RENDGEN APARATI I UREĐAJI ZA DIJAGNOSTIKU

Dr.Miodrag Janković

specijalista radiologije

RADIOSKOPIJA I RADIOGRAFIJA

– Pod dejstvom X zraka luminiscentna materija fluoroscentnog ekrana, zasvetli i to se pojačava ako je napon rdg.cevi( kV) veći i ako je jačina struje(mA) veća.

– Jedan deo X zraka se apsorbuje u objektu (zavisno od gustine,debljine i atomskog broja) i ti zraci ne stižu do ekrana i nema fluorescencije pa se na ekranu vide kao tamni (srce ,kost).

– X zraci koji prođu objekat, pobuđuju luminiscenciju supstance na ekranu i te strukture se vide kao svetle senke(pluća).

RADIOSKOPIJA I RADIOGRAFIJA

– Fluorescentni ekran se sastoji od luminiscentnih materija koje su ugrađene u transparentnu plastičnu masu prilepljenu za karton.

– Fluoroscentni ekran je postavljen na olovno transparentno staklo,radi zaštite lekara.

– Olovno staklo debljine do 1,5 mm zadržava X zrake do 100 kV a 2,5 mm do 150 kV.

RADIOSKOPIJA I RADIOGRAFIJA

– Pri formiranju zračne slike na radioskopskom ekranu dolazi do transformisanja zračne energije u svetlosnu.

– Radioskopija u “mraku” ne primenjuje se više i zamenjena je TV lancem pomoću ESP (elektronski svetlosni pretvarač).

– Radiskopija sa TV lancem se koristi pri pregledu digestivnog trakta,pluća i srca i u angiografiji da bi se pratio položaj katetera.

RADIOSKOPIJA I RADIOGRAFIJA

Radiografija , osnovni princip:-fotohemijski efekat X zraka tj.kada X zrak padne na fotoemulziju koja se satsoji od kristala AgBr izmešani sa želatinom ona pocrni,redukcijom kristala Ag u metalne soli.

Crnjenje filma je jače kada je povecana jačina struje (mA) i povecano vreme ekspozicije pri konstantnom naponu (kV).Ove dve veličine koje utiču na crnjenje filma nazivaju se miliamper-sekundna vrednost(mAs).

RADIOSKOPIJA I RADIOGRAFIJA

– Slika na rendgen filmu je kontra u odnosu na radioskopiju.

– Strukture u telu koje imaju veću gustinu i veći atomski broj,apsorbuju X zrake i taj deo filma ostaje beo.

RENDGEN APARATI

Glavni delovi:

– Generator X zraka

– Rendgen cev

– ESP

– Komandni sto

– Stativi

– Specijalni stativi.

GENERATOR X ZRAKA

Eelektrični uređaj koji služi za proizvodnju viskog napona. Sastoji se od:

-transformator za dobijanje visokog naizmeničnog napona,

-transformator za grejanje emisionog vlakna(katode)rendgen cevi,

-pomoćnih transformatora za upravljanje i merenje,

-sklopki za uključivanje više rdg.cevi.

RENDGEN CEV

• U medicini se X zračenje najčešće dobija iz rendgen cevi .

• Sastoji se iz balona u kome se nalaze katoda i anoda .U balonu je vakum.

• Potencijalna razlika izmđu katode i anode može biti 20-350 kV a samim tim i ista max.energija zakočnog X-zračenja.

RENDGEN CEV

• Katoda služi za proizvodnju eletrona i izrađena je od volframovih vlakana .

• Zagrevaju se strujom malog napona (3-6 V)ali velike jačine (5-10 A) i postiže se temperatura od 2700 C.

• Emisija elektrona iz zadnjeg elektronskog nivoa -termoelektronska emisija (elektronski oblak) .

RENDGEN CEV

• Na anodi kočenjem ubrzanih elektrona se generiše rdg zračenje.

• Izrađuju se od metala visokih tačaka topljenja i velikog “rednog” broja.

