bazele fizice si tehnice ale radiologiei

BAZELE FIZICE SI TEHNICE ALE IMAGINII BAZELE FIZICE SI TEHNICE ALE IMAGINII RADIOLOGICERADIOLOGICE

Prof. univ. Dr. Ioan Codorean

CURSUL 2

Clinica de Radiologie, Imagistica Medicala si Medicina NuclearaSpitalul Clinic de Urgenta Militar Central

INTRODUCEREINTRODUCERE

RadiologiaRadiologia

– Specialitate medicala care se ocupa cu utilizarea razelor X in scop Specialitate medicala care se ocupa cu utilizarea razelor X in scop

diagnostic si terapeutic( proceduri interventionale ,drenaje,embolizari etc).diagnostic si terapeutic( proceduri interventionale ,drenaje,embolizari etc).

– Prima tehnica medicala care a permis vizualizarea “in vivo” a unor segmente Prima tehnica medicala care a permis vizualizarea “in vivo” a unor segmente

anatomice ale corpului uman (os, plaman, cord).anatomice ale corpului uman (os, plaman, cord).

Din 1985, de la introducerea in clinica investigatia radiologica a cunoscut Din 1985, de la introducerea in clinica investigatia radiologica a cunoscut

perfectionari tehnologice continui.perfectionari tehnologice continui.

In anii ’30 s-au introdus substantele de contrast intravenoase, care au permis vizualizarea In anii ’30 s-au introdus substantele de contrast intravenoase, care au permis vizualizarea

sistemului vascular, arterial si venos prin aparitia arteriografiei.sistemului vascular, arterial si venos prin aparitia arteriografiei.

In perioada 1950-1960 a aparut amplificatorul de imagine care a permis examinarea In perioada 1950-1960 a aparut amplificatorul de imagine care a permis examinarea

pacientului la lumina zilei cu reducerea semnificativa a iradierii pacientului (50%)pacientului la lumina zilei cu reducerea semnificativa a iradierii pacientului (50%)

In 1970-1980>2015 au aparut si s-au dezvoltat tehnicile imagistice medicaleIn 1970-1980>2015 au aparut si s-au dezvoltat tehnicile imagistice medicale

OBIECTIV

• definirea razelor x (ce sunt razele x )

• cum se produc

• caracteristicele razelor x

• cum se formeaza imaginea radiologica

• cum se intrpreteaza imaginea radiologica

• Radiatiile pot fi clasificate din punct de vedere

al capacitatii de ionizare in doua categorii:

• Radiatii ionizante a caror energie este suficient de mare (>10kev) pentru a expulza un electron legat din atomul neutru,determinand aparitia unui ion pozitiv si a unui electron liber

• Radiatii neionizante,cu energie insuficienta expulzarii electronului din atom dar care determina 'excitarea' electronului de pe un nivel energetic inferior pe unul superior.

GENERALITATI

RAZELE XRAZELE X

• Descoperite de fizicianul german Descoperite de fizicianul german W.C. Roentgen in W.C. Roentgen in 18951895

Premiul Nobel-1901

RAZELE XRAZELE X

Desenul in care Roentgen a aratat cum a obtinut radiografia

mainii

Mumie Peruviana Radiografia mumiei (barbat de 40-50de ani ,tribul Chimu)

RAZELE XRAZELE X

RAZELE X

-sunt radiatii de tip electromagnetic ca si

- razele luminoase, - razele gama - ultrasunetele.

-

au proprietatile generale ale radiatiilor electromagnetice: Parametri:

1. Lungime de unda (λ)2. Frecventa( )= numar de oscilatii in unitatea de timp3. Amplitudinea = inaltimea undei4. Viteza(c) = viteza luminii (300 000 km /s)5. Se nasc intr-un punct si se raspindesc sferic6. Se propaga in linie dreapta

LOCUL RAZELOR X IN SPECTRUL ELECTROMAGNETICLOCUL RAZELOR X IN SPECTRUL ELECTROMAGNETIC

IRMIRM

FACTORII CARE CONTRIBUIE LA FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICEFACTORII CARE CONTRIBUIE LA FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICE

Sursa radiatiei Vector Modulator (organul

examinat)

Vector

modelat

Receptia semnalelor Decodificatorul (perceptia)

Tub de raze X Fascicolul incident Atenuare

raze X

-absorbtie

-ef. Compton

Fascic.Emergent

(Rezidual)

Detector

-ecran radiscopic

-film radiografic

-amplificator

Interpretarea imaginii

Lantul informationalLantul informational

MONITOR TV


Sursa radiatiei

Vector Modulator

(organul de

examinat)

Vector

modelat

Receptia

mesajului

Decodificatorul (perceptia)

Tub de raze X

Fascicolul incident Atenuare

raze X

-absorbtie

-ef. Compton

Fascic.

Emergent

(Rezidual)

Detector

-ecran radiscopic

-film radiografic

-amplificator



Tubul de Raze X

Este constituit dintr-un balon de sticla sau metal, puternic vidat, rezistent la temperaturi inalte, perfect etans, care are la extremitati 2 electrozi.

• catodul (negativ)

• anodul (pozitiv)

SURSA DE RADIATIISURSA DE RADIATII

Balon de sticla

Cilindru metalic

SURSA DE RADIATIISURSA DE RADIATIITubul de Raze X

CatodulCatodul- este constituit dintr-un filament spiralat, din metal greu fuzibil (W, Tg) rezistent la temperaturi > 3500°C.

