2. ESTRUCTURAS DE
SOPORTE Y PROTECCIÓN.

8. Carcasa (ó coraza) protectora

10. La carcasa protectora presente alrededor de algunos tubos de rayos X
contiene además un sistema de aislamiento y refrigeración, que
normalmente consta de un aceite que actúa como aislante eléctrico y
como amortiguador térmico.

11. ALTA TENSIÓN
La carcasa de protección
nunca debe sostenerse
durante un examen de
rayos X. Además, las
extremidades del
paciente no deben
descansar sobre el tubo
o la carcasa. Los cables
y los terminales de alta
tensión nunca deben
usarse como asideros
para colocar el tubo en
su posición.

12. ESTRUCTURA DEL TUBO DE
RAYOS

13. Envoltura de vidrio o metálica
El tubo de rayos X es un tubo de vacío o diodo con dos electrodos: el
cátodo o polo negativo (que lleva los filamentos) y el ánodo o polo
positivo (que transporta el blanco o diana).

14. Los componentes del tubo se encuentran, típicamente, dentro de una
envoltura de vidrio.
Esta envoltura, está fabricada con Pyrex para que:
•pueda soportar el enorme calor generado,
•mantenga el vacío dentro del tubo Si el tubo estuviera relleno de gas,
disminuiría el flujo de elec­trones desde el cátodo hasta el ánodo, se
producirían menos rayos X y se generaría más calor.

15. Los tubos con envoltura metálica mantienen un potencial eléctrico
constante entre los electrones de la corriente del tubo y la envoltura. Por
tanto, son más duraderos y es menos probable que se averíen. Casi todos
los actuales tubos de ra­yos X de alta potencia utilizan envolturas
metálicas.
La ventana del tubo es un segmento de la envoltura de cristal o metal a través de
la cual se emite el haz útil de rayos X.

18. El cátodo es el lado negativo del tubo de rayos X y tiene dos partes
principales:
•el filamento y
•la copa de enfoque.

19. El filamento es una espiral de hilo conductor que suele medir alrededor de 2 mm
de diámetro y de 1 a 2 cm de longitud.
Un filamento de rayos X emite electrones cuando se calienta.

20. Si la corriente que atraviesa el filamento posee intensidad suficiente, de
aproximadamente 4 A o más, los electrones de la capa externa de los átomos del
filamento entran en ebulli­ción y son expulsados del filamento.
Ese fenómeno se conoce como emisión termoiónica.
ES MUY IMPORTANTE NO CONFUNDIR LA CORRIENTE DEL
FILAMENTO CON LA CORRIENTE DEL TUBO.
EL CIRCUITO ELÉCTRICO DEL FILAMENTO ES DIFERENTE DEL
CIRCUITO DEL TUBO.
Los filamentos
• suelen fabricarse de wolframio toriado que eleva la eficacia de la emisión termoiónica
y prolonga la vida del tubo.
•Su punto de fusión es de 3.410 °C, por lo que no es probable que se funda como el
filamento de una bombilla (que solo tiene W).
•no se vaporiza con facilidad
•la vaporización es la causa más común de fallo del tubo.

21. Copa de enfoque.
El filamento está embebido en un refuerzo metálico denominado copa de
enfoque.
La copa de enfoque tiene una potente carga negativa, que supera a la
repulsión que se establece entre los electrones, de forma que condensa el
haz de electrones en un área pequeña del ánodo.
Sin una copa de enfoque (A) , el haz de
electrones se dispersaría más allá del ánodo
debido a la mutua repulsión electrostática
entre dichos electrones. B, Con la copa de
enfoque, que posee carga negativa, el haz se
condensa y se dirige al área del ánodo
deseada.

22. Tubo de foco doble.
Casi todos los tubos de rayos X de diagnóstico tienen dos puntos focales, uno
grande y otro pequeño.
El punto focal pequeño ( FOCO FINO) se utiliza cuando se requieren imágenes de
alta resolución
El punto focal grande( FOCO GRUESO) se emplea cuando se aplican técnicas que
pro­ducen cantidades de calor elevadas.