Volfram –W(74), Vanadijum(V), Molibden(Mo), Platina(Pt).

RENDGEN CEV

• Površina anode na koju padaju elektroni naziva se –električni fokus EF (toplotni fokus).

• Površina sa koje se emituje X zračenje –optički fokus (OF).

• Anodna poločica se postavlja pod određenim uglom 15-45 stepeni.Kod rdg –dg ugao manji(15-19 C) a kod rdg-Th,ugao je veći.Manji ugao omogucava manji OF u odnosu na EF.

• Anoda se rotira zbog zaštite od pregrevanja.Brzina do 10 000/min.

RENDGEN CEV

– Jačina struje elektrona u rdg.cevi iznosi kod radioterapije do 15 mA ali vreme terpaije iznosi i do nekoliko minuta.

– Kod rendgendijagnostike: iznosi od 250-1000 mA ali je vreme ekspozicije 0,01-1 s.

– Snop X zraka se mora filtrirati (jer ima širok spektar energije) tzv.-radni snop. U samoj rdg-cevi se koriste filtri (Al,Cu,Sn,Pb).

– Filterska poluvrednost - predstavlja debljinu odgovarajućeg materijala koji početni intetnzitet X-zraka smanji na polovinu.

RENDGEN CEV

– Intenzitet rendgenskog zračenja na određenom rastojanju od izvora rdg.zračenja normalizovan na jedinicu jačine struje elektrona u rdg. cevi za ubrzavajući napon i filtraciju naziva se –radijacioni izlaz(output).

– On je osnovna karakteristika rdg.aparata i od njega zavisi većina parametara koje je potrebno podesiti da bi se dobile optimalne dijagnostičke informacije . Jedinica je mGy/mAs.

RENDGEN CEV

-99% kinetičke energije (Ek) elektrona koji udaraju u anodu se pretvaraju u toplotnu(Et).

-Telo anode i bakarni blok odvode toplotu i obezbeđuju hlađenje. Međutim ona ima svoj toplotni kapacitet i može da se ošteti.

RENDGEN CEV

-Količina toplote koju anoda može da primi a da se ne ošteti naziva se toplotni kapacitet anode . Izražava se u “J” ili “HU”.

- Veći toplotni kapacitet omogućava više ekspozicija u kratkom vremenu (za angiografiju ili MSCT).

RENDGEN CEV

ELEKTRONSKI SVETLOSNI POJAČIVAČ

ESP –tehničko dostignuće koje je omogućilo iznošenje radioskopske slike iz mraka na dnevnu svetlost.

Stakleni balon(vakum):

– Ulazni fluoroscentni ekran(primarni ekran),

– Fotokatoda,

– Elektronsko sočivo,

– Izlazni fluoroscentni ekran(sekundarni ekran).

ELEKTRONSKI SVETLOSNI POJAČIVAČ

– U ESP klasična radiološka slika se transformiše iz svetlosne u elektronsku.

– X zrak objekat pada na primarni ekran koji zasvetli (fluerescentno dejstvo).

– Na suprotnoj strani primarnog ekrana nalazi se fotoelektrični sloj koji čini fotokatodu.Kada na njega padne X zrak ili svetlosni foton ,fotokatoda emituje elektrone.

– Oni se ubrzavaju (razlika u potencijalu između katode i anode) i usmeravaju i fokusiraju ka anodi (anodni ,sekundarni ekran).

ELEKTRONSKI SVETLOSNI POJAČIVAČ

– Anodni ekran je formiran od tankog fluoroscentnog sloja a na drugoj strani se nalazi tanak metalni deo koji čini pozitivnu anodu.

– Pod udarom elektrona ,fluoroscentni ekran zasvetli i tako se elektroni transformišu u vidljivu svetlost.

– Slika na izlaznom ekranu je smanjena i obrnuta i svedena na površinu od 15-20 mm i nemože se posmatrati golim okom .Posmatra se preko TV lanca.

