Radiologie interventionala Curs 1

APARATUL ROENTGEN

Radiologia – stiinta care se ocupa cu studiul teoretic si aplicatiile practice ale radiatiilor ionizante

Radiologia medicala – studiul si aplicatiile practice in medicina ale radiatiilor X ,gamma,izotopi radioactivi

Radiatii – ondulatorii (raze X,gamma,radiatiile cosmice,UV,lumina vizibila, rad.infrarosie, microundele, u.radio)

- corpusculare (raze alfa,beta)

Radiațiile X (numite mai târziu radiații sau raze Roentgen) au fost descoperite în anul 1895 de către fizicianul german Wilhelm Conrad Röntgen în mod întâmplător, în timp ce experimenta cu razele catodice (fascicul de electroni) provenite de la un tub de sticlă vidat cu 2 electrozi. Ele sunt radiații electromagnetice ionizante, invizibile, cu lungimi de undă cuprinse între 0,1 și 100 Å (ångström). Datorită lungimii de undă mici, aceste radiații sunt foarte penetrante, putând trece prin diferite materiale cum ar fi corpul uman, lemnul, piese metalice (nu foarte groase) etc.

Radiațiile sunt absorbite de către corpuri în funcție de densitatea lor: cu cât densitatea este mai mare, radiațiile sunt absorbite mai mult. Pe acest principiu se bazează radiodiagnosticul.

Exemplu: mâna unui om stă pe o bucată de film fotografic negativ, încă neexpus la radiații și lumină. Prin mâna omului se trimite pentru scurt timp un fascicul de radiație X. Oasele, fiind mai dense, vor absorbi mai multă radiație, deci vor apărea pe film ca fiind albe (filmul se înnegrește în părțile expuse la radiație).

Radiologia clasica sau conventionala

-radiodiagnostic

-radioterapie

-radiobilogie

Radiologia digitalizata

Ultrasonografia

Computer tomografia

IRM

Tomografia cu emisie de pozitroni

Angiografia

Radiologia conventionala

Cum sunt produse radiatiile X

Razele X se pot obține în tuburi electronice vidate, în care electronii emiși de un catod incandescent sunt accelerați de câmpul electric dintre catod si anod (anticatod). Electronii cu viteză mare ciocnesc anticatodul care emite radiații X. Electronii rapizi care ciocnesc anticatodul interacționează cu atomii acestuia în două moduri:

Electronii, având viteză mare, trec prin învelișul de electroni al atomilor anticatodului și se apropie de nucleu. Nucleul, fiind pozitiv, îi deviază de la direcția lor inițială. Când electronii se îndepartează de nucleu, ei sunt frânați de câmpul electric al nucleului; în acest proces se emit radiații X.

La trecerea prin învelișul de electroni al atomilor anticatodului, electronii rapizi pot ciocni electronii atomilor acestuia. În urma ciocnirii, un electron de pe un strat interior (de exemplu de pe stratul K) poate fi dislocat. Locul rămas vacant este ocupat de un electron aflat pe straturile următoare (de exemplu de pe straturile L, M sau N). Rearanjarea electronilor atomilor anticatodului este însoțită de emisia radiațiilor X.

Producerea RX –franarea brusca a unui fascicul de electroni in miscare foarte rapida –transformarea energiei cinetice –energie radianta

Proprietatile Rx:

în vid ele se propagă cu viteza luminii; nu sunt deviate de câmpuri electrice și magnetice;

produc fluorescența unor substanțe (emisie de lumină); Exemple de substanțe fluorescente: silicat de zinc, sulfurǎ de cadmiu, sulfurǎ de zinc, care emit lumina galben-verzuie.

sunt invizibile

pătrund cu ușurință prin unele substanțe opace pentru lumină, de exemplu prin corpul omenesc, lamele metalice cu densitate mică, hârtie, lemn, sticlă ș.a., dar sunt absorbite de metale cu densitatea mare (de exemplu: plumb). Puterea lor de pătrundere depinde de masa atomică și grosimea substanței prin care trec.

ionizeazǎ gazele prin care trec. Numǎrul de ioni produși indica intensitatea radiațiilor. Pe această proprietate se bazeazǎ funcționarea detectoarelor de radiații.

Actioneaza asupra organismului uman, distrugând celulele organice, fiind, în general, nocive

Pe această proprietate se bazeazǎ folosirea lor în tratamentul bolilor neoplazice, pentru distrugerea țesuturilor bolnave.

Propagarea in linie dreapta – v = 300.000km/s- fascicul conic

Luminiscenta – absorbtia in substante cristaline (platinocianura de bariu , tungstat de calciu ,sulfura de zinc,etc ) cu intarzierea emisiei luminoase fata de absorbtia razelor X

– fluorescenta – ecranul radioscopic

- fosforescenta – foliile intaritoare

Efectul fotochimic – actioneaza asupra emulsiei fotografice

Absorbtia –oase ...aer (de 1000 de ori)

depinde de numarul atomic, densitate ,grosime a tesuturilor

Componentele aparatului Roentgen

Tubul de raze X

Perete de sticla – vid Anod (electrod +) – cupru cu focar de tungsten

Catod (electrod -)– filament de incalzire (tungsten)

Transformator – 10 kv – 400kv

Cupola – otel captusit cu Pb –fereastra –filtru Al

Kenotroane (Tub electronic cu doi electrozi, folosit pentru redresarea curenților alternativi de înaltă tensiune) , supape, ventile

ecran

parti secundare

-stativ

-cabluri

-masa de comanda

Un aparat Roentgen este realizat dintr-un tub radiogen (tub generator de radiații, tub Roentgen), un transformator de înaltă tensiune pentru crearea unei diferențe de potențial între electrozii tubului, un transformator de joasă tensiune pentru încălzirea filamentului (respectiv catodului) tubului radiogen. De asemenea, aparatul Roentgen este prevăzut cu organe de reglaj și măsură a tensiunii de accelerare, a curentului anodic, a timpului de expunere la radiații etc.

Tubul radiogen

Cea mai importantă componentă a unei instalații generatoare de radiații X este tubul radiogen constituit dintr-o incintă vidată, de obicei de sticlă, în care sunt plasate o țintă de tungsten (wolfram), cupru sau molibden, și o spirală de tungsten menită să emită electroni în momentul încălzirii. Diferența de potențial (tensiune) creată cu ajutorul unui transformator de înaltă tensiune accelerează electronii emiși de spirală, izbindu-i astfel cu putere de ținta de tungsten (sau alt metal greu fuzibil, cu număr atomic mare). În

urma ciocnirii unui electroncu un atom de metal, electronul va intra într-unul din straturile superioare de electroni ale atomului, unde va expulza pe alt electron. În urma acestui fenomen, va fi produs un foton de radiație X.

Transformatorul de înaltă tensiune

Are rolul de a mări tensiunea rețelei de alimentare peste 10 kilovolți, pentru ca radiațiile produse de tub să poată pătrunde prin învelișul de sticlă al tubului.

Transformatorul de încălzire (de coborâre a tensiunii)

Are rolul de a încălzi filamentul de tungsten al tubului, pentru ca acesta să poată emite electroni (vezi emisia termoelectrică).

Organele de reglaj și control

1. Reglaj: Un autotransformator este utilizat pentru reglarea curentului de înaltă tensiune de la tub; apoi un reostat este utilizat pentru reglarea curentului de încălzire a tubului. Un releu de timp este construit pentru a permite reglarea timpului în care aparatul va produce radiații.

2. Organe de măsură: Un miliampermetru petru măsurarea intensității curentului anodic (intensitatea este proporțională cu cantitatea de radiații produse de către tub) și un voltmetru pentru măsurarea tensiunii rețelei de alimentare.

Aparatele moderne

Sunt prevăzute cu tuburi cu anod rotativ. Ținta de tungsten este de forma unui con și este fixată de o tijă, ce se continuă cu un rotor de cupru asemenea cu cel al unui motor electric asincron. Toate acestea sunt montate în interiorul balonului de sticlă vidată al tubului. În exteriorul tubului este montat statorul ce permite rotirea rotorului în tub, în momentul aplicării unui curent electric statorului. Anodul rotativ permite folosirea tubului la curenți ridicați (de ordinul 2000 mA) fără a se uza sau supraîncălzi. Aceasta se datorează suprafeței mari a anodului ce urmează a fi bombardată cu electroni care vor lovi anodul într-un punct foarte fin și mic (focar). Focarele tuburilor cu anod rotativ sunt cele mai fine și deci mai utile pentru obținerea unei imagini de calitate ireproșabilă. Componentele instalației ce urmează a fi supuse înaltei tensiuni sunt scufundate în băi de ulei pentru izolație și, în cazul tubului și transformatorului, și de răcire. Cuva de ulei a tubului este de formă cilindrică și este acoperită cu plumb, cu excepția unei mici zone aflate în dreptul focarului, loc pe unde vor ieși radiațiile. Această cuvă a tubului poartă numele de cupolă. Cupolei îi este atașat un colimator de plumb pentru limitarea radiației, dar și un filtru (în general 2 mm aluminiu) pentru oprirea radiațiilor moi, dăunătoare imaginii radiologice.

Roentgen mobil