Técnicas de formação de imagem disponíveis na radiografia industrial
Na radiografia industrial, o procedimento comum para produzir uma radiografia é colocar uma fonte de radiação penetrante (ionizante) — ou seja, raios X ou raios gama — em um lado do objeto a ser analisado e um detector da radiação (o filme) do outro lado, como mostra a figura figure 1-1. O nível de energia da radiação deve ser bem selecionado, para que uma quantidade suficiente de radiação atravesse o objeto e atinja o detector.
Geralmente, o detector é uma folha de filme fotográfico, alojado em um invólucro ou cassete à prova de luz com uma superfície frontal muito fina, que permite que os raios X atravessem com facilidade. Já que a imagem no filme é revelada por meio de produtos químicos, esse processo é conhecido como clássico ou “úmido”.
Atualmente, tipos diferentes de filmes sensíveis à radiação e detectores que dispensam o uso de produtos químicos para produzir imagens são cada vez mais utilizados (é o que se chama de processo "seco"). Como essas técnicas utilizam computadores, surgiram as expressões "radiografia digital ou assistida por computador" (CR) e "radiografia direta" (DR).
Uma das técnicas relacionadas à DR que está disponível há muitas décadas é a técnica em que as imagens são formadas diretamente, com a ajuda de detectores de radiação (que não eram computadorizados) em combinação com telas de monitor (unidades de exibição visual, VDUs). Na verdade, essa é uma versão antiga da DR. Nessas técnicas de escaneamento por meio de transmissão (conhecidas como fluoroscopia), o armazenamento e o aprimoramento das imagens são melhorados continuamente pela implementação gradual da tecnologia computadorizada. Atualmente, já não há uma diferenciação clara entre a fluoroscopia convencional assistida por computador e a DR totalmente computadorizada. Com o tempo, a DR substituirá, em certa medida, a fluoroscopia convencional.
Em resumo, a imagem das intensidades de radiação transmitidas pelo componente podem ser registradas:
No filme radiográfico convencional com revelação química, no processo “úmido” ou em um dos seguintes processos “secos”:
- Um filme com fósforos de memória e uma estação de trabalho para radiografia digital, conhecida como radiografia assistida por computador ou CR.
- Detectores de leito plano e uma estação de trabalho com computador para radiografia direta, conhecida como DR.
- Uma tela fosforescente ou luminescente (ou meio sensível à radiação semelhante) e uma câmera de circuito fechado de TV (CCTV) como na fluoroscopia convencional, uma versão antiga da radiografia direta
- Por meio de detectores de radiação, como cristais, fotodiodos ou semicondutores em uma matriz linear, por meio da qual, em uma série de medições, constrói-se uma imagem de um objeto em movimento. Esse método é aplicado em sistemas de verificação de bagagens em aeroportos.
A fonte de radiação deve ser fisicamente pequena (com alguns milímetros de diâmetro) e, à medida que os raios X se deslocam em linhas retas que partem da fonte, atravessam a amostra e atingem o filme, forma-se uma “imagem” nítida da amostra e de descontinuidades. Essa formação de imagem geométrica é idêntica à imagem da sombra com uma fonte de luz visível. Da mesma forma, a nitidez da imagem depende do diâmetro da fonte de radiação e de sua distância em relação à superfície onde a imagem se forma.
Em geral, o filme “clássico”, em seu cassete (de plástico ou papel) à prova de luz, é colocado logo atrás da amostra, e os raios X são acionados durante o tempo adequado (o tempo de exposição). Depois desse tempo, o filme é retirado e processado fotograficamente, ou seja, revelado, fixado, lavado e seco. Na radiografia direta (DR), uma imagem coerente é formada diretamente por meio de uma estação de revelação computadorizada. Os dois métodos têm uma imagem negativa em comum. As áreas em que uma quantidade menor de material (menos absorção) permite a transmissão de mais raios X para o filme ou detector terão mais densidade. Embora haja diferença quanto ao modo de formação das imagens, as imagens podem ser interpretadas diretamente da mesma forma. Consequentemente, a técnica de DR é bem aceita.
O filme “clássico” pode ser visualizado em uma tela apropriada após o tratamento fotoquímico (processo úmido). Defeitos ou irregularidades no objeto causam variações na densidade do filme (brilho ou transparência). As partes dos filmes que receberam mais radiação durante a exposição – por exemplo: regiões sob cavidades – ficam mais escuras, ou seja, a densidade do filme é maior. A radiografia digital fornece os mesmos tons das imagens em preto e branco, mas a visualização e a interpretação são feitas em uma tela de computador (VDU).
A qualidade da imagem no filme pode ser avaliada por estes três fatores:
- Contraste
- Nitidez
- Granulação
Considere, por exemplo, uma amostra com uma série de ranhuras de diversas profundidades usinadas na superfície. A diferença de densidade entre a imagem de uma ranhura e a densidades de fundo na radiografia é conhecida como contraste da imagem. Para que a ranhura seja discernível, a imagem deve ter um certo contraste mínimo.
Com um contraste maior:
a. a imagem da ranhura é visualizada mais facilmente
b. a imagem das ranhuras mais rasas também se tornará mais discernível gradualmente
Pressupondo que as ranhuras tenham bordas usinadas nítidas, mesmo assim as imagens das ranhuras podem estar nítidas ou borradas. Este é o segundo fator: borramento da imagem, também conhecido como falta de nitidez.
Nos limites da detecção de imagem, pode-se mostrar que o contraste e a falta de nitidez estão interrelacionados e que a detectabilidade depende desses dois fatores.
Já que a imagem em um filme fotográfico é constituída por grãos de prata, dependendo do tamanho e da distribuição dessas partículas de prata, sua aparência pode ser granulada. Essa aparência granulada da imagem, conhecida como granulosidade do filme, também pode mascarar detalhes finos da imagem.
Da mesma forma, em todos os outros sistemas de formação de imagem, esses três fatores são parâmetros fundamentais. Na formação de imagem eletrônica, como na radiografia digital ou em sistemas de escaneamento com CCTV e telas, os fatores contraste, nitidez e ruído são medidas da qualidade da imagem. O tamanho dos pixels e o ruído são os equivalentes (eletrônicos) da granulosidade (tamanho dos pixels).
Os três fatores — contraste, nitidez e granulosidade ou ruído — são os parâmetros fundamentais que determinam a qualidade da imagem radiográfica. Boa parte da técnica para obter uma radiografia satisfatória está relacionada a esses fatores, que influenciam a detectabilidade dos defeitos em uma amostra.
A capacidade que uma radiografia tem de mostrar detalhes da imagem é chamada de “sensibilidade radiográfica”. Quando é possível mostrar defeitos muito pequenos, diz-se que a imagem radiográfica tem alta (boa) sensibilidade. Em geral, essa sensibilidade é medida com “defeitos” artificiais, como fios ou orifícios perfurados.