- prin filamentul catodic trece un curent de joasa tensiune care are rolul de a-l aduce la incandescenta (2300°C)

- ajuns la incandescenta, filamentul emite un nor de electroni a carui marime este direct proportionala cu intensitatea curentului de incalzire.

- Filamentul este inconjurat de o piesa Filamentul este inconjurat de o piesa metalica cu rol de a concentra si focaliza metalica cu rol de a concentra si focaliza electronii emisi intr-un fascicul conic cu electronii emisi intr-un fascicul conic cu varful spre anodvarful spre anod

catod anod

SURSA DE RADIATIE

Tubul de raze X:• Anodul

– piesă metalică situată opus catodului construita din metale greu fuzibile (tungsten+rheniu)

– formă de disc cu suprafaţa înclinată faţă de axul lung al tubului cu 15-20

– rol in frânărea electronilor proveniţi din catod

– tuburile moderne – anode rotative

1.discul anodului

2.axul de rotaţie

3.rotorul anodului

4.filamentul catodului5.peretele de sticlă al tubului6.statorul anodului


TUBUL DE RAZE X

AnodulAnodul

- suprafata anodei pe care se produce bombardamentul electronic si iau nastere razele X se numeste focar termic ( FT).

- se folosesc anode rotative cu 2 focare termice ( 0,3 x 0,3 mm2 si 2 x 2 mm2 ).

- discul anodic este rotativ (3000-9000 rot/minut), astfel incat impactul

electronilor catodici sa se produca in alt punct al FT, evitandu-se deteriorarea prin topire a zonei de impact.- focarul optic este proiectia geometrica pe un plan a focarului termic inclinat cu 12-15°.


TUBUL DE RAZE XTUBUL DE RAZE X

Producerea razelor XProducerea razelor X2 Radiatia X de franare

1-Radiatiile X caracteristice-apar cand energia electronului catodic este mai mare decat energia de legatura a atomului din materialul anodic, electronul intalnit (de pe straturile interioare K si L) fiind dislocat de pe orbita sa.-Locul ramas liber prin tranzitie electronica va fi ocupat de un electron de pe straturile ext.cu emisie de fotoni X caracteristici

1-Radiatiile X caracteristice

.- Fotonii produsi in urma dislocarii electronului de pe orbitele centrale apropiate de nucleu, se impart in functie de energia lor in raze X ( circa1%) raze UV lumina vizibila caldura(>90%)

Foton X

Producerea razelor X

Electron incident

Electron emergent

La alcatuirea fasciculului de raze X utilizat in roentgendiagnostic, participa atat radiatiile de franare, cat si

cele caracteristice, care iau nastere la nivelul anodului.


2 Radiatia X de franare

2-mecanismul de franare al electronului incident este dat de catre campurile electromagnetice interatomice si duce la eliberarea unor cuante de energie- radiatiile X de franare


TUBUL DE RAZE X

AnodulAnodul

Din cauza bombardamentului Din cauza bombardamentului electronic anodul se încălzeşte electronic anodul se încălzeşte foarte mult şi se poate deteriora;foarte mult şi se poate deteriora;

• este absolut obligatorie răcirea este absolut obligatorie răcirea anodului în timpul funcţionăriianodului în timpul funcţionării. . Această răcire se poate face:Această răcire se poate face:

◙ ◙ cu apă,cu apă,

◙ ◙ cu aer (la aparatele vechi),cu aer (la aparatele vechi),

◙ ◙ cu ulei dielectric,cu ulei dielectric,

◙ ◙ mixt (la aparatele moderne).mixt (la aparatele moderne).

cabluITstatorAnodUlei racire

precolimare

protectie Pb

Senzori-sigur.

fereastra

Camera ulei racire


1.cupola – rol:• protecţie mecanică a tubului• opreşte alte radiaţii• limitează dimensiunile fascicolului• conţine uleiul destinat răcirii tubului

TUBUL DE RAZE X

21

TUBUL DE RAZE X

RAZELE X

Caracteristici :

1. Intensitatea lor scade cu patratul distantei.

2. Au o penetrabilitate invers proportionala cu lungimea de unda. Aceasta proprietate este numita duritate.

3. Se emit si se absorb in fragmente de energie numite fotoni, caracteristici pentru fiecare element.

4. Sunt absorbite atunci cand strabat un corp prin 3 mecanisme:

- emisie de fotoelectroni,

- fenomenul de difuziune Compton si Thomson

- generarea de perechi de particule.

RAZELE XCaracteristici :

5. Determina fenomenul de luminescenta:

- daca luminozitatea dureaza atat cat actioneaza radiatiile se numeste fluorescenta;

- daca efectele luminoase dureaza si dupa oprirea fluxului de raze X se numeste

fosforescenta.

Aceasta proprietate este utilizata in formarea imaginii pe ecranul fluoroscopic si pe filmul radiografic.

6 Determina efecte fotosensibile; Pe aceasta proprietate se bazeaza efectuarea radiografiilor.

7 Efect de ionizare. Razele X ionizeaza gazele prin care trec.

Pe baza proprietatii ionizarii gazelor se bazeaza masurarea razelor X.

8 Efecte biologice. Razele X au efecte biologice; ele produc in tesuturi ionizari si excitatii ce duc la alterari in materia vie.


Sursa radiatiei Vector Modulator

(organul de

examinat)

Vector

modelat

Receptia

mesajului



raze X

-absorbtie

-ef. Compton

Fascic.

