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

Interaccion de lo rayos x con la materia

COLISION ELASTICA

COLISION INELASTICA

EXCITACION

IONIZACION

Efecto auger

El efecto Auger es un proceso por el cual los electrones con energías características son expulsados de los átomos, en respuesta a una transición descendente de otro electrón del átomo

Fluorescencia de rayos X

a) Excitación Si se considera un sistema en su estado

fundamental, es decir de menor energía, al aplicarse una energía de una magnitud suficiente, ésta puede ser absorbida por el sistema, pasando éste a un estado de mayor energía o estado excitado debido a la salida de electrones del átomo.

Fluorescencia de rayos x

b) Emisión Los estados excitados son inestables, y el

átomo tiende a volver a su estado fundamental, para lo cual se producen saltos de electrones desde los niveles más externos hacia los niveles más internos, para ocupar los huecos producidos

Fluorescencia de rayos x

b) Emisión Este proceso produce desprendimiento de

energía en forma de radiación de rayos-X secundaria llamada fluorescencia de rayos-X.

INTERACCIONES

DISPERSION COHERENTE

En la dispersión coherente, el rayo X incidente interacciona con un átomo diana, haciendo que éste se convierta en un átomo excitado.

DISPERSION COHERENTE

El átomo diana libera, de forma inmediata, su energía en exceso en forma de rayo X disperso con una longitud de onda igual a la del rayo X incidente (l = l’) y, por tanto, de igual energía. Sin embargo, la dirección del rayo X disperso es diferente de la del rayo X incidente.

DISPERSION COHERENTE

El resultado de la dispersión coherente es un cambio en la dirección del rayo X sin cambiar su energía.

No existe transferencia de energía y, de este modo, tampoco existe ionización. La mayoría de rayos X dispersos de forma coherente se dirigen hacia delante.

EFECTO COMPTON

En el efecto Compton, el rayo X incidente interacciona con el electrón de la capa más externa y lo expulsa del átomo, ionizando a este último. El electrón expulsado se denomina electrón Compton o electrón secundario. El rayo X continúa en una dirección diferente y con una energía menor.

EFECTO COMPTON

La energía del rayo X con dispersión Compton es igual a la diferencia entre la energía del rayo X incidente y la energía del electrón expulsado. La energía del electrón expulsado es igual a la energía de unión más la energía cinética con la cual abandona el átomo.

Energia del foton Compton

Pueden desviarse en cualquier dirección.Cuando el ángulo de desviación aumenta hacia 180°, se transfiere más energía al electrón Compton, aunque incluso en la desviación a 180° los rayos X dispersos retienen como mínimo, de forma aproximada, dos terceras partes de su energía original.

Probabilidad de efecto Compton

La probabilidad del efecto Compton es inversamente proporcional a la energía del rayo X (1/E) e independiente del número atómico.

Efecto Compton en la imagen radiologica

Los rayos X dispersos no proporcionan una información útil en la radiografía.

Producen una densidad óptica uniforme en la placa convencional y una intensidad uniforme en la radiografía digital, lo que produce una disminución del contraste de la imagen.

Efecto fotoelectrico

El rayo X no se dispersa, sino que se absorbe totalmente.

Este proceso se denomina efecto fotoeléctrico

Energia del fotoelectron

Ei = E b + E EC donde Ei es la energía del rayo X incidente, Eb es la energía de unión del electrón y EEC es la energía cinética del electrón.

Energia del fotoelectron

Para los átomos con número atómico reducido, como los que se encuentran en los tejidos blandos, la energía de unión de los electrones de la capa K es baja (p. ej., 0,3 keV para el carbono).

Por este motivo, el fotoelectrón es liberado con una energía cinética casi igual a la energía del rayo X incidente.

Probabilidad de efecto fotoelectrico

Decrese rápidamente como la energía del foton se incrementa.

En general, el coeficiente de atenuación de la masa (t m) para absorción fotoeléctrica varia aproximadamente como 1/(hf)3

Es directamente proporcional a la tercera potencia del número atómico del material absorbente (Z3).

Producción de pares

Un foton de rayos X y Gamma puede interactuar cerca del nucleoen una atenuacion media para producer pares de electrones.

Un par de electrones, uno negative y otro positive aparecen en lugar de un foton. La creacion de los dos electrons require 1.02 MeV. Es irrelevante en el diagnostic medico

Produccion de pares de electrones

Energia de los pares electronicos

Durante la producción de pares el exceso de 1, 02 Mev mostrado como energía cinetica de los dos electrones:

Desintegracion fotonica

Los rayos X con una energía superior aproximadamente a 10 MeV pueden escapar de la interacción con los electrones y el campo eléctrico nuclear y ser absorbidos directamente por el núcleo.

Cuando se presenta este hecho, el núcleo pasa a un estado de excitación y, de forma instantánea, emite un nucleón u otro fragmento nuclear.

Desintegracion fotonica

Absorcion diferencial

La absorción diferencial se presenta debido a la dispersión Compton, el efecto fotoeléctrico y los rayos X transmitidos a través del paciente.

Absorcion diferencial

Básicamente, una imagen radiológica procede de la diferencia entre los rayos X absorbidos fotoeléctricamente en el paciente y los rayos X transmitidos al receptor de imagen.

Dependencia del numero atomico

Se incrementa el efecto fotoeléctrico con el cubo del numero atomico del material con el que interactua

Dependencia de la densidad de la masa

La densidad de masa es la cantidad de materia por unidad de volumen, especificada en unidades de kilogramos por metro cúbico (kg/m3).

Cuando se dobla la densidad de la masa, la probabilidad de la interacción de los rayos X también se dobla,