Producción y características de los rayos X: intensidad, filtración y generadores

El Haz de Rayos X

El haz de rayos X es el conjunto de rayos con un mismo origen que se propagan sin dispersión.

Características del Haz de Rayos X

• El haz tiene una intensidad que es función del número de fotones (mA) y la energía de cada uno de ellos (kV).
• El haz se atenúa con la distancia.
• Es obligado filtrar el haz antes de que incida en el organismo (mínimo equivalente a 2,5 mm de aluminio).
• Siempre se debe limitar el haz para conformar el campo radiográfico (colimar).
• Debe dirigirse al centro que se quiera radiografiar y, generalmente, perpendicular al objeto y al detector de imagen.

Intensidad de los Rayos X

La intensidad depende mayoritariamente del mA, que condiciona el número de electrones emitidos por el filamento catódico y, por lo tanto, el número de fotones generados. En menor medida, depende del kV.

"Cuando aumenta el kilovoltaje pico (kVp) aumenta el número de fotones generados".

El kV determina por sí solo la energía cinética de los electrones emitidos y, por lo tanto, la energía de los fotones.

En resumen, la cantidad depende directamente del mA y en menor medida del kVp; la calidad depende por completo del kVp.

E = kV

Nº = mA (+kV) → para que salgan más en poco tiempo.

Efecto Anódico o Efecto Talón

La intensidad del haz no es uniforme en todas sus zonas; es significativamente menor en el ánodo que en el cátodo. Esto se debe a que los fotones generados en las capas más profundas del ánodo deben atravesar un cierto espesor antes de dirigirse hacia el lado del ánodo de rayos X.

Filtración del Haz de Rayos X

Filtración inherente + filtración añadida = filtración total > 2,5 mm Al.

Interesa aumentar la proporción de fotones más energéticos y útiles para la formación de la imagen y disminuir los fotones menos energéticos, que aumentan innecesariamente la dosis del paciente.

Los elementos que componen la estructura del tubo (cristal Pyrex de bombilla, aceite y ventana de la coraza) constituyen la filtración inherente.

El otro tipo de filtración (añadida) lo podemos modificar en función de la técnica radiográfica modificada (kV). Trabajar con alto/bajo kV determina la filtración añadida y será como mínimo de 1,5 mm Al.

Con la filtración del haz se consigue:

• Reducir la dosis superficial del paciente.
• Aumentar la energía media del haz.
• Reducir la intensidad del haz.

Colimadores

Láminas de plomo que se mueven dos a dos para conformar diversos tamaños de campos radiográficos.

Generadores de Rayos X: Evolución y Tipos

1ª Generación: Corriente alterna → La onda del ciclo es la mitad positiva y la otra negativa, con una frecuencia total de 50 Hz. El generador, debido a que el cátodo es negativo y el ánodo es positivo, solo emitía rayos X durante la mitad del tiempo de exposición.

En consecuencia:

1. El tiempo de exposición era prolongado.
2. Tras respectivas exposiciones, existía el riesgo de que, por sobrecalentamiento en la mitad del ciclo (-), el ánodo se convirtiera en emisor de electrones que se dirigieran al filamento catódico, y el tubo se autodestruyera.

2ª Generación: Rectificación a media onda → Mediante dos disyuntores se impedía el paso de corriente en la mitad negativa del ciclo. Como resultado:

1. La frecuencia se mantenía a 50 Hz.
2. Se mantenía el tiempo de exposición.
3. Se impedía la autodestrucción del tubo.

3ª Generación: Rectificación a onda completa → Mediante 4 disyuntores se conseguía desviar las fases negativas y positivas de cada polo hacia el polo correspondiente. Como resultado:

1. Se aumenta la frecuencia a 100 Hz.
2. Se disminuye el tiempo de exposición a la mitad, limitando la posibilidad de borrosidad cinética.

4ª Generación: Generadores trifásicos → La utilización de 3 ondas eléctricas, con un decalaje en el tiempo entre cada una de ellas, permite reducir el valle de los pulsos. En consecuencia:

1. Se aumenta la frecuencia a 150 Hz.
2. Se minimiza la caída de tensión durante la exposición.

5ª Generación: Multifrecuencia → Se aumenta la frecuencia de onda de 50 a más de 3000 Hz.

6ª Generación: Multifrecuencia rectificada → Se consigue el inicio y el cese súbito durante la exposición (actual).

Mesa de Control y Valores de Exposición

Encendido: Al encender, se iluminan todos los botones.

Disparador o disparador de hombre muerto: Se ha de mantener apretado, pero no repite el disparo; si lo dejas antes, el disparo se corta.

Foco: Foco fino o foco grueso. Dependiendo del detalle que quieras ver, mayoritariamente el foco grueso es cuando usas bucky y el foco fino sin bucky.

Componentes básicos: Botón de encendido y apagado, selector de kV, selector de mA, selector de mAs, selector de tiempo de exposición, selector de foco y botón de preparación-exposición.

Preparación-Exposición

En la preparación:

1. Se cierra el circuito primario (circuito de baja tensión), el filamento se pone incandescente, se genera la nube de carga en función de los mA seleccionados (aumento de mA + incandescente).
2. Empieza a girar el ánodo.

En la exposición: Se cierra el circuito de alta tensión y se establece la diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo. El disparador es de tipo "hombre muerto".

¿Para qué sirve el kV?

1. Es la diferencia de potencial entre cátodo y ánodo.
2. Controla la velocidad de los electrones emitidos por el cátodo.
3. Controla la energía de los fotones generados por el ánodo.

¿Para qué sirven los mAs?

1. Es la intensidad de la corriente del tubo de rayos X.
2. Controla el número de electrones emitidos por el cátodo.
3. Controla el número de fotones emitidos por el ánodo.