Emergent

(Rezidual)

Detector

-ecran radiscopic

-film radiografic

-amplificator



Fasciculul de raze X incident :Fasciculul de raze X incident :• portiunea din fascicul de la anod la regiunea examinata.portiunea din fascicul de la anod la regiunea examinata.

• manunchi de drepte de forma conica cu varful la focarul tubului si manunchi de drepte de forma conica cu varful la focarul tubului si baza la planul de examinatbaza la planul de examinat

• Razele X din fascicul nu au toate aceeasi energie (penetrabilitate) Razele X din fascicul nu au toate aceeasi energie (penetrabilitate) – – fascicul policromaticfascicul policromatic

• In radiodiagnostic se folosescIn radiodiagnostic se folosesc Radiatii cu energie Radiatii cu energie joasajoasa(raze moi) (raze moi) 30-50 Kv30-50 Kv Radiatii cu energie Radiatii cu energie mediemedie 50-70 kV50-70 kV Radiatii cu energie Radiatii cu energie maremare (raze dure) (raze dure) 80-130 kV80-130 kV

VECTORUL-VECTORUL- Fascicolul incident

Fasciculul incidentFasciculul incident este modificat (si omogenizat) prin: este modificat (si omogenizat) prin:

- Filtrare inerenta la nivelul ferestrei cupolei- Filtrare inerenta la nivelul ferestrei cupolei

- Durizare - Durizare (eliminarea razelor de energie joasa)(eliminarea razelor de energie joasa) prin filtre de Al, Cu sau prin filtre de Al, Cu sau combinatii in functie de regiunea exploratacombinatii in functie de regiunea explorata

- Diafragmare cu ajutorul localizatoarelor si diafragmelor- Diafragmare cu ajutorul localizatoarelor si diafragmelor

- Filtrare la nivelul volumului examinat- Filtrare la nivelul volumului examinat

VECTORULVECTORUL- - FASCICOLUL INCIDENT

• Diafragmele :

modelează dimensiunea şi formarea fascicolului

Limitarea poate duce pana la inchiderea totala a ferestrei prin intermediul unui dispozitiv electric

Limitarea fluxului de raze secundare permite obtinerea unor bune imagini radiologice si evita iradierea personalului medical

DISPOZITIVELE DE COLIMARE A FASCICOLULI INCIDENTDISPOZITIVELE DE COLIMARE A FASCICOLULI INCIDENT

(anexe ale tubului)(anexe ale tubului)

Filtrele: sunt lame metalice (Cu,Al sau combinatii) care absorb razele moi din fascicolul emis siomogenizeaza fascicolul.

Localizatoarele sunt adaptate la cupola tubului, in zona de iesire a fasciculului de raze X si au rolul de limita dimensiunile fasciculului in raport cu aria de interes

VECTORUL- FASCICOLUL INCIDENT

•Razele X se raspandesc sferic din punctul in care se formeaza

•Inclinarea discului anodic le orienteaza intr-un fascicul conic

Efectul "Heel". In radiodiagnostic se foloseste acea paleta de raze X care au intensitatea cea mai apropiata de maxima-raza centrala

Cunoaşterea acestui efect are importanţă in pozitionarea pacientului la examinările radioscopice şi radiografice

•Fereastra tubului anuleaza portiunea din fascicul a caror intensitate este mai mica decat a razei centrale

" Razele X emise de anod au intensitate variabila in raport cu unghiul sub care sunt emise din focar; astfel intensitatea radiaţiilor se reduce

din centrul razei către anod si creste spre catod ( Efectul "Heel)

AK

FACTORII CE INTERVIN IN FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICEFACTORII CE INTERVIN IN FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICE

Parametri tehnici

Miliamperajul

Creşterea miliamperajului creste- cantitatea “densitatea” razelor si invers scăderea miliamperajului descreşte “densitatea” razelor. Deci detaliile unei imagini vor creşte concomitent cu intensitatea radiaţiilor X. (creste rezolutia spatiala)

Kilovoltajul

Schimbarea kilovoltajului dă modificări in penetrabilitatea(duritatea) razelor X.

Astfel creşterea kilovoltajului măreşte puterea de pătrundere a razelor X in ţesuturi (creste contrastul) iar scăderea kilovoltajului are efect invers (scade contrastul).



(org. examinat)

Vector

modelat

Receptia

mesajului



raze X

-absorbtie

-ef. Compton

Fascic.

Emergent

(Rezidual)

Detector

-ecran radiscopic

-film radiografic

-amplificator


Lantul informational -Modulatorul(organul de examinat)Lantul informational -Modulatorul(organul de examinat)

Corpul omenesc are o structura complexa, atat ca grosime a diferitelor regiuni, cat si ca material din care este format

Din acest motiv razele X se vor absorbi in grade diferite.

Oasele absorb mai multe raze decat tesuturile moi, care la randul lor absorb mai mult decat aerul.


