BAZELE FIZICE SI TEHNICE ALE RADIODIAGNOSTICULUI

RADIOLOGIA – DEFINITIE, RAMURIRADIOLOGIA - stiinta care se ocupa ccu studiul teoretic si aplicatiile practice ale radiatiilor ionizante: - radiatii X

-radiatii gamma-radiatii corpusculare-izotopi radioactivi

Radiaţii

Neionizante

Ionizante

Direct ionizante

(particuleîncărcate)

Indirect ionizante

(particule fără sarcină electrică)

I. RADIOLOGIA MEDICALA-

stiinta care se ocupa cu studiul teoretic si aplicatiile practice ale radiatiilor ionizante in medicina

RAMURI

1.RADIODIAGNOSTIC - da relatii despre starea morfo- functionala a diferitelor organe profunde

2. RADIOTERAPIA - confera tratamentul unei boli cu ajutorul radiatiilor ionizante

-boli de piele-boli inflamatorii-tumori

3. RADIOBIOLOGIA-studiaza interactiunile dintre organism si radiatiile ionizante

-sta la baza -radioterapiei-protectiei in radiologie

4.MEDICINA NUCLEARA

5.TOMOGRAFIA CONVENTIONALA

6.TOMOGRAFIA COMPUTERIZATA

7.IMAGISTICA PRIN REZONANTA MAGNETICA

II. DEFINIREA RADIATIEI X

RX –radiatie de tip elecromagnetic ( fascicul de fotoni)• descoperita de Willhelm Conrad Roengen in 1895

Fotonul - nu are sarcina electrica- nu are masa de repaus- este numai o energie de miscare

E = h√ E = energia cuantei fotonului h = constanta lui Planck √= frecventa undei electromagnetice

• Era radiologică început – 8.11.1985 - fizicianul Wilhelm

Conrad Röntgen, făcând studii ale tuburilor catodice, descoperă faptul că acestea emit nişte radiaţii care au particularitatea de a lumina un ecran fluorescent şi de a străbate corpuri astfel încât el reuşeşte să realizeaze radiografia mâinii soţiei sale - prima radiografie din lume.

Primele aparate cu raze X

III. MECANISMUL DE PRODUCERE AL RADIATIEI X

1. FRANAREA - elecronilor produsi de CATOD

de catre atomii ANODULUI intr-un TUB VIDAT

Producerea radiaţiei X

• Electroni de mare energie lovesc o ţintă (metalică) unde o parte a energiei lor este convertită în radiaţie.

Energie joasă sau medie

(10-400keV)

Energie înaltă > 1Me

Radiaţii X

ţintă

electroni

Catod - filament incalzit la incandescenta

-emite electroni -electronii sunt atrasi ( accelerati) de catre anod

Anod (anticatod)-la acest nivel se franeaza puternic electronii emisi de catod

Tubul de radiaţii X pentru producerea de radiaţii X joase şi medii

•

2. REARANJAREA ELECTRONILOR PE ORBITE

•Un electron de pe o orbita periferica (E2) ii ia locul•Energia necesara rotirii pe E2 este mai mare decat energia rotirii pe E1•Un electron este smuls de pe o orbita mai apropiata de nucleu ( E1)•Saltul de tranzitie E2-E1 se face cu eliberarea unei cuante de energie

h√=E2-E1

Dezexcitare

Producerea radiaţiei X - interacţia electron-ţintă

• Radiaţia X caracteristică: – 1 electronul incident

scoate un electron de pe un nivel al unui atom din materialul anodului.

– 2 un electron de pe un nivel energetic superior ocupă locul liber iar diferenţa de energie este emisă ca radiaţie X având o energie caracteristică acelei tranziţii.

1

2

IV.PROPRIETATILE RADIATIILOR X

1.DIVERGENTA ( PROIECTIA CONICA A FASCICULULUI)

- fasciculul de fotoni este un fascicul conic -este produs de o sursa S- de la aceasta razele diverg pe masura ce se indeparteaza de sursa - imaginea apare marita si deformata

Structura anodului

material : tungsten, molibden, grafit;

pată focală (focar termic): suprafaţa de pe anod unde are loc frânarea;

unghiul de înclinare al anodului; viteza de rotaţie de la 3.000 la

10.000 rot/min Grosimea masa si volumul

capacitatea de încălzire

ASTFEL, CU CAT OBIECTUL ESTE MAI APROAPE DE FILMUL RADIOLOGIC,CU ATAT IMAGINEA ESTE MAI REALA

• FENOMENUL PROIECŢIEI CONICE• Imaginea pe care o realizează un obiect interpus între sursa de raze şi

ecran sau film prezintă caracteristicile proiecţiei unui corp tridimensional într-un plan bidimensional, precum şi defectele proiecţiei conice, adică ea apare mărită şi deformată.