24. El ánodo es el lado positivo del tubo de rayos X.
Existen dos tipos de ánodos:
•estacionarios que se utilizan en aparatos que no requieren intensidad ni
potencia altas en el tubo
•rotatorios que son capaces de producir haces de rayos X de alta intensidad
en un tiempo breve

27. Ambos tipos poseen
•una estructura de soporte
•un blanco

28. En un tubo de rayos X, el ánodo cumple tres funciones:
1. El ánodo es un conductor eléctrico. Recibe los electrones emitidos por el
cátodo y los conduce a través del tubo hasta los cables conectores y, de
vuelta, al generador de alta tensión de la máquina de rayos X.
2. Ofrece también soporte mecánico al blanco.
3. Debe ser además un buen conductor térmico. Cuando los electrones
chocan con el ánodo, más del 99% de su energía cinética se convierte en
calor, que debe ser eliminado rápidamente antes de que pueda fundir el
ánodo. Una adecuada disipación térmica es uno de los principales
problemas de ingeniería en el diseño de tubos de rayos X de alta capacidad.

29. El blanco o anticátodo es el área del ánodo con la que colisionan los
electrones procedentes del cátodo.
En los tubos de ánodo estacionario, el blanco consta de un metal de aleación
de wolframio integrado en el ánodo de cobre
En los ánodos de tubo rotatorio, el blanco es todo el disco giratorio

30. Material del blanco
Está hecho de una aleación de wolframio (habitualmente con renio), y en los
tubos de alta capacidad suele haber Molibdeno y/o grafito que disminuye la
masa del ánodo y permite que gire con mayor facilidad.

31. Los tres motivos principales que hacen del wolframio el material idóneo para la
composición del blanco son:
1. Número atómico: el wolframio posee un número atómico elevado, de 74, lo que
le confiere mayor eficiencia en la producción de rayos X y permite obtener rayos X
con energía más alta.
2. Conductividad térmica: el wolframio tiene una conductividad térmica casi igual
a la del cobre. Por tanto, es un metal eficaz para disipar el calor producido.
3. Punto de fusión alto: El wolframio tiene un punto de fusión elevado (unos 3.400
ºC, en comparación con los aproximadamente 1.100 °C del cobre), por lo que
puede soportar la alta intensidad de la corriente del tubo sin que se produzcan
picaduras ni burbujas.

32. Ánodo rotatorio.
El área de impacto de los electrones en los ánodos rotatorios es una pista circular que
gracias a la rotación presenta un área de blanco que no es siempre la misma en cada
instante, con lo que el calor se disipa en un área mucho más grande que en uno
estacionario. A esta área de impacto se le denomina pista focal.
Gracias a estas características, es posible obtener mayores corrientes del tubo y
tiempos de exposición más cortos con el ánodo rotatorio.

33. La capacidad de calentamiento aún puede aumentarse más si se eleva la
velocidad de rotación del ánodo. Casi todos los ánodos rotato­rios giran a 3.400
rpm y los de algunos tubos de alta capacidad lo hacen a 10.000 rpm o más.
Vídeo de ánodo rotatorio y emisión de rayos X
Resumen de funcionamiento del tubo

34. La capacidad de calentamiento aún puede aumentarse más si se eleva la velocidad
de rotación del ánodo. Casi todos los ánodos rotato­rios giran a 3.400 rpm y los de
algunos tubos de alta capacidad lo hacen a 10.000 rpm o más.
En ocasiones, el mecanismo rotor de un tubo de ánodo rotatorio falla. Si así
sucede, el ánodo se sobrecalienta y experimenta picaduras o fisu­ras, lo que
produce el fallo del tubo (este es uno de los motivos principales de fallo del tubo).
En la figu­ra se muestran algunos ejemplos de ánodos rotatorios que fallaron.