ELEKTRONSKI SVETLOSNI POJAČIVAČ

KOMANDNI STO

KOMANDNI STO

• Uključivanjem i isključivanjem vrši se proizvodnja i prekid rendgen zraka.

• Menja se intenzitet i prodornost rdg zraka.

• Vremenski se može odrediti trajanje zračenja.

• Tu su komande koje određuju:– Napon u Kv

– Regulator jačine struje u mA.

– Regulator za određivanje vremena ekspozicije od 0-5 sek.

STATIVI

• U prvom redu nose rdg cev a mogu nositi i druge uređaje:

– ESP,

– Buki rešetke,

– Kasetu sa rdg filmom.

• U stative spadaju i dijagnostički stolovi na kojima pacijent leži.

STATIVI

• Stubni stativi-horizontalni i vertikalni deo.

• Plafonski stativi-noseća konstrukcija je fiksirana za plafon.

• Buki stativi-vertikalni nosač kasete i buki rešetke koji se kreće gore –dole.

• Univerzalni dijagnostički stativ-skopija

STUBNI STATIV

PLAFONSKI STATIV

UNIVERZALNI STATIV KOD SKOPIJE

RENDGEN APARATI

Mogu se podeliti prema primeni:

1. Dijagnostički

2. Terapiski

Prema obradi slike :

1. Analogni

2. Digitalni

VRSTE RDG APARATA

• STACIONARNI

VRSTE RDG APARATA

• TELEDIRIGOVANI

VRSTE RDG APARATA

• MOBILNI

VRSTE RDG APARATA

• ORTOPEDIJA I TRAUMATOLOGIJA

VRSTE RDG APARATA

• UROLOGIJA

VRSTE RDG APARATA

• ANGIO SALE:- UNIVERZALNE

- NERO ANGIO

- KARDIO ANGIO

VRSTE RDG APARATA

• MAMOGRAFIJA

VRSTE RDG APARATA

• STOMATOLOGIJA

VRSTE RDG APARATA

• ORTOPAN

KOMPJUTERIZOVANA TOMOGRAFIJA

– CT- omogućava stvaranje slike poprečnih preseka tela vertikalno na uzdužnu osu.

– Proces se obavlja u gentriju,gde se nalaze rotirajuća rendgenska cev i sistem detektora.

– Rendgen zraci koji stignu do detektora(koji nisu apsorbovani od tkiva) stvaraju u njima električne impulse koji se konvertuju u numeričke signale.

KOMPJUTERIZOVANA TOMOGRAFIJA

• CT –sastoji se od:

• generatora

• Rdg cevi koja rotira oko pacijenta

• Sistem detetektora

• Stol za pacijenta

• Kompjuterski sistem za obradu signala i generisnje slike.

KOMPJUTERIZOVANA TOMOGRAFIJA

MAGNETNA REZONANCA

ULTRAZVUK

– Talas se širi kroz telo pacijenta ,odbija od prepreke(razlike u gustini tkiva) i vraća do izvora sonde koja je i prijemnik i odašiljač UZ talasa.

– Pojedinačni odbijeni UZ talasi(ehoi) slažu se kompjuterski u ultrazvučnu sliku.

– Sonde: linearne ,konveksne,sektorske i posebne(endovaginalna,endorektalna).

GAMA KAMERAdetektuje gama zračenja pomoću grupe pravilno

raspoređenih scintilacionih detektora.Ispred detektora stavljaju se odgovarajući kolimatori od olova(Pb).

GAMA KAMERA

Scintigrafske metode mogu da budu: 1. Statičke-ispitivanje morfologije tkiva2. Dinamičke-ispitivanje funkcije organa

Prikaz(scintigram) po pravilu je 2D a da bi se dobio 3D prikaz raspodele radioizotopa koristi se tomografija.U SPECT(single photon emission

computerized tomography) gama kamera rotira 180/360 o oko pacijenta,pri čemu se vrši kompjuterska rekonstrukcija i dobijaju raspodele radioizotopa u transverzalnim,koronalnim i sagitalnim presecima.

