viernes, 1 de febrero de 2013

ESCÁNER DE TC: CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO TÉRMICO DEL ÁNODO (CT Scanner X-Ray Tube Heating and Cooling) by luis mazas artasona. Febrero 2013.

Ya hemos aprendido cómo se hace el precalentamiento de un tubo de rayos X y la calibración del sistema. Ahora bien, como los automóviles, la resistencia del metal del ánodo depende también de material utilizado por el fabricante lo que va en consonancia con el precio. Por eso unos escáneres son mejores que otros y los tubos son más resistentes. No siempre se estropean porque el que maneja el escáner sea un "manazas". 

Todos los tubos de Rayos X instalados en la gran variedad de aparatos de Diagnóstico por Imagen, son parecidos en su concepción física pero su resistencia ante el calor es muy distinta, dependiendo del modelo para el que han sido fabricados. Dos de las propiedades físicas más importantes que debe cumplir el tubo de rayos X de un Escáner de Tomografía Computarizada para que sea duradero son: la capacidad de almacenamiento térmico del ánodo y el tiempo de enfriamiento del tubo.

FIGURA 1) El tubo de rayos X de un escáner de TC siempre se calienta durante una jornada de trabajo, pero no debe sobrepasar el umbral máximo de calor, de lo contrario no puede funcionar hasta que se enfría. 

 1) CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO TÉRMICO DEL ÁNODO: 

Las colisiones del haz de electrones que surge del filamento del cátodo, contra el metal del ánodo, además de producir rayos X, también provocan el calentamiento indeseable del  tubo.  Para evitar que esto suceda a menudo, se han instalado ánodos rotatorios que giran ininterrumpidamente. Con este procedimiento el haz de electrones no choca siempre en el mismo foco del metal sino que se reparte sobre todo el contorno biselado del ánodo y  el calor se distribuye por más superficie evitando el sobrecalentamiento del disco metálico (Figura 2). 



FIGURA 2) Representación figurada de la superficie de un disco de tungsteno que forma el ánodo rotatorio del tubo de un escáner de Tomografía Computarizada. En él hay un anillo concéntrico externo, biselado, donde impacta el haz de electrones que emerge del cátodo durante el disparo. Los violentos impactos acaban agrietándolo a pesar de la dureza del metal.

También se utilizan aleaciones de metales de gran resistencia térmica, como el wolframio y el molibdeno. A pesar de estas medidas el tubo siempre se calienta, por eso, en algunos aparatos se produce un breve periodo de espera, de algunos milisegundos, entre disparo y disparo cuando la adquisición es secuencial. Con esta pauta se consigue que el metal del ánodo no se caliente de manera excesiva, a pesar de que se alarga el tiempo de adquisición aunque sólo sea unos pocos segundos. Los sucesivos impactos de los electrones sobre la superficie biselada del ánodo provocan, a la larga, la aparición de grietas que acaban por deteriorarlo y obligan a cambiar el tubo entero.

El ánodo, es la pieza más sensible de un tubo de rayos X y su duración no suele ser mayor de cuatro o cinco años, porque siempre se acaba deteriorando con el tiempo. Lógicamente, el deterioro depende del número de exploraciones que se realizan a diario y de la capacitación del Técnico que maneja el aparato. ¿Le dejariamos nuestro automóvil a un amigo poco cuidadoso? Evidentemente que no. Es lógico que cuanto mayor sea la resistencia del metal del ánodo más durará el tubo, pero también influye la forma de trabajar de los Técnicos. La capacidad de almacenamiento térmico del metal del ánodo, es decir su resistencia ante el calor sin que sufra alteraciones importantes se expresa en unidades internacionales, que se definen con los términos Millones de Unidades de Calor (Mega Heat Units) (MHU). 

En la tabla siguiente se puede apreciar, la resistencia de los tubos utilizados en algunos de los aparatos multicorte existentes en el mercado. 


*LIGHT SPEED 16-32                             8 MHU                                  
(General Electric)                                                                                                 



*LIGHT SPEED VCT 64                          8 MHU                                   
(General Electric)    


 *BRILLIANCE CT POWER 40             8 MHU                                    
(Philips).

 *BRILLIANCE CT POWER 64               8 MHU                                  
 (Philips)   
  
* SOMATON SENSATION 64                 30 MHU                                   
(Siemens)                                   
  
*AQUILION CFX 32                                 7’5 MHU                                    
 (Toshiba)                                   


 *AQUILION  CFX  64                             7’5 MHU                                                                
 (Toshiba)                                     

2) TIEMPO DE ENFRIAMIENTO DEL TUBO:



        Para evitar el calentamiento excesivo no sólo del ánodo sino también del tubo se utilizan discos huecos refrigerados por agua, o compactos que se enfrian con aire o  un aceite que está en contacto con la superficie posterior del disco metálico. Pero si a pesar de todas estas medidas el tubo se calienta en exceso, durante el transcurso de una exploración, el aparato puede retrasar, de manera automática, el siguiente disparo hasta que se enfría. 


         En los tomógrafos con técnica de adquisición secuencial, la demora puede ser de 1 a 3 segundos, en exploraciones largas con muchos cortes. En los helicoidales la capacidad de disipación de calor del ánodo es muy elevada y nunca se producen interrupciones en el disparo. En la tabla adjunta aparece reflejada la capacidad de disipación de calor de los tomógrafos multicorte expresada en sus unidades, Mil Unidades de Calor (Kilo Heat Units) (KHU). 

  CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE CALOR (KHU/ minuto) 
  
*LIGHT SPEED 16-32                      1782 KHU/minuto                                  
(General Electric)                                                                                                 

*LIGHT SPEED VCT 64                   1782 KHU/minuto                                                                   
(General Electric)                                                                                                                                  

*BRILLIANCE CT POWER 40       1608 KHU/minuto                                                                     
(Philips).

*BRILLIANCE CT POWER 64     1608 KHU/minuto                                                                    
 (Philips)           

*SOMATON SENSATION 64         5000 KHU/minuto                                                                     
 (Siemens)             

*AQUILION CFX 32 y 64              1386 KHU/minuto                                                                       
 (Toshiba)                                    


 Servicio de Radiodiagnóstico. (Neurorradiología). Hospital Universitario Miguel Servet (HUMS) Zaragoza. Spaiñ.

2 comentarios:

  1. sería bueno citar después de cada artículo, asi podemos respaldarnos para citarte a tí.

    Muchas gracias por la página, es muy buena!

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  2. No entiendo bien el comentario. ¿Qué tengo que poner amigo? Los datos que se expresan en este tema proceden de los catálogos técnicos de cada fabricante que se pueden consultar en sus web. El Baúl es un almacen de casos curiosos que inicialmente fue concebido para aportar ejemplos docentes de imágenes propias a los Técnicos y a los Residentes de Radiodiagnóstico. Por eso hay que aplicarle el principio cartesiano de la duda en todos los temas. Pero no quiero decir con ello que sean erróneos, por lo menos a conciencia. Sólo hablo de lo que más he estudiado en mi vida pero de una manera informal, como si de una charla de café se tratase. Puro entretenimiento. Un saludo.

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