Propietats i Atenuació dels Raigs X: Efectes i Control

Propietats dels Raigs X

Els Raigs X (Rx) van ser descoberts per Roentgen. Presenten les següents propietats:

• Són capaços de penetrar la matèria.
• Produeixen ionitzacions (fonamental per als sistemes de detecció i per als organismes vius).
• Produeixen fluorescència en determinats materials.
• S’atenuen (baixa intensitat) amb la distància al focus emissor.

La superfície a irradiar és el doble al quadrat, la qual cosa implica que la radiació és una quarta part menys intensa.

Llei de l’Invers del Quadrat de la Distància

La intensitat de la radiació disminueix proporcionalment al quadrat de la distància respecte al focus emissor.

Implicacions de la Llei de l'Invers del Quadrat

Aquesta llei té dues implicacions crucials:

1. En el moment de generar la imatge i d'establir els paràmetres tècnics.
2. En la protecció radiològica, ja que la distància és un factor clau d'atenuació.

Atenuació en Travessar la Matèria

La radiació també s’atenua en travessar la matèria. El procés inclou:

• Radiació incident.
• Radiació dispersa (per absorció i dispersió).
• Radiació emergent.

Els fenòmens que provoquen aquesta atenuació són l'efecte fotoelèctric i l'efecte Compton. Aquesta propietat d'atenuació és de gran importància per a la qualitat de la imatge i per a la dosimetria del pacient.

Factors que Influeixen en l'Absorció de la Radiació

Factors Relacionats amb la Matèria

L'absorció depèn de:

• Gruix de la matèria irradiada: Directament proporcional a l’absorció.
• Densitat de la matèria: Directament proporcional a l’absorció.
• Nombre atòmic (Z) de les estructures: Com més alt és el Z (més electrons), més absorció.

La base del contrast radiogràfic és que les estructures amb un nombre atòmic més alt produeixen una imatge més blanca (major absorció).

Factors Relacionats amb la Radiació

• Raigs X d'alta energia (E): Poca absorció, molt penetrants. És més probable que es produeixi l'efecte Compton (i radiació dispersa).
• Raigs X de baixa energia (E): Més absorció de radiació. És més probable que es produeixi l'efecte fotoelèctric.

Relació entre el Kilovoltatge (kV) i els Efectes

A Baix kV (Baixa Energia)

• Predomina l'efecte fotoelèctric.
• Resultat: Alt contrast i molta absorció (dosi alta al pacient).
• Poc efecte Compton (poca radiació dispersa).

A Alt kV (Alta Energia)

• Poc efecte fotoelèctric.
• Resultat: Poca absorció de radiació (poc contrast i dosi al pacient baixa).
• Molt efecte Compton (molta radiació dispersa).

Radiació Dispersa: Origen i Control

La radiació dispersa s’origina per l'efecte Compton en la matèria irradiada, i és més probable amb energies altes.

Factors que Augmenten la Producció de Radiació Dispersa

• No col·limar.
• Energies altes de radiació.
• Gruix elevat de l’estructura a irradiar.

Com Limitar al Màxim la Producció de Radiació Dispersa

• Col·limant: Millora la qualitat de la imatge.
• Compressió.

Problemes en la Imatge

La radiació dispersa disminueix el contrast perquè els fotons arriben a zones no desitjades, es barregen els colors i la imatge es torna més borrosa (menys contrast).

Sistema per Evitar que els Fotons Dispersos Arribin a la Placa

S'utilitza el Bucky (graella mòbil i antidifusora). Cal tenir en compte que l'ús del Bucky augmenta considerablement la dosi al pacient, ja que absorbeix molts Rx.

Tipus de radiació presents: radiació de fuga (que surt del tub), feix útil de Rx i radiació dispersa (procedent del pacient).

Coeficient d’Atenuació Lineal

El coeficient d'atenuació lineal representa el nombre de fotons que es perden quan els Rx travessen un material. Depèn de:

• Nombre de fotons que surten.
• Gruix del material.
• Composició del material.
• Energia del feix de radiació.

En els primers mil·límetres s’absorbeix molta radiació, ja que hi ha molts fotons per interaccionar i els de baixa energia es perden. A mesura que el feix penetra, hi ha menys fotons i són més energètics, per tant, la interacció esdevé més difícil.

Capa Hemirreductora (HVL)

La Capa Hemirreductora (HVL, de l'anglès Half-Value Layer) és el gruix del material que redueix la intensitat d'un feix de radiació a la meitat per a una determinada energia de radiació.

Aplicacions de la HVL

• Radioprotecció.
• Controls de la qualitat del feix.

Mecanismes de Restricció del Feix de Raigs X

Carcassa

Absorbeix tota la radiació que no va en direcció del feix útil. Si s’escapa, es denomina radiació de fuga.

Filtre

Elimina els fotons de baixa energia, la qual cosa augmenta la qualitat del feix de Rx, redueix la dosi al pacient i disminueix la radiació dispersa.

Col·limació

Pot ser variable o fixa. S'utilitza per evitar irradiar zones innecessàries del pacient.