 k.
A tales altas temperaturas una evaporación notable del metal puede ser observada, a pesar que el tungsteno tiene un punto de fusión alto
Gasificacion del tubo radiogeno
Esta evaporación conducen al acortamiento de la vida del emisor, por una parte, a través de la deposición de metal en el interior de la envoltura de vidrio con el consiguiente deterioro del aislamiento, y, por otro lado, de una manera directa debido a la fusión del filamento.
Gasificacion del tubo radiogeno
Debido a esto el filamento se calienta a la temperatura de emisión sólo para el corto período de exposición. Con el fin de mantener el tiempo hasta que se alcanza la temperatura de emisión por debajo de 1 s, el emisor se precalienta a alrededor de 1.500 k. A esta temperatura, hay tan poco de evaporación de metal que ningún efecto negativo sobre la vida útil del tubo se puede observar.
ANODO DEL TUBO DE RAYOS X
Los de anodo estacionario se usan en aparatos de odontologia, algunas maquinas portatiles y unidades que no requieran intensidad ni potencias altas en el tubo.Los de anodo rotatorio ya que deben ser capaces de producir haces de rayos X de alta intensidad en un tiempo breve.
Funciones del anodo
El anodo es un conductor eléctrico que recibe los electrones emitidos por el catodo y los conduce a traves del tubo hasta los cables conectores y, de vuelta, a la seccion de alta tension del generador.
Proporciona soporte mecánico al blanco.
Funciones del anodo
Debe ser ademas un buen conductor térmico ya que el 99% de la energía de los electrones se deposita en el blanco en forma de calor.
El anodo debe ser capaz de disipar tal cantidad de calor en el menor tiempo posible (KHU)
BLANCO
EL BLANCO ES EL AREA DEL ANODO CON LA QUE COLISONAN LOS ELECTRONES PROCEDENTES DEL CATODO
PORQUE EL ANODO ES DE WOLFRAMIO (TUNGSTENO)
Tiene un alto numero atomico,para mayor eficiencia en la produccion de rayos X.
Tiene una alta conductividad termica, favorece la disipacion de la gran cantidad de calor.
Tiene un punto de fusion alto
TIPO DE ANODO
Anodo fijo
El blanco de tungsteno esta incrustado en un bloque de cobre.
un método para crear la convección adicional por medio de pozos de sondeo de refrigeración en el bloque de ánodo, a través de la cual el agua o el aceite se bombea a continuación para la refrigeración.
Anodo fijo
El ánodo tiene con frecuencia una campana de captura de electrones con una ventana de berilio que deja pasar la radiación fácilmente, esto previene que los electrones que son reflejados en el blanco lleguen a la envoltura vidrio, y esto afecte adversamente la fuerza disruptiva del tubo (interrupción de la emisión radiogena)
Anodo fijo
debido al espacio libre de campo delante del objetivo, en este diseño también se detiene en gran medida los electrones reflejados caer de nuevo y así reduce la radiación extrafocal indeseable.
Anodo fijo
Anodo rotatorio
El anodo rotatorio gira a velocidades distintas dependiendo de que capacidadde tubo se desee. Tubos de alta capacidad (angiografos, TC, etc.) puedengirar hasta a 10000 rpm. Una frecuencia normal de giro son las 3400 rpm.
Anodo rotatorio
Para incrementar el tiempo de vida del tubo el blanco se diseña con una aleación de renio tungsteno y molibdeno. Puede generar una disipación térmica de 2 x 106 W.
Combinaciones RTM
Efecto talon
Es una consecuencia del angulo anodico que, en principio, es perjudicial para la imagen. Consiste en una falta de homogeneidad en la tasa de fluencia energetica del campo de rayos X en la dirección anodo-catodo; se obtiene un gradiente positivo en dicha direccion y sentido.
Corriente del anodo
Los electrones emergen con una baja velocidad del emisor, formando una nube de electrones alrededor de ella.
Ellos son acelerados hacia el ánodo por la alta tensión aplicada. Desde la nube de electrones pantallas parcialmente apantallada por el campo eléctrico generado, sólo una parte de los electrones se ven afectados a bajos voltajes.
Ley de cargas en el espacio
Para voltajes bajos, la ley de cargas en el espacio aplicada es:
Focalizacion
por medio de un electrodo adicional de una forma adecuada dispuesto alrededor del cátodo (electrodo Wehnelt) y en el potencial del cátodo, el camino de las líneas de equipotencial puede ser cambiado de tal manera que los electrones se orientan a el punto focal por las fuerzas dirigidas hacia la línea central de unirse cátodo y el ánodo.
Focalizacion
Focalizacion
Angulo del anodo
Los angulos anodicos de los tubos suelen oscilar entre los 5 y 15 grados y los tamaños de punto focales (efectivos) entre 0,1 mm y 2,0 mm.
Geometria del punto focal
El área cubierta por los electrones y su distribución en el ánodo determina el tamaño y la estructura de la mancha focal, cuyo tamaño efectivo se obtiene de su proyección en la dirección de formación de imágenes.
Geometria del punto focal
Capacidad de carga del tubo de rayos X
La subida de temperatura en el casco para tiempos cortos de carga (menor a 0,5 s) se describe como:
GENERADOR
Generador electrico
Conjunto de dispositivos electricos que nos permiten “comunicar ” con el tubo de rayos X; esto es, que le proporcionan al tubo la corriente de filamento y la alta tension adecuadas para generar el haz de rayos X de las caracteristicas deseadas.
Compensador de linea
El compensador de linea incorpora un aparato para medir el voltaje que llega a la unidad y un control para ajustar esa tension a 220 V exactamente
Autotransformador
Convierte los 220 V de entrada en tensiones distintas que son aplicadas al circuito de filamento, por una parte y al circuito de alta tensión por otra
Circuito del filamento
Responsable de la corriente del tubo de rayos X, o numero de electrones que cruzan desde el catodo hasta el anodo por segundo, y que se mide en miliamperios (mA).
Circuito de alta tension
Proporciona al transformador de alta tension una diferencia de potencial tal que la señal de salida de este ultimo tenga el valor, en kV, que el operador ha seleccionado en la consola del equipo.
Transformador de alta tension
Es un transformador elevador, lo que significa que el voltaje secundario (inducido) es superior al primario (suministro), ya que el numero de arrollamientos secundarios en las bobinas es mayor que el de los primarios.
Rectificador de tension
La rectificacion es el proceso de convertir la tension alterna en tension continua y, por tanto, la corriente alterna en corriente continua.
Metodos de rectificacion
No rectificado donde el tubo de rayos x actua como rectificador
Rectificada de media onda con diodos que evitan que la tensión inversa afecte el tubo
Rectificada de onda completa con 4 diodos o mas que invierten la onda negativa
TIPOS DE TUBO
TUBO DE RAYOS X DE MAMOGRAFIA
Tubo de ánodo giratorio de 71 mm (2.8”), 50 kV, 222 kJ (300 kUC). Consta de un objetivo de molibdeno con 16° pendiente. Marcas focales: 0.1 - 0.3. Potencia nominal de entrada del anodo:
Foco fine - 560 W Foco grueso - 3.0 kW Para una potencia equivalente del anodo de
60 Watts
Diseño de tubo de rayos x de mamografia
El tubo straton
Termodinamica del tubo straton
En este concepto la superficie del anodo esta en directo contacto con el fluido de enfriamiento.
Termodinamica del tubo straton
La transferencia de calor (Pc) esta denotado por:
α the heat transfer coefficient, AC the cooling surface DT the temperature difference between
cooling surface and cooling fluid
Haz electrónico dinamico
El rango de voltaje del tubo utilizado para las imágenes médicas de alrededor de 40 kV a 150 kV, los electrones adquieren una velocidad de hasta aproximadamente 50% de la velocidad de luz. La fórmula básica para la deflexión del haz de electrones será encontrado por las ecuaciones básicas de la fuerza de Lorentz y la fuerza centrífuga.
Gracias