Interactia razelor Interactia razelor x x cu structurile anatomicecu structurile anatomice

Lantul informational -Lantul informational -Modulatorul(organul de examinat)Modulatorul(organul de examinat)


Alta parte din fotoni(raze moi) vor fi absorbiti de structurile anatomice (B)Altii fotoni vor fi imprastiati (C) constituindu-se in raze secundare de difuziune raspandite in

toate directiile, acestia nu participa la formarea imaginii radiologice fiind eliminati prin grilele antidifuzoare

Lantul informational Lantul informational - -

C

•A-radiatie reziduala (ce ramane din fascicul dupa pierderea radiatiei absorbite si a celei difuzate•Este purtatoarea informatiei diagnostice

•B radiatie absorbita; radiatia care nu mai paraseste corpul examinat (efect fotoelectric)

•C-radiatie secundara (difuzata-efect Compton)

Modulatorul(organul de examinat)Modulatorul(organul de examinat)

Urmare a fenomenelor fizice care apar la interactia cu structura examinata, fotonii cu lungime de unda mica (duritate mare) (A) vor traversa segmentul anatomic si vor participa la formarea imaginii. (fascicul rezidual)

AB

Interactia razelor x cu structurile Interactia razelor x cu structurile anatomiceanatomice

MODULATORULMODULATORUL((ORGANUL EXAMINATORGANUL EXAMINAT))

Densitatidiferite

Nr. Atomicediferite

Grosimidiferite

Legea lui Bragg-Pierce : "absorbtia este direct proportionala cu densitatea, cu puterea a-4-a Legea lui Bragg-Pierce : "absorbtia este direct proportionala cu densitatea, cu puterea a-4-a a numarului atomic si cu puterea a -3 –a a lungimii de unda".a numarului atomic si cu puterea a -3 –a a lungimii de unda".

Razele X sunt absorbite de structurile Razele X sunt absorbite de structurile anatomice in raport cu:anatomice in raport cu:

-numarul atomic Z-numarul atomic Z -nr.atomic mare - atenuare -nr.atomic mare - atenuare

crescuta.crescuta. - nr. atomic mic - atenuare redusa- nr. atomic mic - atenuare redusa

- - densitatea tesuturilor densitatea tesuturilor

– – densitate mare – atenuare densitate mare – atenuare maremare

- densitate mica – atenuare - densitate mica – atenuare micamica

--grosimea corpului de strabatut grosimea corpului de strabatut

grosime mare – atenuare maregrosime mare – atenuare mare grosime redusa – atenuare micagrosime redusa – atenuare mica lungimea de unda a fascicului (lungimea de unda a fascicului (λλ))

--λλ mica – raze dure – mica – raze dure – atenuare micaatenuare mica

--λλ mare – raze moi – mare – raze moi – atenuare mareatenuare mare

Interactia razelor x cu structurile Interactia razelor x cu structurile anatomiceanatomice

MODULATORULMODULATORUL((ORGANUL EXAMINATORGANUL EXAMINAT))

Densitatidiferite

Nr. Atomicediferite

Grosimidiferite

Legea lui Bragg-Pierce : "absorbtia este direct proportionala cu densitatea, cu puterea Legea lui Bragg-Pierce : "absorbtia este direct proportionala cu densitatea, cu puterea a-4-a a numarului atomic si cu puterea a -3 –a a lungimii de unda".a-4-a a numarului atomic si cu puterea a -3 –a a lungimii de unda".

Razele X sunt absorbite de structurile Razele X sunt absorbite de structurile anatomice in raport cu:anatomice in raport cu:

-numarul atomic Z-numarul atomic Z -nr.atomic mare - atenuare -nr.atomic mare - atenuare

crescuta.crescuta. - nr. atomic mic - atenuare redusa- nr. atomic mic - atenuare redusa

- - densitatea tesuturilor densitatea tesuturilor

– – densitate mare – atenuare densitate mare – atenuare maremare

- densitate mica – atenuare - densitate mica – atenuare micamica--grosimea corpului de strabatut grosimea corpului de strabatut

grosime mare – atenuare maregrosime mare – atenuare mare grosime redusa – atenuare micagrosime redusa – atenuare mica lungimea de unda a fascicului (lungimea de unda a fascicului (λλ))

--λλ mica – raze dure – mica – raze dure – atenuare micaatenuare mica

--λλ mare – raze moi – mare – raze moi – atenuare mareatenuare mare

MODULATORUL (ORGANUL EXAMINAT)MODULATORUL (ORGANUL EXAMINAT)

- Termenul de radioopac se aplica mediilor ce absorb razele X si care apar albe pe filmul radiografic

- Radiotransparenta se refara la mediile pe care razele X le penetreaza mai usor, aparand intunecate sau negre pe film- Osul este radioopac comparativ cu tesuturile moi, dar

radiotransparent comparativ cu metalul

EXAMEN RADIOLOGIC - DENSITATI IDENTIFICATE

METAL OS PARTI MOI GRASIME AER

FASCICULUL EMERGENT

Fasciculul emergent (rezidual): Fasciculul emergent (rezidual): reprezinta portiunea de reprezinta portiunea de fascicul de raze X dintre regiunea examinata si receptor fascicul de raze X dintre regiunea examinata si receptor

Este purtatorul informatiei radiologiceEste purtatorul informatiei radiologice..

RECEPTORULRECEPTORUL

Reprezentat de:

-ecran fluoroscopic: prin actiunea directa a fasciculului emergent asupra unor substante fluorescente (platicianura de Bariu, Sulfat de Cadmiu si Zinc)

-film radiografic: impresionare fotografica

-dispozitive digitale (amplificatorul de imagine): prin efect de scintilatie

Obiectiveaza informatia purtata de fasciculul emergent creand imaginea radiologica (primara sau finala)

FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICE

Exista 2 modalitati prin care energia razelor X – invizibile cu ochiul liber - este convertita in imagine vizibila:

Radioscopia

Radiografia conventionala (analoaga) si digitala

Aceste 2 modalitati de vizualizare se bazeaza pe proprietatea unor substante fluorescente de a emite lumina sub actiunea razelor X

FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICEFORMAREA IMAGINII RADIOLOGICE

RADIOSCOPIA (FLOROSCOPIA)

Imaginea se formeza pe suprafata unui ecran fluorescent

Cele mai utilizate substante pentru ecranul radioscopic sunt : săruri speciale de platino-cianură de bariu sau sulfură mixtă de zinc şi cadmiu.

