Una breve reseña al equipo de rayos X odontológico.

1. TEMA IV:
EQUIPO DE RAYOS X
COMPONENTES
FUNCIONAMIENTO
C.D. JESICA ROCÍO CALLE MOROCHO
C.D. ANTONY MEJÍA MANRIQUE
RADIOLOGÍA ODONTOLÓGICA
CONTEMPORÁNEA

2. EQUIPO DE RAYOS X
SEGURO Y PRECISO
CAPAZ DE GENERAR
RAYOS X
PEQUEÑO
FÁCIL DE MANEJAR Y
COLOCAR
ESTABLE Y
EQUILIBRADO
FÁCIL DE PLEGAR Y
GUARDAR
SENCILLO DE USAR
CAPAZ DE PRODUCIR
IMÁGENES
REQUISITOS

3. MÁQUINA DE RAYOS X
• Un tubo de rayos X.
• Una fuente de alimentación.
• El cabezal del tubo.
• El brazo de apoyo.
• Panel de control.
COMPONENTES

4. MÁQUINA DE RAYOS X
El tubo de rayos X se encuentra situado en el cabezal, junto con algunos componentes de la fuente de
alimentación.
Un material aislante eléctrico, por lo general aceite, rodea el tubo y transformadores. a menudo,
el tubo está empotrado dentro del cabezal para mejorar la calidad de la imagen radiográfica.
La cabeza del tubo es típicamente soportado por un brazo que está montado por lo general en
una pared.
Un panel de control permite al operador ajustar la duración de la exposición, y con frecuencia la
velocidad de la energía y la exposición, del haz de rayos x.

5. TUBO DE RAYOS X
El dispositivo básico generador de rayos X, conocido como tubo de rayos X, consiste
en un Cátodo, formado por una cazoleta enfocadora y un filamento emisor de
electrones, y un Ánodo, constituido por un vástago de cobre y una diana o
anticátodo hacia el que se dirige el haz de electrones con alta velocidad.
El cátodo y anticátodo se encuentran dentro de una envoltura o tubo de cristal en el
que se ha hecho el vacío.
Los electrones del filamento golpean el anticátodo y producen los rayos X.
Para que se ponga a funcionar el tubo de rayos X, es necesaria una fuente de
alimentación que establezca potenciales altos en el tubo, y acelere los electrones
hasta velocidades elevadas.
Varios circuitos controlan el flujo de electrones y el funcionamiento del tubo.

6. CÁTODO
COMPONENTES:
Un filamento.
Una cazoleta o copa enfocadora.
FILAMENTO:
Es la fuente
que emite los
electrones
dentro del
tubo.
Consiste en
un espiral de
alambre de
tungsteno
con
aproximadam
ente 2mm de
diámetro y 1
cm. o menos
de longitud.
Típicamente
contiene
cerca de un
1% de
thorium, lo
que aumenta
en gran
medida la
liberación de
electrones del
alambre
calentado.
El filamento
esta
montado
sobre dos
alambres
rígidos que lo
sostienen y
transmiten la
corriente
eléctrica.
Estos dos
soportes
rígidos pasan
a través de la
cubierta de
cristal, para
servir como
puntos de
conexión de
las corrientes
eléctricas de
alta y baja
tensión.

7. CÁTODO
El filamento se calienta hasta ponerlo
incandescente, a través de un rango de
temperaturas, variando la tensión
(alrededor de 10 voltios) en el
transformador reductor, en el circuito
de baja tensión.
El filamento caliente emite electrones
que provienen de las órbitas exteriores
de los átomos de tungsteno, en
cantidad proporcional a la temperatura
del filamento, mediante un proceso
llamado emisión térmica.
Los electrones emitidos por el filamento
forman una nube o zona cargada
alrededor de éste, y son reemplazados
en los átomos de tungsteno por los
procedentes del polo negativo en el
circuito de alta tensión, que está
conectado a uno de los alambres que
soportan el filamento.

8. CÁTODO
CONTROL
DE mA
AJUSTE FINO
DE LA
TENSIÓN DEL
FILAMENTO
EL FLUJO DE
COORIENTE
QUE LO
CALIENTA
CONTROLA LA
CANTIDAD DE
ELECTRONES
CONTROLA LA
CORRIENTE
DEL TUBO
Un control de miliamperios (mA) proporciona el ajuste fino de la
tensión del filamento y, por tanto, el flujo de corriente que lo calienta.
Por este medio, el control de miliamperios modula la cantidad de
electrones emitidos por el filamento, con lo que se controla la
corriente del tubo (flujo de electrones a través del tubo, medido por el
miliamperímetro).
La corriente del tubo, y por tanto el número de fotones de rayos X
producidos posteriormente, son una función de la temperatura del
filamento.

