Transcript Röntgen cihazları ve fizik prensipleri 10

RÖNTGEN CİHAZLARI ve
FİZİK PRENSİPLERİ 10
Dr. Gülçin Dilmen
X-IŞINININ RADYODİAGNOSTİKTE
KULLANILMASINI SAĞLAYAN
ÖZELLİKLERİ
Penetrasyon Özelliği
X-ışını, bu özelliği sayesinde vücudu
geçer (transmisyon).
Vücut dokularını geçen ışınlar, değişik
görüntü alıcılar üzerine düşürülerek
görüntü oluşturulur.
Fotografik emülsiyona olan
etkileri
Radyografi işleminde fotoğraf plağının
emülsiyon
tabakasındaki
gümüş
bromür bağlarında gevşemeye neden
olarak fotografik görüntü oluşturur.
X-ışınının bu özelliği sayesinde
röntgen filmlerinde görüntü elde
edilebilmektedir.
Floresan maddelerle
etkileşimi
X-ışını, fluoroskopi ekranı ya da
ranforsatörlerden
görülebilir
ışık
salınmasına yol açar.
Bu özelliğinden, hem fluoroskopi hem
de radyografi işlemlerinde yararlanılır.
X-IŞINININ KANTİTESİ
X-ışını miktarı, bir röntgen tüpünden
çıkan ve ekspojur birimiyle (Röntgen
= R) belirlen çıkış yoğunluğudur.
Radyasyon ekspojuru ya da x-ışını
intensitesi olarak da adlandırılır.
X-ışınının kantitesi, ayrıca radyasyon
dozu birimi (RAD) ve eşdeğer doz
birimiyle de (REM) belirlenmektedir.
EKSPOJUR BİRİMİ (R)
X-ışını tüpünde salınan x-ışını, havadan
geçerken iyonizasyona neden olur.
Buna ekspojur adı verilir.
Ekspojur birimi Röntgendir (R).
1 R’lik bir ekspojur, 1 cm3 havada, standart ısı
ve basınçta 2.08x109 iyonizasyon oluşturur.
İnternasyonal sisteme göre röntgen, bir
kilogram havada, 2,58x10-4 coulomb (C) yük
birimi oluşturan x-ışını dozudur.
Birimi C/kg dir.
RADYASYON DOZU BİRİMİ
(RAD)
X-ışınının enerjisi, oluşan iyonizasyon sonucu
vücuda aktarlır.
Radyasyon ekspojuruna bağlı olan bu enerji
depolanmasına, radyasyon absorbsiyon dozu
adı verilir.
Birimi RAD’dır.
Işınlanan objenin bir gramının absorbe ettiği
enerji 100 erg ise absorbsiyon dozu bir RAD’dır.
İnternasyonal sisteme göre, radyasyon doz
birimi Gray (Gy) dir. (1 Gy = 1 joule/kg = 100
RAD)
EŞDEĞER DOZ BİRİMİ (REM)
Radyasyona maruz kalan kişi,
radyoloji teknisyeni ya da herhangi bir
radyasyon çalışanı ise mesleki
radyasyon ekspojuru, eşdeğer doz
birimiyle (REM) belirlenir.
1 REM = 100 erg/gr’dır.
İnternasyonal sisteme göre, Seivert
(Sv) olarak adlandırılır.
(1 Sv = 1 joule/kg)
Röntgen, RAD ve REM arasında
önemli bir fark yoktur.
REM yalnızca mesleki ekspojuru ifade
eder.
Tanısal radyolojide üç birim de eşit
kabul edilmektedir.
X-IŞINI KANTİTESİNİ
ETKİLEYEN FAKTÖRLER
MİLİAMPERSANİYE (mAs)
X-ışınının miktarı mAs ile doğru
orantılıdır.
mAs
iki
kat
arttırıldığında,
hızlandırılan elektron sayısı da iki
katına çıkacağından, tüpten çıkan xışını miktarı da iki kat artmış olacaktır.
