RESUMO DOS ASPECTOS GERAIS DA RADIOLOGIA

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RESUMO DOS ASPECTOS GERAIS DA RADIOLOGIA 
 
 
1. FÍSICA DA RADIAÇÃO 
RELEMBRANDO... 
 
o Matéria: é qualquer coisa que tenha massa e ocupe lugar no espaço. Ela 
é feita de prótons, nêutrons e elétrons. Os prótons e o nêutrons se 
organizam em núcleos atômicos e os elétrons estão em orbitais ao redor 
do núcleo; 
o Estrutura atômica: os fenômenos associados à radiologia empregam o 
modelo mecânico do quantum proposto por Niels Bohr – o átomo como 
um sistema solar em miniatura. Os átomos são formados pelo núcleo + 
elétrons orbitais. O núcleo de todos os átomos é formado por prótons 
carregados e nêutrons. O número de prótons de um elemento (número 
atômico) determina sua identidade e o número total de prótons e nêutrons 
determina a massa atômica desse átomo. Os elétrons estão distribuídos em 
volumes tridimensionais chamados orbitais e as letras s, p, d, f, g e h são 
usadas para descrever as formas orbitais. Apenas dois elétrons podem ocupar 
um orbital; A maior parte da massa de um átomo consiste em prótons e 
nêutrons concentrados no núcleo. O núcleo só contribui com uma pequena 
fração (aproximadamente 1/100.000) do tamanho total de um átomo; a 
maior parte do tamanho de um átomo consiste na nuvem de elétrons em 
órbita. 
o Ionização: quando o número de elétrons em um átomo for igual ao número 
de prótons em seu núcleo, o átomo é neutro. Quando um átomo neutro perde 
um elétron, ele se torna um íon positivo e o elétron passa a ser um íon 
negativo -> esse processo é chamado ionização; 
OBS: Ionização é diferente de Energia de Ionização: A atração 
eletrostática entre um núcleo positivamente carregado e seus elétrons 
negativamente carregados equilibra a força centrífuga decorrente do 
rápido movimento dos elétrons, e os mantém em suas órbitas. 
Consequentemente, a quantidade de energia requerida para remover um 
elétron de uma determinada camada deve exceder a força de atração 
eletrostática entre o elétron e o núcleo. Isto é chamado de energia de 
ionização. 
 
2. NATUREZA DA RADIAÇÃO 
Radiação é a transmissão de energia através do espaço e da matéria. Ela pode 
ocorrer em duas formas: 
o Radiação Corpuscular 
É a radiação sobre a forma de partículas. Consiste em núcleos atômicos ou 
partículas subatômicas movimentando-se em alta velocidade. Partículas 
alfa, partículas beta e raios catódicos são exemplos de radiação 
corpuscular. 
-Partículas alfa: são núcleos de hélio, consistindo em dois prótons e dois 
nêutrons. Devido à sua dupla carga e grande massa, partículas alfa têm alto 
poder de ionizar a matéria pela qual passam. Por causa disso, elas 
transferem rapidamente sua energia e possuem pouco poder de penetração. 
Depois de parar, as partículas alfas adquirem dois elétrons e tornam-se 
átomos neutros de hélio. 
-Partículas beta: são elétrons emitidos por núcleos radioativos; são de 
alta velocidade; elas são menores, mais leves e carregam uma única carga 
negativa, isso faz com que elas possam penetrar a matéria com maior 
profundidade do que as partículas alfa; elas têm menor probabilidade de 
interagir com a matéria do que as partículas alfa. 
-Raios catódicos: também são elétrons de alta velocidade, mas são 
produzidos através de dispositivos fabricados (p. ex.: tubos de raios X). 
 