9. CÁTODO
El filamento se encuentra en una cazoleta enfocadora, un reflector cóncavo de molibdeno con
carga negativa.
La cazoleta tiene como misión enfocar electrostáticamente los electrones emitidos por el filamento
incandescente, hasta formar un haz estrecho dirigido a una pequeña área rectangular del ánodo,
que se denomina Punto Focal.
Los electrones se mueven en esa dirección debido al fuerte campo eléctrico existente entre el
cátodo con carga negativa y el ánodo con carga positiva.
El cátodo repele los electrones, mientras que el ánodo los atrae.
En el tubo de rayos X se crea un vacío lo más completo posible, para facilitar el movimiento de los
electrones a velocidades altas.
El vacío evita la colisión de los electrones en movimiento con las moléculas de gas, lo que podría
reducir de forma significativa su velocidad. También evita la oxidación y que se consuma o queme
el filamento.

10. ÁNODO
ANTICÁTODO:
Convierte la energía cinética de los electrones en fotones de
rayos x.
VÁSTAGO DE COBRE:
Disipa el calor, reduce el riesgo de fusión.
Está formado por un anticátodo o diana de tungsteno y un vástago de cobre.

11. ÁNODO
El anticátodo se fabrica de tungsteno, el cual
tiene muchas características de un material
ideal:
Número atómico alto: lo que resulta más
eficaz para la producción de rayos X.
Punto de fusión elevado: sólo una pequeña
parte de la energía cinética de los electrones
que emite el filamento, generan fotones de
rayos X al chocar con el punto focal. La
producción de rayos X es un proceso
bastante ineficaz, y más del 99% de la
energía cinética se convierte en calor.
Presión de vapor baja: evita poner en peligro
el vacío dentro del tubo a las altas
temperaturas de trabajo.
Conductividad térmica elevada: permite
disipar fácilmente el calor en el vástago de
cobre.

12. ÁNODO
Este tipo de ánodo se denomina ánodo estacionario.
Además se puede hacer circular aceite aislante entre la envoltura de cristal y la carcasa protectora del tubo.
El cobre, un buen conductor térmico, disipa el calor del tungsteno del ánodo de cobre, reduciendo así el
riesgo de fusión del anticátodo.
Como la conductividad térmica del tungsteno es relativamente baja, el anticátodo se suele colocar sobre un
gran bloque de cobre.

13. PUNTO FOCAL
La definición de la
imagen radiográfica
aumenta cuando el
tamaño de la fuente de
radiación, el punto focal,
disminuye.
El punto focal es el área
del anticátodo hacia el
cual dirige la cazoleta
enfocadora los electrones
emitidos por el filamento.
Sin embargo, el calor
generado por unidad de
área del anticátodo
aumenta al disminuir el
tamaño del punto focal.
Para aprovechar las
ventajas de un punto
focal pequeño y al mismo
tiempo distribuir los
electrones sobre la
superficie de un
anticátodo grande, éste
se coloca en ángulo
respecto al haz de
electrones.

14. PUNTO FOCAL
La proyección del punto focal perpendicular al haz de electrones (el punto focal efectivo) es
menor que el tamaño real del punto focal.
El anticátodo se inclina unos 20° respecto al rayo central del haz de rayos X.
Asi se consigue una geometría que proporciona un punto focal efectivo que hoy en
dia es menor a 1 x 1 mm, mientras que el punto focal real mide casi 1 x 3 mm.
El efecto es una fuente de rayos X aparentemente menor y un aumento de la nitidez de la
imagen, con un punto focal real mayor para disipar el calor.

15. ÁNODO ROTATORIO
Otro método para disipar el calor de un punto focal pequeño consiste en utilizar un
ánodo rotatorio.
En este caso el anticátodo de tungteno tiene la forma de un disco biselado, que gira
mientras el tubo esta funcionando.
Como resultado los electrones impactan en áreas sucesivas del anticátodo
mientras éste rota, lo que aumenta el tamaño del punto focal en una cantidad
proporcional a la circunferencia del disco biselado, y distribuye el calor sobre
toda ese área.

16. FUENTE DE ALIMENTACIÓN
Las funciones primarias de la fuente de alimentación
son:
Proporcionar corriente para calentar el
filamento del tubo de rayos X mediante
un transformador reductor.
Generar la diferencia de potencial entre el
ánodo y el cátodo mediante un
transformador de alta tensión.
Estos transformadores y el tubo
de rayos X se encuentran
dentro de un alojamiento
metálico conectado a tierra que
se denomina cabezal del
aparato de rayos X.
Los transformadores están
rodeados por un material
aislante de la electricidad, en
general aceite.