35. ¿Cómo se selecciona y se produce
la emisión de radiación en el
tubo?

36.
Cuando realizamos una técnica radiográfica, seleccionamos los
valores de mAs y kVp en la consola

37. Después de posicionar al paciente y situar el tubo a la distancia y
angulación necesarias, centrando el haz en el punto indicado para la
exploración, nos preparamos para realizar el disparo.

38. El disparador, normalmente, tiene dos posiciones:
•La primera, pone en marcha el rotor del ánodo y calienta el filamento,
produciendo la emisión termoiónica
•La segunda activa la diferencia de potencial (kV) entre ánodo y cátodo,
produciendo los rayos X

42. Motor de inducción.

43.
¿Cómo rota el ánodo dentro de una envoltura de
cristal sin conexión me­cánica con el exterior?
El ánodo rotatorio está accionado por un motor de
inducción electromagné­tico que consiste en dos
partes principales separadas entre sí por la
envoltura del tubo.
La parte situada por fuera de la envoltura,
denominada estator, consiste en una serie de
electroimanes espaciados por igual alrededor del
cuello del tubo.
Dentro de la envoltura de cris­tal se encuentra un
eje de barras de cobre y hierro dulce fabricado en
una masa. Este mecanismo se llama rotor.

44. Principio del foco lineal.

45. El punto focal es el área del blanco desde la que son emitidos los rayos X.
Constituye la fuente de radiación.
•En radiología, son necesarios puntos focales pequeños, ya que cuanto
menor es el punto focal, más nítida es la imagen radiográfica.
•Por desgracia, conforme el tamaño del punto focal disminuye, el calentamiento
del blanco se concentra en un área menor. Ése es el factor limitante del tamaño
del punto focal.

46. Para conseguir un área grande de calentamiento y mantener al mismo tiempo un punto
focal pequeño podemos angular el blanco.
El área efectiva del blanco o tamaño del punto focal efectivo es el área proyectada en el
paciente y en el receptor de imagen.
Cuanto menor es el ángulo del blanco, más pequeño es el tamaño del punto focal
efectivo. Los tu­bos de rayos X de diagnóstico tienen ángulos del blanco que varían entre
los 5 y 15°.
Conseguimos la nitidez de imagen de un punto focal pequeño, junto con la capacidad
térmica propia de uno grande.

48. Radiación extrafocal

49. Los fotones que no se hayan producido en el punto focal constituyen la radiación
extrafocal.
Esto sucede porque:
Los electrones secundarios producidos por el fenómeno de ionización
interaccionan a su vez con otros electrones, generando radiación X fuera del
punto focal y creando “otra radiografía”.
Este fenómeno se incrementa cuando aumenta la energía del disparo (los kVp).

50. Para disminuir la cantidad de radiación extrafocal se coloca un diafragma
formado por hojas de plomo con forma cónica entre el tubo y el colimador que
absorben gran parte de estos rayos X emitidos fuera de foco.

51. Efecto talón

52. la intensidad de la radiación en el lado del cátodo del campo de rayos X es
mayor que la del lado del ánodo. Se debe a que:
•Los electrones interaccionan con átomos a varias profundidades del blanco.
•Los rayos X producidos se emiten isotrópicamente, es decir, con la misma
intensidad en todas direcciones. Los rayos X que son emitidos en el lado del
ánodo deben atravesar un grosor mayor del material del blanco que los rayos X
emitidos en la dirección del cátodo.
•Debido a la mayor absorción, la intensidad de los rayos X que consiguen “salir”
del lado anódico es menor que en el lado del cátodo.
Ése es el denominado efecto talón. En general, cuanto menor es el punto focal
de un tubo de rayos X, mayor es el efecto talón.

54. Otro ejemplo es el caso de los mamógrafos, que deben tener situado el cátodo hacia el
lado del tórax del paciente, dada la diferencia de grosor de la mama en su parte distal
y proximal: