Francisca Donoso H.
Equipos de Rayos X y su funcionamiento
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Francisca Donoso H.
Equipos de Rayos X y su funcionamiento Clase N° 1 21/3/01 Dr. Nelson Andrews Antes que empiecen a leer esta clase, debo advertirles que no está en el mismo orden que la original, ya que de esa forma no se entendió nada. Los Contenidos son los mismos, pero el orden ha sido modificado para que la clase sea más didáctica y comprensible. Así que para aquellos que comparan sus clases con las de la central de apuntes, no se asusten, es la misma clase, pero escrita en distinto orden. Eso sería. Empecemos entonces. En 1895 el Alemán Roentgen descubre los Rayos X y obtienen la primera imagen radiográfica de una mano. Desde ese entonces, esta técnica ha sido muy importante para efectuar diagnósticos acertados tanto en medicina como en Odontología, y por ende, se han preocupado de desarrollar cada vez equipos de rayos mejores. A modo general, todos los equipos de rayos tienen un tubo que va a generar radiación ionizante X (Rayo X), el cual va a atravesar las estructuras del territorio maxilofacial, y se va a generar una imagen radiográfica que nos podrá orientar en el diagnóstico de nuestros pacientes. Un equipo de rayos está compuesto por distintas partes:
1. Cabezal
Tubo de Rayos X Circuito de Alta tensión Circuito de Baja tensión
Es la parte más fundamental del equipo de Rayos ya que es aquí donde se van a generar las ondas de radiación. 2. Brazo Articulado: Es muy importante la mantención del brazo articular, ya que si al momento de tomar la radiografía, este se mueve, no podremos tomar una buena radiografía; no le vamos a achuntar a la película, y en resumen, no va a resultar. 3. Soporte: El soporte une o fija el equipo de rayos; en el caso de los equipos fijos, lo une a la muralla.
4. Comandos Selectores (Panel de Control): Los comandos selectores o Panel de Control nos va a permitir prender/ apagar el equipo y modificar algunas variables de exposición. En los equipos mas modernos, el panel de control es digital, y permite regular con más facilidad el tiempo de exposición de la radiografía. Para tomar las radiografías se utiliza un disparador o Cronorruptor. En algunos equipos, el panel de control está alejado de donde está el paciente, para proteger al operador de exposiciones sucesivas a los rayos X. 5. Reguladores de Voltaje: El regulador de voltaje permite mantener mas menos constante la actividad de corriente que le llega al equipo.
Todos los equipos de Ryos X cuentan con estos componentes; sin embargo, dependiendo de su función específica, estos componentes pueden variar en su forma y ubicación. Existen unos equipos llamados Ortopantomógrafos (Panorámicos) los cuales pueden realizar radiografías extraorales, es decir, no solamente de las piezas dentarias, sino que también de maxilar, mandíbula; es lo que comúnmente se conoce como radiografía panorámica. Aunque este equipo sea distinto al típico equipo que mostraron 27 veces en las diapositivas y que servía para tomar radiografías intraorales (piezas dentarias), va a tener los mismos componentes, y solo va a variar su ubicación. Si se acuerdan, en los equipos convencionales de radiografías intraorales, la película está dentro de la boca del paciente, en cambio, en los Ortopantomógrafos, la película se encuentra detrás de la cabeza del paciente, en un aparato llamado porta chasis. En los equipos panorámicos ultramodernos, traen incorporados un brazo de extensión con un dispositivo especial llamado Cefalostato, el cual permite tomar radiografías a distancia o Teleradiografías. Los distintos equipos de Rayos X pueden ser clasificados en distintas categorías: 1. Según Regulación: a)Regulables: Cuando uno va a realizar una radiografía, se puede “jugar” con los parámetros de exposición, los cuales son el Milivoltaje, Miliamperaje y Kilovoltaje, y además el tiempo de exposición. Por lo tanto, en estos equipos, el operador puede regular: Milivoltaje Miliamperaje Kilovoltaje Tiempo de Exposición
Parámetros de Exposición
b) No Regulables: En estos equipos, el Miliamperaje y el Kilovoltaje viene fijo de fabrica, y el operador puede modificar solamente el Tiempo de exposición. Por esta razón, también se les denomina Ciegos. Entonces, en los equipos No Regulables, lo único que puedo modificar es el: Tiempo de Exposición
2. Según Movilidad del equipos:
a) Estáticos: En estos equipos, se necesita la total inmovilidad del Cabezal, Plano de proyección y del paciente, para realizar una buena toma radiográfica. b) Dinámicos: Necesito la inmovilidad del paciente, ya que va a existir un movimiento coordinado entre el tubo o cabezal y el plano de proyección. Un ejemplo de esto son los equipos Panorámicos. Anteriormente se mencionó que ciertos equipos dinámicos podían tener un Cefalostato que permite tomar teleradiografías; se podría considerar a esta parte como estática, pero deben quedarse con que el Ortopantomógrafo es Dinámico.