17. CORRIENTE DEL TUBO
El transformador reductor del filamento reduce la tensión de la corriente alterna (AC) de
entrada hasta aproximadamente 10 voltios.
Su funcionamiento se regula con el control de corriente del filamento (mA selector), que
ajusta la intensidad que recorre el circuito de baja tensión y, por tanto, el filamento.
Por otra parte regula el calentamiento del filamento y, en consecuencia, la cantidad de
electrones emitidos.
Los electrones emitidos por el filamento viajan hasta el ánodo y constituye la corriente del
tubo.
Los valores numéricos de mA en el filamento se refieren a esta corriente del tubo,
normalmente unos 10 mA, que se mide por el miliamperímetro.
Esta corriente no es igual a la corriente que fluye a través del filamento para calentarlo.

18. VOLTAJE DEL TUBO
Un voltaje alto es requerido entre el ánodo y el cátodo para dar a los
electrones la energía suficiente para generar rayos X.
El voltaje real usado en una máquina de rayos x se ajusta con el
autotransformador.
Utilizando el selector de pico de kilovoltios, el operador ajusta el
autotransformador y convierte el voltaje primario de la fuente de entrada en
tensión secundaria deseada.
La tensión secundaria seleccionada se aplica a la bobina primaria del
transformador de alta tensión, que aumenta la tensión de pico de la
corriente entrante de la línea (110 V) hasta 60.000 a 120.000 V (60 a 120 kV).
Esto aumenta la energía máxima de los electrones que pasa a través del tubo
de 60 a 120 keV y les proporciona energía suficiente para generar rayos x.
El control de kVp selecciona el pico de tensión entre el ánodo y el cátodo.

19. Puesto que la corriente de la línea es alterna (60 ciclos por segundo), la polaridad del tubo de rayos X variará
con la misma frecuencia.
Cuando la polaridad de la corriente alterna de alta tensión aplicada al tubo, hace que el anticátodo sea
positivo y el filamento negativo, los electrones que rodean al filamento serán acelerados hacia el anticátodo
positivo, y fluirá corriente a través del tubo. Al aumentar la tensión del tubo, se incrementará la velocidad de
los electrones hacia el ánodo.
Puesto que la tensión de la línea es variable, la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo también
variará.
El ajuste del dial selector de kVp controla el pico de tensión en el tubo durante un ciclo.
Cuando los electrones inciden sobre el punto focal, parte de su energía se convierte en fotones de rayos X.
En el anticátodo se producen rayos X con mayor eficiencia cuando la tensión aplicada al tubo es alta. Así
pues, la intensidad de los pulsos de rayos tenderá a mostrar un pico muy pronunciado en el centro de cada
ciclo.

20. Durante la siguiente
mitad (mitad negativa)
del ciclo, la polaridad
de la corriente alterna
variará y el filamento
pasa a ser positivo y el
anticátodo negativo.
En esos momentos los electrones
permanecen en las proximidades
del filamento y no fluyen a través
del espacio existente entre los dos
elementos del tubo.
Ese voltaje se
denomina tensión
inversa o flujo inverso.
VOLTAJE DEL TUBO

21. VOLTAJE DEL TUBO
Durante esta mitad del
ciclo no se generan rayos X,
por lo tanto, cuando se
alimenta un tubo de rayos
X con corriente alterna de
60 ciclos, se generan 60
pulsos de rayos X por
segundo, con una duración
1/120 segundos c/u.
Este tipo de circuito de
alimentación, en el que se
aplica directamente alta
tensión alterna al tubo,
limita la producción de
rayos X a la mitad del ciclo
de corriente alterna.
El procedimiento se
denomina autorectificación
o rectificación de media
onda.
La mayoría de equipos de
rayos X dentales
convencionales son
autorectificados.
El resultado es que la
energía media del haz de
rayos x producido por estas
máquinas es mayor que la
energía media de una
máquina de rectificación de
media onda convencional
conectada a la misma
tensión.
Las imágenes resultantes de estas máquinas de potencial constante
tienen una mayor escala de contraste, y los pacientes recibe una
dosis más baja en comparación con las maquinas convencionales.

22. CIRCUITOS RECTIFICADOSSeutilizancuatrotiposdecircuitos
rectificados:
Rectificados de media
onda.
Rectificados monofásicos
de onda completa.
Rectificados trifásicos de
onda completa.
De potencial constante.

