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Tubo de rayos X diseñado para imágenes de pacientes con rayos X, incluido en su carcasa especial
El tubo de rayos X es una fuente de fotones de rayos X de alta energía, que se utilizan para exponer al paciente o la extremidad para imágenes médicas y diagnóstico. Los tubos de rayos X se producen con focos de diferentes tamaños, a veces con dos o tres focos diferentes en un recinto. Los tubos de rayos X se caracterizan por la energía máxima (kVp), las capacidades de potencia con cada foco y la capacidad de calor para el ánodo.

Consejos para comprar un tubo de rayos X
1. Dentro del tubo de rayos X, como con cualquier tubo de vacío electrónico, hay un cátodo, que emite electrones al vacío y un ánodo para recoger los electrones, estableciendo un flujo de corriente eléctrica (conocido como el haz) a través de la x tubo de rayos.

2. Una fuente de energía de alto voltaje, de 30 a 150 kilovoltios (kV), está conectada a través del cátodo y el ánodo para acelerar los electrones. El espectro de rayos X depende del material del ánodo y el voltaje de aceleración.

3. La energía generada por el haz de electrones es el resultado de la excitación de los átomos, que liberan sus electrones de la órbita. Estos electrones ahora son libres para formar parte del haz de electrones.

4. Este haz se acelera a través de un campo de alto voltaje, ganando velocidad y energía hasta que los electrones golpean el objetivo, donde esta energía se convierte en calor y se emite como una radiografía.

5. Esta energía es aproximadamente 0.1% - 2% de la cantidad total de energía producida por el haz de electrones. Esta radiografía es energía en forma de onda electromagnética.

6. La principal diferencia entre un fotón de rayos X y el de un fotón de luz visible reside en la energía de cada fotón. Un fotón de rayos X tiene mucha más energía que la energía de un fotón de luz ordinario. Esto permite que el fotón de rayos X pase más fácilmente a través de los materiales que un fotón de luz normal.

7. Al excitar los electrones y aumentar su energía, los rayos X pasan más libremente a través de la carne y otros materiales que un fotón de luz ordinario. Este paso libre a través de la carne y otros materiales es lo que permite que los rayos X sean una herramienta de diagnóstico tan útil en las disciplinas médicas y de otras imágenes.

8. Los componentes de la envoltura del tubo de rayos X se sellan en una envoltura de vidrio u otro material. Esto permite que los gases y otras impurezas se bombeen fuera del tubo, creando el vacío necesario para un rendimiento adecuado. El proceso de creación de rayos X debe ocurrir en el vacío, para no interrumpir el haz de electrones, y también para permitir el rendimiento y la durabilidad adecuados del "filamento".

9. El cátodo del tubo de rayos X actúa para excitar electrones hasta el punto en que se liberan de su átomo original y luego pueden formar parte del haz de electrones. El cátodo actúa como un electrodo negativo y impulsa las elecciones libres, en forma de haz de electrones, hacia el electrodo positivo.

10. La forma y el tamaño del punto focal del tubo de rayos X dependen del "filamento" (la parte activa del cátodo). El tamaño del punto focal es una medida de la resolución que proporcionará un determinado x- tubo de rayos En general, cuanto más pequeño sea el tamaño del punto focal, mejor será la resolución. Esto a menudo conduce a solicitudes para el tamaño de punto focal más pequeño posible.

11. El tamaño del punto focal depende del nivel de mA para la aplicación, los kV para la aplicación, el ciclo de trabajo, la cobertura de haz necesaria y el ángulo objetivo del tubo.

12. A menudo se supone que cuanto más pequeño es el tamaño del punto focal, "mejor" es el tubo. Si bien es cierto que los pequeños tamaños de punto focal ofrecen una resolución mejorada, debemos tener en cuenta que al reducir el tamaño del punto focal, será necesario correr a niveles más bajos de mA y / o kV en relación con el tamaño del punto focal.

13. El ánodo del tubo de rayos X actúa como un electrodo positivo, atrayendo los electrones libres y acelerando los electrones a través del campo electromagnético que existe entre el ánodo y el cátodo.