Imaginea radioscopica este o imagine pozitiva (structurile opace apar intunecate)

Poate fii directa (la intuneric – istoric)

cu lant de televiziune (amplificator de imagine) sau digitala.

Radioscopia cu amplificator de luminiscenta si lant TV

-introdusa in anii 60

-consta dintr-un tub electronic care are in componenta sa :


-un ecran de intrare a razelor X (ecran primar fluorescent sulf.de Zn+Cd)

-incinta vidata careia i se aplica o diferenta de potential mare

-electrozi de focalizare

-un ecran de iesire (secundar)

- Fotonii X -transformati in fotoni luminosi cu intensitate amplificata de 8000-15000 si transformati in semnal video

Avantaje:

-achizitie in timp real

-reduce iradierea pacientului comparativ cu radioscopia clasica

-posibilitatea de a alege imaginile cele mai sugestive pt reproducerea pe film

-lucrul la lumina zilei

Dezavantaje:

-operator dependenta


Radioscopia cu amplificator de luminiscenta si lant TV

RADIOSCOPIA (FLOROSCOPIA) APLICATII CLINICE

• Examenul dinamic simplu (fără substanţe de contrast) al toracelui, abdomenului, etc.

• Studiile cu contrast ale tubului digestiv:– Tranzitul baritat eso-gastro-duodenal;– Clisma baritată, ş.a.;

• Proceduri de radiologie intervenţională:– Diagnostice:

• Angiografia; DSA – angiografia cu substracţie digitală CPT – colangiografia percutană transhepatică, ş.a..

– Terapeutice:• chemoembolizarea arterială terapeutică - CHEAT• Drenajele biliare, externe sau interne; ş.a.


RADIOGRAFIA (clasica- analoaga) Se realizeaza pe film fotografic.

Principiul radiografiei se bazeaza pe actiunea fotochimica a radiatiei X asupra emulsiei fotosensibile din compozitia filmului fotografic(Br Ag)

Radiatiile X din fasciculul emergent elibereaza Ag din BrAg care apoi este oxidat in cursul procesului de developare

Filmul este“inegrit” proportional cu intensitatea radiatiiei X atenuata de structura anatomica traversata.

RADIOGRAFIARADIOGRAFIA

Casetele: Contin in interior

1. filmul radiografic2. foliile intaritoare (1 sau 2)

1 Filmul radiografic:

1=strat protector2=emulsie fotosensibila

3=strat adeziv

4=suport transparent2=emulsie fotosensibila

Fotoni X

Strat cristale luminiscente

Fotoni luminosi

Film radiografic

1 Foliile intăritoare: Contin substante fluorescente

(pamanturi rare-gadolinium,europiu,terbiu) Reduc expunerea si iradierea de cca 10 ori

RADIOGRAFIARADIOGRAFIA

Un film bun este apreciat după următoarele elemente :

contrast: raportul între negru şi alb al unei imagini

netitate: vizibilitatea cât mai clară a contururilor

detaliu: evidenţierea a cât mai multe elemente de fineţe pe o anumită unitate de suprafaţă.


Achizitia datelor se face cu aparatura de radiologie clasica.

Caseta contine un “ecran cu memorie” care achizitioneaza si pastreaza o " imagine latenta" care ulterior prin fotostimulare laser va fi transformata in imagine digitala.

Sunt doua tipuri de detectori digitali:


RADIOGRAFIA DIGITALA

Detectori de baleiaj

Detectori plan matriciali



Detectori de baleiaj :

sant alcatuitI din fluorohalogenura de bariu activata cu ergoniu.care are propriatati fosfoluminiscente,( emisie remanenta-imagine latenta)

Fotostimularea: consta in emisia de lumina din imaginea latenta sub actiunea de stimulare energetica a unui fascicul laser

Acesta baleiaza ecranul (timp de citire 45 sec) determinind eliberarea electronilor legati de halogenuri si obtinerea imagini digitale

ecran cu memorie



Detectori plan matriciali: imaginea se obtine prin conversie electrica directa a imagini latente

Semnalul electric sau luminos generat de ecranul de scintilatie va fii achizitionat punct cu punct pe o matrice activa.

Rezolutia spatiala este inferioara celei clasice, fiind influentata de diametrul

fasciculului laser. Ecranele mari utilizeaza un fascicul laser cu diam 100-200 μ ecranele mici cu rezolutie mai mare -100μ. Pentru mamografie se utilizeaza un fascicul de 50μ.