23. Un tubo alimentado por una fuente
autorectificada NO debe funcionar
durante periodos largos, ya que la
temperatura del anticátodo podría
alcanzar el punto de emisión de
electrones.
Si el anticátodo alcanza ese valor,
existe la posibilidad de que durante
la mitad negativa del ciclo, el voltaje
inverso lleve electrones hasta el
filamento, con los consiguientes
sobrecalentamiento y fusión.
La envoltura del cristal también se
puede dañar si fluyen electrones en
dirección contraria durante el
periodo de voltaje inverso.

24. En los últimos tiempos,
algunos fabricantes de
equipos de rayos X dentales
han sustituido la
alimentación convencional
con corriente alterna de alta
tensión a 60 ciclos, por
alimentación con corriente
continua de alta tensión.
Eso se consigue mediante un
transformador elevador, que
amplifica la tensión
producida por un generador
de corriente alterna con una
frecuencia de 800 o mas
ciclos por segundo, en vez de
la habitual de 60 ciclos.
Las pequeñas ondulaciones
en la corriente de alta tensión
del transformador, son
después suavizadas
electrónicamente para
proporcionar al tubo de
rayos X una corriente en
escencia continua.
La energía del haz de rayos X
producido por el equipo de
corriente continua, es mayor
que la del producido por un
equipo convencional con
rectificación de media onda,
que funcione a la misma
tensión alta.
Eso se debe a la eliminación
de los rayos X de baja
energía (sin utilidad
diagnostica), producidos en
los equipos con rectificación
de media onda mientras la
tensión del tubo aumenta
hasta el máximo y después
disminuye a lo largo del ciclo
de voltaje.

25. TEMPORIZADOR
En el circuito primario
de la alimentación de
alta tensión existe un
dispositivo para
controlar el tiempo
de exposición a los
rayos X.
El temporizador
cierra el circuito del
transformador de alta
tensión.
Controla el tiempo
que se aplica alta
tensión al tubo y, por
tanto, el tiempo
durante el que fluye
corriente en el tubo y
se producen rayos X.
Sin embargo, antes
de aplicar la tensión
al tubo, el filamento
debe encontrarse a
temperatura
apropiada para
asegurar una tasa
suficiente de emisión
de electrones.
No es práctico
someter el filamento
a calentamiento
prolongado con la
intensidad normal de
funcionamiento.

26. TEMPORIZADOR
Igual que en una bombilla corriente, el
filamento solo permanece intacto durante
un determinado número de horas.
Las temperaturas altas acortan la vida del
filamento. La mayoría de los fallos en los
tubos de rayos X se deben a que el
filamento se ha quemado.
Para minimizar ese peligro el temporizador
del circuito primario envía corriente al
filamento durante aproximadamente medio
segundo, para que alcance la temperatura
de trabajo adecuada;
Una vez caliente el filamento, un
conmutador son retraso de tiempo aplica
potencial al circuito de alta tensión.

27. FACTORES QUE CONTROLAN EL
HAZ DE RAYOS X
PARÁMETROS DE
TRABAJO DEL TUBO
MANIPULACIÓN DEL
HAZ PRODUCIDO POR
EL TUBO
CONTROL DEL
RESULTADO DE LAS
INTERACCIONES
ENTRE EL HAZ Y EL
PACIENTE

28. TIEMPO DE EXPOSICIÓN
Cuando se dobla el
tiempo de
exposición, también
se dobla el número
de fotones
generados, pero se
mantiene el rango
de energía de los
fotones.
Por lo tanto, el
cambio del
tiempo controla
simplemente la
cantidad de
exposición
(número de
fotones
generados).

29. INTENSIDAD DE LA
CORRIENTE DEL TUBO mA
La cantidad de radiación producida por un tubo de rayos X es directamente
proporcional a la corriente del tubo (mA) y el tiempo que el tubo esta funcionando.
A medida que aumenta el ajuste de mA, se aplica más potencia al filamento, que se
calienta y libera más electrones que chocan con el objetivo de producir radiación.
Por lo tanto la cantidad de radiación producida es proporcional al producto del
tiempo y de la corriente del tubo. (mAs)
La cantidad de radiación permanecerá constante siempre que el producto permanezca
fijo, aunque se varíen la intensidad y el tiempo.
Así un equipo que funcione a 10 mA durante 1 segundo (10mAs), producirá la misma
cantidad de radiación que si funcionase a 20mA durante 0,5 segundos (10mAs).