3. Según las Zonas que abarcan: a) Zonales: Abarcan un área determinada del territorio maxilofacial. Estos equipos tiene un soporte que permite tomar por ejemplo, radiografías retroalveolares. b) Panorámicos: Abarcan áreas más amplias, como los maxilares, ramas de la mandíbula, etc. Por ejemplo, el ortopantomografo.
4. Según Instalación: a) Fijos: Pueden ir empotrados en la pared. b) Móviles: Tienen un pedestal, pero tienen ruedas, lo cual permite cierto grado de movilidad dentro de la consulta. c)Portátiles: Pueden ser trasladados con facilidad.
Cabezal del Equipo de Rayos El cabezal es la parte más importante del equipo por que es aquí donde se van a generar los Rayos X. Sus componentes principales son el Circuito de baja y Alta tensión y el Tubo de Rayos X. Con respecto a ambos circuitos, es importante entender que ambos son Transformadores. Los Transformadores son dispositivos que permiten aumentar o disminuir el voltaje de la corriente. El circuito de Baja tensión funciona como Reductor ya que disminuye el voltaje de corriente, mientras que el Circuito de Alta tensión es considerado un Amplificador ya que sube el voltaje de la corriente. Los transformadores presentan 2 tipos de bovinas que son alambres enrollados en un núcleo de Hierro, sin tener contacto entre ellos. La Bovina que se conecta a la fuente de Alimentación se denomina Primaria, y la otra, secundaria. (Si entendiste esto, pasa al siguiente párrafo, y si no, vuelve a leerlo) * Circuito de Baja tensión: Su función es producir la incandescencia del filamento. El Transformador del circuito de Baja tensión es Reductor, ya que disminuye los volts de la
corriente alterna de 220 volts a 5 – 10 volts. Este transformador tiene unos espirales llamados Bovina Primaria, y otra secundaria. La Primaria tiene más vueltas de espiral que la secundaria. Estas estructuras van a generar un fenómeno de inducción, el cual va a permitir la liberación de electrones hacia un filamento que está en el tubo. * Circuito de Alta Tensión: Su función es transformar la corriente de 220 volts que entra por el enchufe en una corriente de 70.000 volts (70 Kv), y de esta manera generar una gran diferencia de potencial, por lo tanto es considerado un Transformador Amplificador. También hay un trasformador con Bovinas primaria y secundaria. En este caso, la bovina secundaria es la que tiene un mayor número de vueltas, por que es esta la que está conectada a la fuente de alimentación. La Función de este Transformador es aumentar el voltaje a 70.000, lo cual generara una gran diferencia de potencial que permitirá el desplazamiento de los electrones hacia el ánodo, dentro del tubo de rayos X Al circuito de Alta tensión se encuentra conectado el Cronorruptor.
*Tubo de Rayos X: Presenta un Cátodo y un Ánodo o también llamado anticátodo. El cátodo tiene una Copa Focalizadora con un filamento de Molibdeno y otro de Tugsteno. Su función es centralizar los electrones que se van a generar, y enfocarlos hacia el ánodo. Cuando el filamento de Tugsteno se calienta, es capaz de liberar esos electrones. El ánodo presenta una barra de Tungsteno en la cual chocan los electrones que provienen del Cátodo.