KİLOVOLTAJ 1
X-ışınının miktarındaki değişiklik, yaklaşık
olarak
kVp’deki
değişiklik
oranının
karesiyle orantılıdır.
I1/I2= (kVp1/kVp2)2
Örneğin
110
kVp
ve
20
mAs
kullanıldığında, x-ışını intensitesi 32 mR
ise, mAs sabitken kVp 125’e çıkarılırsa
intensite;
(125x110)2x32=41.3
mR
olacaktır.
KİLOVOLTAJ 2
Radyoloji pratiğinde daha farklı
bir durum
sözkonusudur.
Değişiklik, ancak filmde görülebildiğinden kVp’nin
etkisi, hastayı geçen ışınlar üzerinde izlenecektir.
Düşük kVp’de absorbsiyon fazla iken, kVp’nin
arttırılması sonucu absorbsiyon hızla azalacak ve
hastayı fazlaca geçen x-ışınları da filmle etkileşime
girecektir.
Bu nedenle absorbsiyon faktörü gözönüne alınarak
kVp fazla arttırlamalıdır.
Pratikte kVp nin % 15’lik bir artışı, film dansitesini, iki
kat arttırır. KVp’nin %15’lik azalması, film dansitesini
UZAKLIK
Tüpte üretilen ışının intensitesi, ışının
nokta kaynaktan salınması nedeniyle,
uzaklığın karesiyle orantılı olarak
azalır.
Örneğin bir akciğer grafisinde 100
cm’lik mesafede film üzerindeki doz
12,5 mR ölçülerse, 75 cm’de bu
miktar 22,2 mR iken, 125 cm de ise 8
mR olacaktır.
FİLTRASYON
Filtrasyon, x ışınının hem kantitesini
hem de kalitesini etkileyen bir
faktördür.
Filtrelemeye bağlı olarak x-ışınının
intensitesi düşerken, düşük enerjili
ışınların
daha
fazla
absorbe
edilmesine bağlı olarak, enerji
değerlerinin ortalamasında artış olur.
X-IŞINININ KALİTESİ
Kalite x-ışını demetinin penetre olabilme
gücüdür.
X-ışınının enerjisi arttıkça penetrasyonu da
artmaktadır.
100 keV enerjili x-ışını, yumuşak dokunun bir
santimetresinde yaklaşık % 3 zayıflamaya
uğrarken 10 keV enerjili ışın, yaklaşık % 15
oranında zayıflar.
Penetrasyonu yüksek olan ışın, sert ışın ya da
yüksek kaliteli ışın olarak adlandırılır.
Düşük penetrasyonlu ışın ise yumuşak ışın ya
da düşük kaliteli ışın olarak adlandırılır.
YARI DEĞER KALINLIĞI 1
Bir maddenin, bir x-ışını demetinin
enerjisini, yarıya indirebilmek için
gereken kalınlığıdır.
Yarı değer kalınlığı tanımlanırken
maddenin adı da belirtilmektedir.
(mmAl ya da cm yumuşak doku gibi)
Tanısal amaçlı x-ışınının yarı değer
kalınlığı 3-5 mmAl ya da 4-8 cm
yumuşak dokudur.
YARI DEĞER KALINLIĞI 2
Yarı
değer
kalınlığı,
deneysel
olarak
belirlenmektedir.
Bu işlemde x-ışını tüpü, radyasyon dedektörü ve
araya konulan standart kalınlıktaki maddeler
kullanılmaktadır.
X-ışını enerjisi sabit tutularak araya konulan
maddenin kalınlığı değiştirilir.
Her aşamada, madde kalınlığı değiştirilerek
dedektördeki veriler toplanır.
Elde edilen verilerden oluşturulan grafik
üzerinden kullanılan madde için yarı değer
X-IŞINI KALİTESİNİ ETKİLEYEN
FAKTÖRLER
KİLOVOLTAJ
kVp arttırıldığında ışın kalitesi ve yarı değer
kalınlığı artar.