2.SCADEREA INTENSITATII

-intensitatea radiatiilor scade pe masura ce se departeaza de sursa

-scaderea este proportionala cu patratul distantei

-rezulta din proiectia conica

-are rol in formarea imaginii

3. Razele X sunt INVIZIBILE

4. Razele X NU SUNT DEVIATE DE CAMPURI ELECTRICE SAU MAGNETICE

5. V=3 X 105 Km/s

6. ADSOBTIA

•Razele X sunt adsorbite prin interactiunea cu atomii mediului

•Fenomenul sta la baza ATENUARII FASCICULULUI DE RAZE X ( la trecerea acestuia prin corpuri)

LEGEA BRAGG PIERCE

A= Z 4x λ3x d λx ρ x 0,2

Adsorbtia este proportionala cu :

Z = nr. Atomic (al atomului cu care interactioneaza) d = dimensiunile corpului absorbant ρ= densitatea corpului absorbant

λ= lungimea de unda Rx

0,2=coeficient de convectie

7.PENETRABILITATEA

-razele X penetreaza corpurile interpuse in calea lor

-fenomenul este inversul atenuarii

-penetrabilitatea este invers proportionala cu lungimea de unda a RX

- Pp= 1/λ (invers proportional cu lungimea de unda Rx)

8.DIFUZIUNEA ( IMPRASTIEREA)

- fotonii pot fi deviati la tercerea prin mediu ( efect Compton)

EFECTUL COMPTON

- fotonul cedeaza o parte din energia sa unui electron care paraseste atomul

- rezulta un foton cu energie scazuta si directie deviata

9. LUMINISCENTA -fotonii excita atomii unor materiale

-cand acestia se dezexcita, emit radiatii in spectrul vizibil

Fluorescenta ( folosita in radioscopie -Luminiscenta exista numai in timpul bombardamentului fotonic

Fosforescenta-Luminiscenta exista si dupa intreruperea bombardamentului cu raze X

10.EFECTELE FOTOCHIMICE

-de exemplu transforma bromura de argint in argint metalic

-acest fenomen sta la baza impresionarii filmului fotografic – astfel se obtin radiografiile

-daca razele X penetreaza corpul - impresioneaza filmul – negru ( densitate mica a corpului)

-daca razele X sunt adsorbite – nu ajung pe film – alb ( densitate mare a corpului)

11. EFECTELE BIOLOGICE - prin: -ionizare -excitare -rupere de legaturi

a.Letale -la doze mari

b.Mutagene -somatice - la orice celula -gametice – in celulele germinative

-se transmit la urmasi

c.Cancerigene - transformarea unor celule capabile de diviziune in clone de celule mutante

d.Teratogene- au loc la nivelul materialului genetic- gene-cromozomi

Celule sensibile la RX

a. Sanatoase -celule embrionare -maduva hematogena -glandele endocrine

b.Maligne ( se utilizeaza in tratamentul tumorilor)

V.FORMAREA IMAGINII RADIOLOGICEDEFINITIE = reprezentarea indirecta ( codificata) a organelor

si regiunilor anatomice strabatute de RX

Imaginea apare pe -ecran radioscopic -film radiologic ( se obtine negativul)

Este rezultatul adsorbtiei neomogene ( atenuarii) RX de catre tesuturile strabatute

Oase -contin Ca ( Z=20), Mg ( Z = 18), P ( Z = 12 )-adsorbtie mare / penetrabilitate mica-pe film apar albe( nu impresioneaza filmul radiologic)

( opacitati)

Tesuturi moi -C ( Z = 14), H ( Z = 1), O ( Z = 8)-adsorbtie mica / penetrabilitate mare - pe film apar cenusii ( o cantitate mai mica de RX

impresioneaza filmul )

Aer -radiotransparent ( este complet penetrabil – pe film apare negru)

Opacitati – albe/zone in care fasciculul a fost atenuat

Transparente – negre/zone pe care fasciculul le-a penetrat

Mixte – opacitati + transparente

Interpretarea unei imagini radiologice este un proces mental care implica:

•Cunoasterea anatomiei zonei

•Cunoasterea capacitaii de atenuare a tesuturilor

•Cunoasterea imaginii radiologice normale

•Utilizarea unor manevre tehnice complementare 9 pentru disocierea planurilor)

•Cunoasterea formelor de patologie

Imaginea radioscopica ( pozitiva)

-Pe ecran fluorescent – folie de carton + strat de substanta fluorescenta

Filmul radiologic ( negativ)

-Un suport de poliester + pe ambele fete straturi de substanta fotosensibila ( bromura de argint)

-Introduse in caseta de aluminiu( spre a nu fi impresionate)

VI.PARTICULARITATILE IMAGINII RADIOLOGICE 1.PROIECTIA CONICA

Datorita divergentei fasciculului de RX si a formei conice a fasciculului

CONSECINTELE FASCICULULUI CONIC

a.Imaginea radiologica este MARITA -Cu atat este mai mare , cu cat obiectul este mai

aproape de sursa -Cu atat mai apropiata de dimensiunile reale, cu atat daca obiectul este mai aproape de ecran (film)

b.Imaginea radiologica este DEFORMATA -Datorita oblicitatii fasciculelor periferice-Imaginea este cu atat mai corecta ,cu cat raza este centrata pe centrul formatiunii de examinat

c. FORMA PROIECTIEI

•Longitudinala - fasciculul perpendicular pe axul lung al obiectului -imagine liniara sau in banda

•Ortograda -fascicul de-a lungul axului lung al obiectului-imagine rotunjita

•-Oblica - imagine deformata

2.SUMATIA/SUSTRACTIA

SUMATIA - aditia tuturor opacitatilor corpurilor aflate intre sursa si film

- ex: stern, cord, mediastin

- dezavantaj – nu exprima sigur o singura leziune

- avantaj – leziunile mici ( care singure nu dau imagine), prin sumatie sunt perceptibile

( de ex. leziunile miliare)

SUSTRACTIA -scaderea opacitatii unui corp daca acesta se interpune cu o structura

radiotransparenta

-ex: traheea ( prin transparenta ei se vizualizeaza primele patru vertebre dorsale)

FENOMENUL SUMAŢIEI ŞI SUBSTRACŢIEI PLANURILOR• Imaginea radiologică - reprezintă suma

imaginilor diferitelor organe şi ţesuturi care caracterizează din punct de vedere anatomic acel segment, care sunt străbătute de razele X, plan cu plan, reţin din fasciculul de raze X cantităţi în raport cu densitatea şi structura lor, conform legilor absorbţiei ale lui Bragg şi Pierce.

• Ex. Opacitatea mediastinului - imagine complexă - suma imaginilor tuturor organelor ce sunt surprinse în calea fasciculului de raze X pe linia mijlocie a toracelui în poziţia P.A. în proiecţie centrală directă. - sumaţie - nu putem aprecia starea fiecărui organ din mediastin.

• În regiunea în care, în calea fasciculului de raze X, se află organe opace şi corpuri transparente, acestea din urmă micşorează intensitatea umbrei cauzate de primele prin efectul substracţiei.

3.EFECTUL DE PARALAXA

-imaginea radiologica se deplaseaza in sens invers deplasarii sursei de RX -deplasarea este cu atat mai mare cu cat obiectul este mai aproape de sursa

-disociaza imaginile ( de aceea in unele radiografii se inclina tubul)

FENOMENUL DE PARALAXA

4.RADIATIA DIFUZATA

•apare datorira efectului Compton •si radiatia difuzata contribuie la formarea imaginii:

-sterge netitatea contururilor-sterge contrastul imaginilor-se folosesc grile antidifuzante care absorb radiatia difuzata

5. MISCAREA OBIECT – SURSA

- sterge contururile ( se folosesc timpi scurti de expunere)

Grila Potter Bucky

VII.EXAMINAREA IMAGINII RADIOLOGICE ( INTERPRETARE)

•Tehnica de examinare

-se recunoaste segmentul de examinat

-se recunosc pozitia si incidenta in care s-a facut examinarea

-se pune in pozitie imaginea radiologica pe negatoscop

-se apreciaza corectitudinea : pozitiei/expunerii/developarii/pregatirii bolnavului

Unei formatiuni i se descriu:

- natura ( opacitati, transparente, imagini mixte)-sediul-numarul-dimensiunile-forma-conturul ( net, difuz)-structura ( omogena/neomogena)-intensitatea ( subcostala, costala, supracostala)-raporturile