Rezolutia de contrast este excelenta cu o eficacitate de detectie cuantificata la 100%.

imaginea radiologică digitală este afişată pe monitorul computerului; aceasta poate fi salvată pe HDD, CD-R/RW, DVD, sau printată pe diverse dispozitive hardcopy;


Calitatea imaginii digitale

Fasciculul incident de raze X avand o Fasciculul incident de raze X avand o forma conica, dimensiunile si forma corpului forma conica, dimensiunile si forma corpului radiografiat variaza in raport cu :radiografiat variaza in raport cu :

1. Legea proiectiei conice:

-distanta focar(F) – film(f)-distanta focar(F) – film(f) -pozitia corpului in fascicol-pozitia corpului in fascicol-distanta focar - obiect-distanta focar - obiect

FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICEPrincipiile geometrice

1 23

2. Sumatia si substractia 2. Sumatia si substractia planurilorplanurilor::

Imaginea reprezinta Imaginea reprezinta suma imaginilor suma imaginilor diferitelor structuri ale corpului diferitelor structuri ale corpului traversat, asezate in planuri diferite traversat, asezate in planuri diferite in calea fascicolului de raze X :in calea fascicolului de raze X :

•

FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICEPrincipiile geometrice

daca structurile sunt daca structurile sunt opace imaginea este de opace imaginea este de sumatie (pozitiva)sumatie (pozitiva)

daca structurile daca structurile sunt mixte, sunt mixte, imaginea este de imaginea este de substractie substractie (negativa)(negativa)

3. Paralaxa3. Paralaxa::

• Proiectiile a 2 structuri suprapuse dar situate la adancimi Proiectiile a 2 structuri suprapuse dar situate la adancimi diferite in corpul de radiografiat se diferite in corpul de radiografiat se suprapunsuprapun sau sunt sau sunt vizualizate separat functie de:vizualizate separat functie de:

FACTORII CE INTERVIN IN FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICEFACTORII CE INTERVIN IN FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICE

suprapusesuprapuse

B-rotatia corpului in fascicolB-rotatia corpului in fascicol..A-inclinarea fascicolului fata de A-inclinarea fascicolului fata de planul corpuluiplanul corpului

• Sursa fasciculului:

1. focar optic de formă liniară apariţia penumbrei în vecinătatea contururilor imaginii obiectului.

2. zona de penumbră este mai largă când obiectul este situat mai aproape de sursă.

3. un obiect cu dimensiuni mai mici decât focarul optic nu va putea fi reprezentat net în imagine.

FORMAREA IMAGINII Factori de perturbare a imaginii

1

2

33



(organul de

examinat)

Vector

modelat

Receptia

mesajului



raze X

-absorbtie

-ef. Compton

Fascic.

Emergent

(Rezidual)

Detector

-ecran radiscopic

-film radiografic

-amplificator



DECODIFICATORUL

DECODIFICATORUL (PERCEPTIA)

• Este reprezentat de medicul radiolog care face analiza informatiei realizand un exercitiu de imaginatie si rationament.

• Analiza informaţiei presupune integrarea într-un context clinic, biologic şi imagistic

• Formarea imaginii este dependenta de– nr atomic,

– densitatea,

– grosimea obiectului,

• realizeaza transpunerea in plan a unui corp tridimensional fiind o sumatie de transparente si opacitati unele peste altele.

• Trebuie gandita imaginea in mod “stratificat”, tridimensional

DECODIFICATORUL (PERCEPTIA)

• O buna interpretare a imaginii presupune:

– Cunoasterea exacta a anatomiei regiunii examinate, a formei si topografiei organelor si structurilor cuprinse in aceasta

– Cunoasterea capacitatii de atenuare a structurilor anatomice parcurse de fascicul

– Cunoasterea imaginii radiologice normale in vederea sesizarii diferitelor aspecte anormale

– Utilizarea unor incidente complementare care permit disocierea planurilor pentru reprezentare mentala tridimensionala

EFECTELE BIOLOGICE ALE RADIAŢIILOR

GeneralităţiGeneralităţi• La trecerea prin celulă, radiaţiile La trecerea prin celulă, radiaţiile

interacţionează cu diferitale componente interacţionează cu diferitale componente structurale ale acesteia.structurale ale acesteia.

• Tinta cea mai importantă (d.p.d.v. al Tinta cea mai importantă (d.p.d.v. al efectelor) este efectelor) este ADN-ul,ADN-ul, acărui afectare acărui afectare ((mutaţii)mutaţii) poate determina apariţia unor poate determina apariţia unor leziuni celulare leziuni celulare ireversibile.ireversibile.

• Radiaţiile pot acţiona asupra ADNRadiaţiile pot acţiona asupra ADN::

• Direct:Direct: transferul de energie direct asupra transferul de energie direct asupra moleculei ADN determină moleculei ADN determină ruperi aleruperi ale legăturilor chimicelegăturilor chimice sau alte transformări sau alte transformări structurale.structurale.

• IndirectIndirect:: prin formarea de prin formarea de radicali liberi radicali liberi sau alţi agenţi oxidanţisau alţi agenţi oxidanţi în mediul în mediul intracelular, care, la rândul lor vor intracelular, care, la rândul lor vor reacţiona cu ADN, determinând reacţiona cu ADN, determinând modificarea compoziţiei chimicemodificarea compoziţiei chimice


Tipuri de mutaţiiTipuri de mutaţii

1.1. Alterarea unei Alterarea unei bazebaze

2.2. Dispariţia unei Dispariţia unei bazebaze

3.3. Ruperea unei a Ruperea unei a din catenedin catene

4.4. Ruperea Ruperea ambelor cateneambelor catene

5.5. Mutaţii complexeMutaţii complexe

1

2

3

4

5

Mutaţie

Supravieţiure fără reparare

Cancer?