OBS: A capacidade da radiação corpuscular em ionizar átomos 
depende de sua massa, velocidade e carga. A taxa de perda de energia 
de uma partícula à medida que ela se move pela matéria (tecido) é chamada 
de Energia Linear de Transferência (ELT). Uma partícula perde energia 
cinética toda vez que ioniza a matéria adjacente; quanto maior for seu 
tamanho físico e carga elétrica e menor a velocidade, maior será a sua 
energia linear de transferência. Exemplo: partículas alfa, com alta 
carga e baixa velocidade, perdem energia cinética rapidamente e têm baixo 
poder de penetração (são altamente ionizantes); assim, elas têm uma alta 
ELT. Partículas beta são muito menos ionizantes devido à sua pouca 
massa e baixa carga elétrica, assim têm uma menor ELT. Elas têm uma 
penetração mais profunda nos tecidos do que as partículas alfa. 
 
o Radiação eletromagnética 
É o movimento de energia através do espaço como uma combinação de 
campos elétricos e magnéticos. Ela é gerada quando a velocidade de uma 
partícula eletricamente carregada é alterada. Exemplos desse tipo de 
radiação: raios gama, raios-X, raios ultravioletas, luz visível, radiação 
infravermelha, micro-ondas e ondas de rádio. 
 
-Raios gama são fótons originados do núcleo de átomos radioativos. Eles 
tipicamente têm maior energia do que os raios X. 
-Raios X são produzidos extranuclearmente a partir da interação de 
elétrons com núcleos em tubos de raios X. 
 
Os tipos de radiação que possuem mais energia dentro do espectro 
eletromagnético capazes de ionizar matéria são raios gama, raios X e raios 
ultravioleta, nessa ordem. 
 
São duas as teorias que explicam as propriedades da radiação 
eletromagnética – Teoria Ondulatória (A radiação é propagada na forma 
de ondas. Tais ondas consistem em campos elétricos e magnéticos 
orientados em planos que formam ângulos retos entre si, oscilando 
perpendicularmente em direção do movimento) e Teoria Quântica (A 
radiação eletromagnética é emitida através de pequenos feixes de energia, 
chamados fótons. Cada fóton viaja à velocidade de luz e contém uma 
quantidade específica de energia). 
 
A teoria quântica de radiação teve êxito correlacionando dados 
experimentais na interação de radiação com átomos, no efeito fotoelétrico 
e na produção de raios X. 
 
3. O APARELHO DE RAIO-X 
Os principais constituintes de um aparelho de raios X são o tubo (ampola) de raios 
X e sua fonte de energia. O tubo é colocado dentro do cabeçote para; o cabeçote 
é sustentado por um braço; um painel de controle permite ao operador controlar o 
tempo de exposição, a energia e a taxa de exposição aos feixes de raios X. 
 
o Tubo (Ampola) de Raio-X 
São chamados de tubos de Coolidge; é composta por um cátodo e um 
ânodo situados dentro de uma ampola de vidro evacuada. Os elétrons 
fluem do filamento presente no cátodo e atingem um alvo dentro do ânodo, 
onde a energia de alguns elétrons é convertida em raios X; 
 
Para que a ampola funcione é necessária uma fonte de energia para: 
1) aquecer o filamento do cátodo e assim gerar elétrons; 
2) estabelecer um potencial de alta voltagem entre o cátodo e o ânodo para 
acelerar os elétrons em direção ao ânodo; 
 
 
 
Sobre o cátodo... 
O cátodo consiste em um filamento e uma taça focalizadora (copo 
focalizador). O filamento é a fonte de elétrons dentro da ampola e consiste 
em um fio de tungstênio, que aumenta a liberação de elétrons pelo fio 
aquecido. 
 
O filamento fica na taça focalizadora, um refletor côncavo negativamente 
carregado, feito de molibdênio. A taça focalizadora direciona 
eletrostaticamente os elétrons emitidos pelo filamento incandescente em 
um feixe estreito, dirigindo-os a uma pequena área retangular do anodo, 
chamada de área (alvo) focal. Os elétrons caminham nesta direção porque 
eles são repelidos pelo catodo, negativamente carregado, e são atraídos 
pelo anodo, positivamente carregado. 
 
OBS: Qual a importância do vácuo feito vácuo na ampola de raios X? 
Prevenir colisão dos elétrons em movimento com moléculas de gás, que 
reduziriam significativamente sua velocidade. Isto também previne a 
oxidação e a “queima” do filamento. 
 