* Autotrasnformador: Permite regular el voltaje para que no hayan grandes variaciones de corriente. ¿Cómo se forman los Rayos X? Lo anterior eran los componentes principales del cabezal. Ahora, vamos a ver como todos estos se integran y logran generar a los Rayos X. Para que puedan entender el asunto, vayan guiándose por los dibujos: El equipo recibe electricidad desde el enchufe; esta corriente alterna de 220 volts es recibida por el Transformador de Baja Tensión que es reductor y que, baja el voltaje a 5 0 10 volts, lo cual va a producir la incandescencia del filamento, generando liberación de electrones. 33 Estos electrones son centralizados por la Copa centralizadora de 2 2 Molibdeno, y se quedan ahí, en el filamento de tungsteno, 1
esperando.(N°1). Este cono centralizador está en el Cátodo del Tubo de Rayos X. Cuando el equipo se dispara, con el Cronorruptor, se activa el Circuito de alta Tensión (N°2), que tiene un Trasformador Amplificador, lo que me va a generar un aumento del voltaje a 70 Kv. Al ser tan grande la diferencia de potencial entre el Ánodo y el cátodo, se va a generar una gran diferencia de potencial y los electrones salen disparados al ánodo. Los electrones se dirigen al Ánodo y chocan contra una barra de Tugsteno (N°3) . Cuando se activa el circuito de Baja tensión, no se liberan los electrones; quedan en el filamento de tugsteno, pero cuando acciono con el cronorruptor el de Alta Tensión, el voltaje se amplifica a 70 Kv y entonces, los electrones viajan al Ánodo. De un modo simple, como un Trasformador baja los volts, y el otro los sube, se genera diferencia de potencial. Ahora, vamos a hacer un close – up del tubo de Rayos X, el cual pueden ver en la siguiente figura: Los electrones que están esperando en el cátodo, por diferencia de potencial van a salir al Ánodo, y van a chocar contra la barra de Tugsteno, y entonces se generan los Rayos X. Este sistema es muy ineficiente por que sólo se generan cuando chocan los electrones contra la Barra de Tugsteno se va a generar los Rayos X, pero solamente en un 1%, ya que el resto se disipa en forma de calor. Por esta razón, los equipos presentan una cubierta de cobre que les permite disipar el calor, y también tienen Aceite. Los Rayos X son ondas electromagnéticas, y no partículas, entonces no vayan a pensar que al paciente lo irradio con electrones, sino que lo hago con las ondas electromagnéticas que provienen de estos electrones. Utilizamos Tugsteno por que es un elemento con un alto número atómico y con alto punto de fusión, que impide que se derrita con las altas temperaturas. (Para que se hagan una idea, el alambrito que viene adentro de las ampolletas, es de Tungsteno). Los equipos presentan un tiempo de Latencia, el cual hay que respetar ya que es este el necesario para que el Tugsteno se enfríe. En los equipos de última generación existe un dispositivo que nos permite que no este siempre encendido el filamento, lo cual es una gran ventaja porque el equipo va a durar más. Con este mecanismo, se prende el filamento unos segundos antes de generar el disparo. Volvamos al tubo ahora. Desde el cátodo se disparan los electrones y llegan al ánodo en donde chocan con la Barra de Tungsteno; el lugar donde chocan los electrones es el punto focal. Lo ideal es que este punto sea lo más pequeño posible. Si el punto focal es pequeño, voy a tener una mejor imagen radiográfica, y viceversa. La Barra de Tugsteno tiene una inclinación de 20° porque permite mejorar el punto focal y a la vez dirigir los rayos hacia
una ventanilla. Que el punto focal sea más pequeño, hace que la capacidad de divergencia de los rayos alcance más distancias. Eso sería lo que pasa adentro del Tubo. Una vez que tenemos formados nuestros rayos, tienen que salir del aparato para que sirvan de algo, y eso es lo que vamos a ver ahora: Los rayos salen por la ventana, la cual es un espacio que no está plomado; el resto del cabezal está plomado para evitar que los rayos salgan para cualquier lado. Necesito colocar un dispositivo que me sirva para eliminar la radiación que no me sirva para obtener la imagen radiográfica. Los rayos que no me sirvan van a ser aquellos con longitudes de onda más larga, ya que los de onda más corta son más penetrantes y sirven más. No tiene ningún sentido irradiar al paciente con rayos de gran longitud de onda ya que estas ondas no me sirven y no es la idea irradiar por irradiar. Para filtrar los rayos de longitud de onda mayor, es necesario utilizar un filtro, que se pone después de la ventanilla, e impide el paso de las longitudes de onda larga, y permite el paso de los rayos de longitud de onda corta, que son más penetrantes y que tienen utilidad diagnóstica. Estos filtros son de aluminio y su espesor varía según el equipo; para equipos estáticos y locales, que son los que se utilizan para tomar radiografías retroalveolares, se usan filtros de 1,5 mm. Si el filtro es más grueso, filtra mas, y por lo tanto, la imagen es de mejor calidad. Luego del filtro viene un diafragma, el cual es un dispositivo plomado que permite centralizar más la radiación ya que los rayos X tienden ser muy divergentes. El diafragma es una redondela con un hoyo al medio (perdón por lo académico, pero es para que entiendan). Los diafragmas son distintos según para lo que se quiera; en equipos dinámicos, los diafragmas pueden ser intercambiados manualmente . Para centralizar aún más el campo, utilizo el cono focalizador, que puede ser de plomo o plástico plomado, y que va a disminuir la divergencia de los rayos para no irradiar a nuestros pacientes innecesariamente. La función del cono dirigir, encausar y circunscribir al haz radiográfico según su cobertura y longitud. Son muy importantes para no irradiar en exceso. Mientras más largo el cono, más centralizado puede ser el rayo. Todos estos dispositivos están en todos los equipos, y se denominan Accesorios Radiográficos (Filtro, Diafragma y Cono Focalizador), pero van a variar en su forma y dimensiones dependiendo para lo que sirvan estos equipos y la técnica que se utilice. Para que todo esto funcione, el tubo de Rayos X debe estar al vacío. _______________________________________
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