Moarte celulară

Reparare

Celulă neviabilă

Celulă viabilă


Efectele mutaţiilorEfectele mutaţiilor

999 din 1000 le999 din 1000 lezziuni ADN pot fi iuni ADN pot fi reparatereparate

999 din 1000 celule lezate mor (problemă minoră – 999 din 1000 celule lezate mor (problemă minoră – milioane de celule mor zilnic)milioane de celule mor zilnic)

Restul celulelor supravieţuiesc cu mutaţii ireversibileRestul celulelor supravieţuiesc cu mutaţii ireversibile


Repararea mutaţiilorRepararea mutaţiilor

Efectedirecte

Efecteindirecte

Moartecelulară

LezareADN

Celulămodificată

Afectareaorganului

Celulesomatice

Celulegerminative

Efecteereditare

CancerLeukemia

Moarte

Reparare

Efecte Efecte deterministicedeterministice

Efecte Efecte stocasticestocastice


INSTALATIA DE RADIODIAGNOSTICINSTALATIA DE RADIODIAGNOSTIC

transformator de inalta tensiune, joasa tensiune

redresoare

cablurile de curent

stativul si masa de radiografii: amplificatorul de imagine

masa de comanda

sursa de radiatii - tubul radiogen - componente

- producerea razelor X

- filtre si localizatoare

- anexe

LUCRARI PRACTICE - CURS 1si 2

Casete - dimensiuni, tipuri, utilizare

Filme radiografice

Radiografia digitalizata

Transformatorul de înaltă tensiune(2) este dispozitivul principal al unei instalaţii radiologice, care transformă curentul de tensiune din retea 220V în curent de tensiune înaltă şi intensitate mică (10 000 - 100 000V şi 2 - 1 000 mA)

• Este consttuit din două bobine separate, una primara si alta secundara, bine izolate, situate faţă în faţă pe un cadru pătrat sau rectangular de fier moale.

• Raportul dintre numărul de spire al bobinei secundare şi cel al bobinei primare, se numeşte raport de transformare-raportul de transformare este de 500 = U2/U1 ( la U2 de 100.000V si U1 de220V)


1-curent retea2-bobine transformatoare

inalta tensiune

U2U1

Transformatorul de joasă tensiune

• Este necesar pentru aducerea la incandescenţă a filamentului catodic.

• Acest transformator are un aranjament invers al bobinelor: bobina primară are un număr mare de spire, iar cea secundară are un număr redus de spire.

• Raportul de transformare este aranjat în aşa fel încât să furnizeze o tensiune de 6 - 12 V şi 3 - 5 A, exact cât este necesar pentru aducerea la incandescenţă a filamentului catodic.


5 transformator de joasa tensiune

6 curent retea


Reprezentarea schematica a circuitelor electrice, a unei instalatii de radiodiagnostic

2–transformator ridicator tensiune3 - redresor

1,6-autotransformator

5-transformator coborator de tensiune

Stativul • Este un sistem de susţinere a tubului radiogen, al ecranului şi al

bolnavului

• Stativul poate fi basculant sau fix.

• Piesa principală este masa de care şi pe care se sprijină bolnavul atât în ortostatism cât şi în clinostatism

• . • Pentru fixarea tubului şi ecranului există un întreg sistem de pârghii, care

permit în afară de fixarea acestor piese, şi deplasare lor, după necesităţile examinatorului.


imagi

Cablurile de curent:Curentul de încălzire a filamentului, precum şi curentul de înaltă tensiune

sunt conduse de la transformatoarele respective prin cabluri

Redresoarele:

• Curentul de înaltă tensiune fiind alternativ nu este propriu pentru funcţionare a tubului radiogen, acesta fiind polarizat functioneaza numai cu curent continuu.

• Redresoarele au rolul de a transforma curentul alterantiv in curent continuu pulsatil.

• Pot fi: cu vid (ventil, supapa, kenotron) sau uscati (semiconductori)


3-redresor


Tubul de Raze X

Puterea tubului constituie o caracteristică deosebit de importantă în practică.

Această putere se află multiplicând intensitatea curentului pe care o poate suporta tubul, cu tensiunea aplicată la bornele aceluiaşi tub.

Deci, P=I x V.

De exmplu, să presupunem că un tub de 100mA (deci 0,100A) şi 50 000V; puterea tubului va fi 5000 waţi,( 5 kilowaţi).

• Există tuburi de 1,2, 3,6 şi 10 kw (cu anod fix)

• Tuburi 12, 20, 22, 40 şi 50kw, cu anod rotativ

• In acest ultim caz anodul este rotativ şi în acest fel fascicolul electronic al catodului nu va mai bombarda un singur punct de pe anod (focus) ci o întreagă suprafaţă circulară în formă de inel

• Aceste tuburi au un randament mai bun şi o viaţă mai lungă.

Masa de comandă

• Este dispozitivul care serveşte la punerea în funcţie şi la oprirea aparatului.

• Masa de comandă este înzestrată cu o serie de dispozitive care permit: măsurarea curentului de la reţea (voltmetrul), măsurarea intensităţii curentului (miliampermetrul), măsurarea timpului, butonul de punere în funcţiune şi de oprire a instalaţiei.


Razele X se formeaza:

a. prin emisie de electroni la nivelul catodului

b. prin franarea fasciculului de electroni la nivelul anodului

c. cand energia electronilor catodici este mai mare decat energia de legatura a atomilor din materialul anodic

d. in urma dislocarii electronilor de pe orbitele centrale apropiate de nucleu ai atomilor din anod

e. prin dislocarea electronilor de pe straturile periferice ale atomilor din anod.