14. Esto actúa para aumentar la velocidad de los electrones, construyendo energía potencial. Cuanto mayor sea la clasificación de kV, mayor será la velocidad a la que los electrones son impulsados a través del espacio entre el cátodo y el ánodo.

15. Los electrones luego impactan en un objetivo (más comúnmente hecho de tungsteno, pero este objetivo también puede ser molibdeno, paladio, plata u otro material), causando la liberación de la energía potencial acumulada por la aceleración de los electrones que comprenden el haz de electrones. .

16. La mayor parte de esta energía se convierte en calor y es irradiada por las porciones de cobre del ánodo. El resto se refracta fuera del objetivo en forma de fotones de alta energía, o rayos X, formando el haz de rayos X.

17. El tubo de rayos X kVp (pico de kilovoltios) es una medida de la energía aplicada a los electrones, que los acelera a través del campo de alto voltaje que existe entre el cátodo y el ánodo.

18. Al acelerar un electrón a través de un campo de potencial de 1000V, el electrón tiene un kilovoltio de electronvoltios (1 KeV de energía). El aumento de los niveles de kV puede provocar que se libere una cantidad excesiva de calor a medida que el haz de electrones incide en el objetivo, causando un mal funcionamiento del tubo de rayos X y degradación de los componentes.

19. Esta es también la razón por la cual los tubos de rayos X modernos utilizados en la mayoría de las máquinas de TC tienen un ánodo que gira durante la operación, ya que estas aplicaciones requieren niveles mucho más altos de kV y mA para realizar sus operaciones de imagen requeridas. Al girar el ánodo, el calor generado por el haz de electrones se distribuye, en lugar de enfocarse en un punto estacionario en el ánodo.

20. La rotación del ánodo permite la operación a valores máximos de voltaje pico (kVp) y miliamperios (mA).

21. El mAs del tubo de rayos X (miliamperios) es una función de los amperios aplicados (mA) y la cantidad de tiempo que los amperios se aplican en segundos. Esto da una idea de la cantidad de rayos X generados por un tubo de rayos X dado durante un tiempo de exposición dado.

22. Para la selección del tubo, debe determinar el nivel mínimo de mA que satisfará sus requisitos. La preocupación aquí es que a un mA demasiado alto con un punto focal pequeño, el haz de electrones se enfoca en un área demasiado pequeña para manejar adecuadamente la cantidad de calor generado por el proceso de conversión de energía que ocurre cuando los electrones golpean el objetivo. Esto hará que el material objetivo se derrita y / o se agriete, causando un mal funcionamiento del tubo.

23. A niveles más altos de mA, el tamaño del punto focal necesariamente aumentará, sacrificando la resolución, haciendo de esta relación una compensación directa entre estos dos factores.

24. El ciclo de trabajo de rayos X es cuánto durará cada exposición y cuánto tiempo se administrará entre exposiciones para enfriamiento. Si una unidad será operada continuamente, sin intervalos de enfriamiento, esto se denomina servicio continuo.

25. También es importante a qué nivel de mA y nivel de kV se ejecutará el tubo de rayos X durante un tiempo de exposición determinado. Esta información crítica permite el cálculo de la energía que se ejerce en un tubo de rayos X dado bajo un conjunto dado de características operativas.

26. Las tasas de almacenamiento y disipación de calor existentes para un tubo de rayos X determinado pueden determinar si un tubo de rayos X funcionará o no correctamente en una aplicación dada al nivel de mA requerido, el nivel de kV y el tiempo de exposición necesarios para un rendimiento adecuado.

27. El área de cobertura del haz de rayos X es un tema central para determinar qué tubo de rayos X satisfará sus requisitos para determinar la cantidad de cobertura requerida.

28. La cobertura depende del ángulo del ánodo del tubo de rayos X y la distancia entre el ánodo y el objetivo previsto del haz.

29. Siempre es preferible usar el tipo original del tubo de rayos X, o un tipo de tubo recomendado por el fabricante del equipo.

30. La vida útil del tubo de rayos X puede limitarse a aproximadamente un año. Siempre verifique la fecha de producción del tubo de rayos X.