Işının enerjisi arttığından penetrasyonu da
artacaktır.
KVp
50
75
150
Yarı değer kalınlığı (mmAl)
1,90
2,80
5,45
FİLTRASYON 1
Filtrasyonun amacı, bir radyografi
tetkikinde, x-ışını demeti içindeki tanı
değeri olmayan ve hasta ile teknisyenin
aldığı dozu arttıran düşük enerjili ışınları
azaltmaktadır.
İdeal filtrasyonda amaç düşük enerjili
ışınların tümünün tutulmasıdır.
Fakat pratikte bu mümkün değildir.
FİLTRASYON 2
Diagnostik radyolojide filtreleme iki
türlüdür.
1. Kaçınılmaz (inherent) filtrasyon
2. Eklenen (added) filtrasyon
Kompansatuar Filtreler
-
Kaçınılmaz Filtrasyon 1
Tüpün camı ya da kollimatör aynası gibi
x-ışını demetinin önünde bulunması
zorunlu olan maddelere bağlı oluşan
filtrasyondur.
Kaçınılmaz filtrasyonu azaltmak için
tüpün camının x-ışını salınım alanına
uyan kesiminde tüp penceresi adı
verilen ince bir alan mevcuttur.
Kaçınılmaz Filtrasyon 2
Genel radyoloji pratiğinde kaçınılmaz
fitrasyon,
yaklaşık
0,5
mmAl
değerindedir.
Mammografi tüpü gibi bazı özel tüplerin
pencere kısmı cam yerine berilyumdan
yapılmıştır ve yaklaşık 0,1 mmAl
filtrasyonu vardır.
Tüp eskidikçe, tungstenin buharlaşması
ve tüpün camının iç yüzeyinde
birikmesi, kaçınılmaz filtrasyonu arttırır.
Eklenen Filtrasyon
Radyolojik
inceleme
sırasında
değişik
amaçlarla ve genellikle radyolojik kaliteyi
arttırmak için yapılan filtrasyondur.
Birçok madde filtrasyon için kullanılabilir.
Filtrasyon için ideal madde, düşük enerjili
ışınları seçici olarak tutan, ucuz ve kolay elde
edilebilir olmalıdır.
Pratikte bu özelliklere en uygun olan
alüminyum ve plastik malzemeler, filtre
yapımında kullanılmaktadır.
Kompansatuar Filtreler 1
Radyoloji teknisyeni için farklı yoğunluk ve
kalınlıktaki dokuları tek bir grafide
görüntüleyebilmek zordur.
Örneğin; bir akciğer grafisinde doz
akciğerlere göre verildiğinde, mediastinal
yapılar radyoopak görülecektir.
Mediastinal yapıları göstermek amacıyla
verilen yüksek dozla ise akciğerler
radyolüsent görülecek ve yeterince
değerlendirilemiyecektir.
Kompansatuar Filtreler 2
Bu durumda akciğerlere gidecek olan
ışınların enerjilerini önceden azaltmak için
bu kesimlere filtrasyon uygulanarak ışınlar
dokulara göre kompanse edilir.
Sonuçta elde edilen radyogramda hem
akciğerler, hem de kalp ve mediastinum iyi
görülür.
Bu filtreler, yalnız akciğer çalışmaları için
üretilmiş olan röntgen cihazlarında devamlı
takılıdır.
Kompansatuar Filtreler 3
Ekstremitelerin distal kesimlerinin ince
olması nedeniyle bu kalınlık farkını
kompanse etmek için kesiti kama
şeklinde olan kompansatuar filtreler
kullanılır.
Kama filtrenin ince kısmı, dokunun kalın
kesimine getirilir.
Kompansatuar filtreler bu iki örneğin
dışında benzer amaçlarla değişik
bölgeler için kullanılabilir.