Razele X au fost descoperite in :

a. 1897

b. 1895

c. 1901

d. 1913

e. 1875

Care din urmatoarele afirmatii sunt adevarate referitor la tubul de raze X :

a. este constituit dintr-un balon de sticla

b. material metalic

c. contine aer

d. contine azot

Anodul :

a. este electrodul negativ

b. este constituit din cupru

c. este constituit din tungsten+rheniu

d. rol in emiterea de electroni

Termenul de radioopac se refera la:

a. structurile care absorb razele X

b. structurile care sunt penetrate de razele X

c. structurile care sunt albe pe filmul radiografic

d. structurile care sunt negre pe filmul radiografic

Formarea imaginii radiologice se bazeaza pe urmatoarele propritati ale razelor X:

a. penetrabilitatea

b. luminiscenta

c. difuzie

d. refractie

Care din urmatoarele tehnici imagistice se bazeaza pe utilizarea radiatiilor ionizante:

a. Computer-Tomografia

b. Scintigrafia

c. Termografia

d. Angiografia digitala

e. Ecografia

f. Imagistica prin rezonanta magnetica

Opacitatile patologice sunt produse prin:

a. inlocuirea aerului alveolar

b. ingrosarea unor structuri normale ale parenchimului pulmonar

c. cresterea aerului in acinii alveolari

d. resorbtia aerului din alveole

Care din urmatoarele tipuri de opacitati produc retractia structurilor adiacente:

a. opacitatile din pneumoniile bacteriene

b. opacitatile din obstructiile bronsice totale

c. opacitatea din lobita TBC

d. opacitaile sechelare pleuro-pulmonare (fibrotorax)

Care din urmatoarele afirmatii sunt adevarate referitor la Semnul siluetei :

a. se refera la pozitia a 2 opacitati in raport cu opacitatea mediastinala

b. 2 opacitati situate in acelasi plan isi sterg contururile la interfata

c. este negativ cand 2 opacitati situate una in santul costo-vertebral si alta retrosternal isi sterg conturul dintre ele.

Care din urmatoarele afirmatii sunt adevarate referitor la Semnul cervico-toracic :

a. se refera la topografia unei opacitati in raport cu pozitia claviculei

b. o opacitate situata supra si subclavicular este localizata anterior

c. o leziune situata subclavicular se proiecteaza anterior

d. o leziune situata subclavicular se proiecteaza posterior

e. o opacitate situata supra si subclavicular este localizata posterior

Opacitatile liniare pot apartine :

a. interstitiului pulmonar

b. parenchimului pulmonar

c. pleurei

d. mediastinului mijlociu

Opacitatile liniare (in banda) parenchimatoase pot fi :

a. de natura atelectatica

b. de natura fibroasa

c. de natura tumorala expansiva

Care din urmatoarele semne NU apartin sindromului alveolar :

a. nodulii alveolari

b. sistematizarea

c. absenta confluentei leziunilor

d. conturul net

e. bronhograma aerica

f. evolutivitatea relativ rapida

Care din urmatoarele semne NU sunt caracteristice sindromului interstitial :

a. evolutie rapida

b. conturul net al leziunilor

c. sistematizarea lobara si segmentara

d. absenta confluentei leziunilor

e. ingrosarea pleurala

Care din urmatoarele semne sunt caracteristice sindromului atelectatic :

a. opacitate triunghiulara cu varful in hil si baza la peretele toracic

b. volumul opacitatii este cu atat mai mic cu cat retractia este mai importanta

c. impingerea in sens opus a traheei in atelectaziile lobilor superior

d. ascensionarea cupolei diafragmatice in atelectaziile lobilor inferiori

Complexul primar RANKE este constituit din :

a. afectul primar (sancru de inoculare)

b. limfangita

c. adenita

d. a +b

Procesul prin care se creaza o imagine radiografica in urma trecerii unui fascicul de raze X printr-un tesut anatomic este numit:

A. atenuare

B. efect fotoelectric

C. efect Compton

D. absorbtie diferentiala

Developarea si procesarea unui film expus va duce la:

A. imagine manifesta

B. imagine latenta

C. imagine invizibila

D. imagine inerta

Interactia razelor X cu materia se face prin:

A. fenomen Thompson

B. formare de perechi

C. efect fotoelectric

D. efect luminos

E. Efect Compton

F. Nici una din cele de mai sus

Radiatiile dure sunt radiatii cu:

A. lungime de unda mare

B. lungime de unda mica

C. frecventa mare

D. frecventa mica

E. nici una dintre cele enuntate mai sus.

Ce sunt redresoarele si care este rolul lor ?

• A-sunt dispozitive care regleaza curentul electric ce trece prin filamentul catodului

• B-transforma curentul electric alternativ in curent continuu pulsatil

• C-transforma curentul electric contnuu in curent alternati

• D- D- rol de a concentra si focaliza electronii rol de a concentra si focaliza electronii emisi intr-un fascicul conic cu varful spre emisi intr-un fascicul conic cu varful spre anodanod

miercuri

Fascicolul Laser baleiaza ecranul (timp de citire 45 sec) si determina eliberarea electronilor legati de halogenuri si obtinerea

imagini digitale

FORMAREA IMAGINII DIGITALEFORMAREA IMAGINII DIGITALE

bazele fizice si tehnice ale radiologiei

Documents