30. PICO DE TENSIÓN DEL TUBO kVp
Un incremento de kVp incrementa
la diferencia de potencial entre el
cátodo y el ánodo, incrementa la
energía de cada electrón cuando
este golpea el objetivo.
Cuanto mayor es la energía de un
electrón, mayor es la probabilidad
de que se convertirá en fotones de
rayos x.
Un incremento de kVp
en una máquina de
rayos X incrementa:
El número de
fotones
generados.
La energía media
de los fotones.
La energía
máxima de los
fotones.

31. PICO DE TENSIÓN DEL TUBO kVp
El aumento del número de fotones de alta
energía producidos por unidad de tiempo, al
utilizar un kVp mayor, da como resultado una
mayor eficiencia en la producción de fotones de
frenado, puesto que sube el número de
electrones de alta energía que chocan contra el
anticátodo.
La capacidad de los fotones de rayos X para
penetrar en la materia depende de su energía.
Los fotones de rayos X con energía elevada
tienen mayor probabilidad de atravesar la
materia, mientras que los fotones que contienen
poca energía presentan mas probabilidades de
ser absorbidos.
Así pues, una tensión más alta, y por tanto una
energía media mas elevada del haz de rayos X,
harán que aumente la capacidad de penetración
de un haz en la materia.

32. FILTRACIÓN
Un haz de rayos X esta formado
por un espectro de fotones de
rayos X con distintas energías,
pero solo los fotones con
energía suficiente para penetrar
la estructura atómica, tienen
utilidad diagnostica.
Los dotados de poca capacidad
de penetración (longitud de
onda grande), contribuyen a la
exposición del paciente pero no
aportan información en la
radiografía.
Por lo tanto, en interés de la
seguridad del paciente, es
necesario aumentar la energía
media del haz de rayos X,
eliminando los fotones menos
penetrantes.
Esto se puede conseguir si se
coloca un filtro de aluminio en
la trayectoria del haz.

33. TIPOS DE FILTRACIÓN
FILTRACIÓN INHERENTE
• Es debida a los materiales que los fotones de rayos X encuentran en su recorrido desde el punto focal en el anticátodo, hasta formar un
haz utilizable en el exterior de la cubierta del tubo.
• Estos materiales incluyen la pared de cristal del tubo de rayos X, el aceite aislante que rodea muchos tubos para uso odontológico y la
cubierta que evita la salida del aceite a través del portal de rayos X.
• La filtración intrínseca de la mayoría de los equipos de rayos X, se encuentra dentro de la gama equivalente a 0,5-2 mm. de aluminio.

34. TIPOS DE FILTRACIÓN
FILTRACIÓN TOTAL
• Es la suma de la filtración inherente y añadida.
• Las normas gubernamentales obligan a que la filtración
toral, a lo largo de todo el trayecto del haz de rayos X de
un equipo dental, sea equivalente a 1,5mm de aluminio
para tensiones de hasta 70 kVp, y equivalente a 2,5 mm
para tensiones mayores.
FILTRACIÓN AÑADIDA
En forma de discos de
aluminio colocados sobre
el portal, en el cabezal de
la maquina de rayos X.

35. COLIMACIÓN
Significa afinar el haz de
rayos x, mediante el uso
de barreras metálicas con
una abertura en el medio.
Reduce el tamaño del haz
de rayos x, y por tanto,
La cantidad de tejido
irradiado, donde se
originan los fotones
dispersos.
Así pues, la colimación
reduce la exposición del
paciente y aumenta la
calidad de la imagen
diagnostica.

36. COLIMACIÓN

37. LEY DEL INVERSO CUADRADO
La intensidad del haz de rayos X en un
punto determinado (número de fotones
por unidad de área perpendicular y por
unidad de tiempo de exposición)
depende de la distancia entre el aparato
medidor y el punto focal.
La caída de la intensidad se debe a que el
haz de rayos X se dispersa al alejarse de la
fuente.
El haz “ampliado” es menos intenso.
La relación entre las variables es:

38. LEY DEL INVERSO CUADRADO
Para un haz determinado, la
intensidad es:
• Inversamente proporcional
al cuadrado de la distancia
desde la fuente.

39. BIBLIOGRAFÍA
 Haring JI, Jasen L. Radiología dental: Principios y técnicas. 2da ed. México, D.F.: McGras-Hill; 2002.
 Whaites E. Fundamentos de Radiología dental. Barcelona: Masson, 2008.
 White S, Pharoah M. Oral Radiology Principles and Interpretation. Canada Ed: Mosby; 2014.
 Ausbruch C. Manual práctico de tecnología radiológica dental y maxilofacial. Buenos Aires: Cadiex
International; 2009.