Analogia da Produção de uma Radiografia

Objetivo

Este experimento tem como principal objetivo estabelecer uma analogia entre os efeitos da luz e do raio X, usando a produção de sombras para o melhor entendimento do princípio da produção de uma radiografia.

Experimento

Assim como explicado no texto “Compreendendo os conceitos por trás da radiografia” (veja neste mesmo blog), os raios X também são ondas eletromagnéticas, que possuem a característica de: interagir com a matéria, principalmente através do efeito Compton ou do efeito fotoelétrico, ou da produção de pares, em que são emitidos elétrons (ou pares elétron–pósitron), que, por sua vez, ionizam a matéria.

A radiografia é um método não destrutivo para detectar descontinuidades e heterogeneidades na matéria, e obtida utilizando-se os raios X ou gama. Em um processo de inspeção radiográfica, há radiação penetrante que atravessa o espécime em ensaio. Uma parte da radiação é absorvida, outra é espalhada e a restante impressiona um filme fotográfico ou detector digital, podendo-se, então, visualizar toda a estrutura do corpo de prova ou parte dela.

Para ocorrer a transmissão da radiação através de um corpo, este deve ser parcialmente transparente à ela. Assim, como parte da radiação é absorvida, dispersa, ou refletida pelo corpo, o filme radiográfico poderá detectar o feixe após pequenas diferenças nas interações com os vários tecidos. Em uma radiografia convencional, um feixe de raios X quase uniforme expõe a região anatômica de interesse por uma fração de segundo e produz uma sombra no filme dos tecidos atravessados. A figura 1 mostra um exemplo de radiografias odontológicas obtidas a partir de exposições em diferentes ângulos.

Figura 1 – Radiografia odontológica Frontal (esq.) e Lateral (dir.)[2].

A partir da utilização de luz e com base em princípios de óptica, realizamos um experimento com um corpo transparente, que em seu interior possui objetos opacos a luz, para realizarmos uma simulação do efeito que produz uma radiografia. Para este experimento, foi utilizado uma cuba de vidro (devidamente limpa) (Figura 2) que serviu de meio transparente para a luz, fazendo, por sua vez, uma analogia à pele, que é transparente para o raio X. Foram utilizados também bola de gude, massinha e um pedaço de madeira para serem os objetos opacos a luz que gerariam, em nossa analogia, a sombra a ser vista na imagem.

Figura 2 – A composição da montagem do experimento.

Figura 3 – Sombras frontal (esquerda) e lateral (direita) do objeto.

Ao observar as imagens do experimento (Figura 3), pode-se concluir que quando se produz radiografias de diferentes posições de um corpo obtém-se diferentes sombras, o que permite avaliar as dimensões, a localização e a transparência dos objetos estudados, facilitando assim um possível diagnóstico do paciente ou do objeto.

A imagem lateral apresenta também penumbra (além da sombra) de alguns objetos (v. Fig. 3), pelo fato da fonte de luz (filamento de lâmpada) ser extensa. Assim, no caso das radiografias, pode-se notar que existe necessidade do ponto focal (“focal spot”) do tubo de raio X ser pequeno o suficiente para não ocorrer penumbras na imagem, o que dificultaria o diagnóstico do paciente.

Vídeo complementar ao experimento

Referências

[1] WOLBARST, A.B., Physics of Radiology, Medical Physics Publishing, Madison, Wiscosin, 1993

[2] Figura 1, disponível no site http://www.acbo.org.br/revista/revista/simposio_lingua/cleber/recidiva_orto/cefalometria_prsgb.html