Sobre o ânodo... 
O ânodo consiste em uma placa (alvo) de tungstênio incrustada em um 
bloco de cobre. O propósito deste alvo na ampola de raio- X é converter a 
energia cinética dos elétrons, gerada pelo filamento, em fótons de raios X. 
E porque o tungstênio? Tem um alto número atômico (mais eficiente na 
produção de raio-X), alto ponto de fusão, elevada condutividade térmica 
(permitindo a dissipação do calor pelo bloco de cobre) e baixa pressão de 
vapor às temperaturasde funcionamento da ampola de raios X. 
 
4. PRODUÇÃO DE RAIO-X 
Elétrons deslocando-se do filamento ao alvo convertem parte de sua energia 
cinética em fótons de raios-X pela formação de Radiação de Frenagem e 
Radiação Característica. 
 
o Radiação de Frenagem 
É produzida por uma brusca parada ou redução da velocidade dos elétrons 
(emitidos pelo filamento) no alvo focal; corresponde a maior parta da 
radiação produzida em tubo de raio-X. 
 
Os elétrons do filamento podem: 
-Atingir diretamente o núcleo dos átomos de tungstênio que formam alvo 
focal – quando isso ocorre toda energia cinética do elétron é transformada 
em um único fóton de raios – X; a energia do fóton será igual a energia do 
elétron, logo, será igual a voltagem aplicada; 
-Podem passar próximos ao núcleo dos átomos de tungstênio, levando a 
sua desaceleração. A desaceleração faz o elétron perder parte da sua 
energia cinética, que será dispersa sobra a forma muitos novos fótons. 
 
Quanto mais próximo do núcleo o elétron passar, maior será a atração 
eletrostática entre os dois, maior será o efeito de frenagem e a energia dos 
fótons resultantes. 
 
o Radiação Característica 
 
Ocorre quando um elétron do filamento desloca um elétron da camada de 
um átomo de tungstênio do alvo focal. Quando isto acontece, um elétron 
de mais alta energia de uma camada mais externa do átomo de tungstênio 
é rapidamente atraído para o espaço vazio deixado na camada interna 
deficiente. Quando o elétron de camada externa substitui o elétron 
deslocado, um fóton é emitido com uma energia equivalente à diferença 
de energia entre as duas órbitas. 
 
A Radiação Característica é só uma fonte secundária de radiação, ou seja, 
contribui com apenas uma pequena fração dos fótons formados em um 
feixe de raios-X. 
 
5. FATORES QUE CONTROLAM O FEIXE DE RAIO-X 
o Tempo de exposição (s): a alteração da duração da exposição modifica o 
número de elétrons gerados. Quanto maior o tempo de exposição, maior 
será o número de fótons gerados em todas as faixas de energia do espectro 
de emissão dos raios-X (ao dobrar a exposição você também dobra o 
número de elétrons) = influencia o grau de escurecimento da 
radiografia. 
o Corrente da ampola (mA): a quantidade de radiação produzida por uma 
ampola é diretamente proporcional à corrente (mA) e ao seu tempo de 
operação. Quando se aumenta a mA, mais energia é aplicada ao 
filamento, mais aquecido ele fica, mais elétrons são liberados e mais 
radiação será produzida = influencia a densidade da radiografia. 
o Pico de voltagem da ampola (kV): ao aumentar o kV, aumenta a 
diferença de potencial entre o cátodo e o ânodo, aumentando assim a 
energia de cada elétron ao colidir com o alvo focal (aumenta a velocidade 
do elétron). Quanto maior a energia de um elétron, maior será a chance 
de ele ser convertido em fótons de raios X = influência a qualidade do 
feixe (qualidade do feixe = energia média de um feixe de raio X) e o 
contraste (diferentes tons de cinza). 
o Filtração: um feixe de raios X consiste em um espectro contínuo de fótons 
de raios X, mas apenas alguns fótons desse feixe possuem energia 
suficiente para atravessar estruturas anatômicas e alcançar o receptor de 
imagem. Os fótons de baixa energia não conseguem atingir o receptor, 
contribuem para o risco ao paciente e não causam benefício nenhum. Esses 
fótons devem ser removidos e isso pode ser feito com um disco metálico 
(filtro) no caminho do feixe = o filtro remove os fótons de baixa energia e 
deixa passar os de alta energia que são capazes de formar imagem. 
o Colimação: colimador é uma barreira metálica usada para restringir o 
tamanho do feixe de raios X e o volume de tecido irradiado. Em 
odontologia são usados colimadores redondos e retangulares. Os 
colimadores retangulares limitam ainda mais o tamanho do feixe, 
tornando-o minimamente maior que o filme, de modo a reduzir mais a 
exposição do paciente. 
o Distância: a intensidade de um feixe de raios X depende da distância entre 
o objeto e o ponto focal = a intensidade é inversamente proporcional ao 
quadrado da distância da fonte (Lei do Quadrado Inverso). 
Em outras palavras, a mudança na distância entre o tubo de raio-X e o 
paciente apresenta um grande efeito na intensidade do feixe. Tal mudança 
requer uma modificação correspondente de kVp ou de mA, se a exposição 
do filme for mantida constante. 
 
6. INTERAÇÕES DOS RAIO-X COM A MATÉRIA 
A intensidade de um feixe de raio-X é reduzida pela interação com a matéria que 
ele atravessa. Esta atenuação resulta de interações de fótons individuais do feixe 
com átomos do objeto. Os fótons de raios X ou são absorvidos ou se espalham 
para fora do feixe. Em um feixe de raio-X odontológico, há três meios de 
atenuação do feixe: (1) espalhamento coerente, (2) absorção fotoelétrica e (3) 
espalhamento de Compton. 
 
o Espalhamento coerente (Efeito de Thompson): É resultante da 
interação de um fóton incidente de baixa energia com um elétron externo 
do objeto, fazendo esse elétron externo vibrar momentaneamente. Após o 
choque, um fóton espalhado com a mesma energia é emitido num ângulo 
diferente ao da trajetória do fóton incidente. 
o Efeito fotoelétrico (absorção fotoelétrica): esse processo acontece 
quando um fóton incidente interage com um elétron em uma orbital mais 
interna do átomo do objeto, deixando toda sua energia para esse elétron 
interno, o qual é ejetado do átomo (como um fotoelétron). Assim, a órbita 
mais interna do átomo passa a ter uma vaga, um elétron de um nível de 
energia mais alto preenche ela e ao fazer isso, emite radiação característica 
= A absorção fotoelétrica é essencial em diagnóstico por imagem por 
ser o elemento que mais contribui para sua formação. 
o Espalhamento Incoerente (Espalhamento de Compton): Acontece 
quando um fóton incidente interage com um elétron externo, produzindo 
um fóton espalhado de energia mais baixa que o fóton incidente e um 
elétron de recuo lançado do átomo atingido. 
OBS: Esse fenômeno é vantajoso para o paciente porque parte da energia 
do feixe de raio-X incidente não interage com o tecido, mas não é 
vantajoso porque causa escurecimento não-específico no filme. Fótons 
espalhados escurecem o filme sem fornecer informação útil, porque suas 
trajetórias estão desviadas. 
 
7. DOSIMETRIA 
Determinar a quantidade ou dose de exposição à radiação é chamado de 
dosimetria. O termo dose é usado para descrever a quantidade de energia 
absorvida por unidade de massa na área de interesse. Exposição é uma medida de 
radiação baseada na sua capacidade para produzir ionização no ar, sob condições 
normais de temperatura e pressão (CNTP). 
 
o Dose absorvida: 
É a medida da quantidade de energia absorvida por qualquer tipo de 
radiação ionizante por unidade de massa ou de qualquer tipo de matéria. 
 
o Dose equivalente: 
A dose equivalente é usada para comparar os efeitos biológicos de tipos 
diferentes de radiação em um tecido ou órgão. É o somatório dos produtos 
da média das doses absorvidas em um tecido ou órgão e o fator de peso da 
radiação. 
 
o Dose efetiva: 
É usada para avaliar o risco da radiação em humanos. É o somatório dos 
produtos das doses equivalentes de cada órgão ou tecido e o fator de peso 
do tecido; 
 
8. RADIOPROTEÇÃO - Métodos de redução da exposição e da dose ao 
paciente 
o Pacientes devem ser selecionados e essa seleção deve seguir critérios: 
exames radiográficos não devem ser realizados antes da realização de um 
exame clínico (exame físico + anamnese). As radiografias devem ser feitas 
somente quando há uma indicação específica para um determinado paciente 
e a indicação deve ser feita baseada em critérios (evidências clínicas ou 
históricas que identifiquem pacientes os quais haja uma grande probabilidade 
que os exames radiográficos vão fornecer informações que afetariam seu 
diagnóstico, tratamento ouprognóstico); 
Em resumo, deve haver responsabilidade e julgamento do profissional; 
 
Para a realização do exame, a maneira como o trabalho é conduzido 
influencia a duração da exposição do paciente à radiação. É importante se 
ater a escolha de: 
 
a) Filme e imagem digital: fazer uso do filme de uso odontológico 
intraoral do grupo de velocidade E/F, pois é mais sensível e, assim, 
exige metade da exposição; os sensores digitais atuais oferecem 
economia de dose igual ou superior à dos filmes E/F; 
OBS: um dos critérios de classificação dos filmes radiográficos é 
quanto a sensibilidade, sendo de A à F. Os principais são D, E e F, 
sendo o F o tipo mais sensível. 
 
b) Distância foco-pele: as distâncias entre 20 cm e 40 cm são adequadas, 
mas as distâncias maiores são ideais -> uso da distância de 40cm já 
diminui a exposição em 10% a 15% em relação a de 20 cm; 
 
c) Colimação: uso de colimador retangular é o mais ideal -> ele diminui 
a dose de radiação em até 5 vezes em comparação ao circular; 
 
d) Posicionadores de filme e sensor: o colimador retangular diminui a 
dimensão do feixe de raios X e isso pode gerar dificuldades quanto à 
mira do feixe -> para evitar a possibilidade de radiografias 
insatisfatórias (e necessidade de repetição do processo), recomenda-se 
o uso de posicionadores de filme ou sensor digital, uma vez que 
melhoram o alinhamento do filme ou sensor digital com os dentes e o 
equipamento de raio X; 
 
e) Aventais de chumbo e colares de tireoide: a função dos dois é 
reduzir a exposição da glândula tireoide e das gônadas -> a tireoide é 
mais suscetível à exposição à radiação durante a realização de exames 
radiográficos odontológicos; 
 
f) Processamento do filme: todo filme deve ser processado seguindo as 
orientações do fabricante e do processador. Uma técnica de 
processamento pobre, incluindo processamento visual, 
frequentemente resulta em filmes sub-revelados, obrigando o operador 
do raio X a aumentar a dose para compensar tal falha -> isso faz com 
que o paciente e a equipe sejam expostos à radiação desnecessária. 
 
g) Interpretação da imagem: o dentista deve ver as radiografias em 
condições adequadas para uma análise e diagnóstico igualmente 
adequados -> as radiografias podem ser bem visualizadas em uma sala 
semiescura, sendo a luz transmitida através do filme. 
 
o Proteção da equipe 
a) Os operadores do equipamento deveram usar proteção por barreira, 
quando possível, a qual deve conter uma janela de vidro com chumbo 
para permitir ao operador visualizar o paciente durante a exposição; 
b) Quando não é possível sair da sala ou usar uma barreira de proteção, o 
operador deve seguir a regra de posição e distância: o operador deve 
ficar a pelo menos 2 metros (6 pés) do paciente e em um ângulo de 90° 
a 135° em relação ao raio central do feixe de raios X; 
c) O operador jamais segurar os filmes ou sensores no local. Em vez 
disso, deve-se usar instrumentos de suporte de filme ou sensores e 
quando seu uso não for possível, será necessário solicitar que uma 
pessoa responsável pelo paciente segure o sensor no local desejado 
(essa pessoa deve receber a devida proteção, como um avental de 
chumbo); 
d) Nem o paciente nem o operador deveram segurar o cabeçote de raios 
X durante a exposição;