PET-POZITRONSKA EMISIONA TOMOGRAFIJA

PET-POZITRONSKA EMISIONA TOMOGRAFIJA

• U savremenoj nuklearnoj medicini koristi se pozitronskiemiteri: (11)C, (15) O, (18) F, po kojima je metoda i dobila ime.

• Danas se najčešće koristi,pored njih, radioizotop(18)F-koji se koristi u obliku (18)FDG

FDG-fluor-2-dezoksi-D-glukoza

• FDG se direktno ubrizgava u krvotok pacijentai prati njegova raspodela u tkivima kod kojih je potrošnja glukoze u procesu metabolizma izrazita.

• Najčešće se koristi u ispitivanju funkcije mozga, srca i metabolizma tumora.

UREĐAJU ZA TRANSKUTANU RADIOTERAPIJU

– U savremenoj transkutanoj radioterapiji 60Co se najčešće koristi kod GAMA noža.

– Veliki broj malih izvora 60Co, velikih aktivnosti koji su usmereni u jednu tačku. Lečenje bez hirurške interv.(Tm mozga ,AV malformacija).

GAMA NOŽ

GAMA NOŽ

LINEARNI ELEKTRONSKI AKCELERATOR

– Razvoj radarske tehnike je omogućio proizvodnju elektronskih linearnih akceleartora (LINAC).

– Poslednjih 30.god najveći broj malignih tumora se zrači LINAC –om, bilo da se radi o X zracima visoke energije bilo da se radi visoko energetskom elektronskom snopu(4-25 MeV).

LINAC

UREĐAJI ZA FORMIRANJE SLIKE

1. Rendgenski film,

2. Elektronski svetlosni pojačivač,

3. Digitalni receptor.

RENDGENSKI FILM

Sastavljen od tri sloja :

– Osnova filma (triacetatceluloza,poliester)

– Emulzije (zrnca AgBr +želatin(S).

– Zaštitni sloj (kolodijum).

RENDGENSKI FILM

– Slika se formira delovanjem X-zraka na AgBr koji nisu osetljivi na svetlost ali se senzibilišu na nju tako sto se formiraju soli srebro sulfida (Ag2S) koji zahvataju elektrone i oslobađaju se atomi Ag (stvaranje latentne slike ) i dolazi do zacrnjenja filma .

– Razvijanje (povećanje broja Ag oko prvobitnih centara za oko 1x 10(10) do 100 x 10(10) i

– Fiksiranje (ukljanjanje ostataka AgBr).

RENDGENSKI FILM

Vrste filmova:

– Film sa jednostranom emulzijom,

– Film sa dvostranom emulzijom za snimanje bez folija,

– Film sa dvostranom emulzijom za snimanje sa folijama .

DIGITALNI RECEPTORI

IP (image plates)

– Umesto filma koriste se folije sa fosforom

– više osetljive na x-zrake

– manje doze zračenja

DIGITALNI RECEPTORI

Princip dobijanja slike:• Rendgen zračenje oslobađa e- koji se

zadržavaju u delovima kristalne strukture

• Digitalizator očitava latentnu sliku pomoću laserskog zraka, izbaćujući e - iz "skladišta“ pri čemu se emituje plava svetlost, koju očitava fotodioda.

• Fotodioda pretvara svetlosni signal u el. impuls i prenosi ga na akvizicioni ekran.

Posle skeniranja folija se atomatski briše i vraća u kasetu(SL.CR)

DIGITALNI RECEPTORI

FPD (Flat panel detector)

• Indirektna konverzija. Vertikalno raspoređeni CsJ emituje fotone svetlosti, tanak sloj a-Si na tranzistorima pretvara svetlosne signale u električne.

• Direkna konverzija X-zraci u sloju a-Se oslobađaju e- i do delimičnog gubitka pozitivnog naboja, koji se konvertuje u električni signal.

Fiksni(12 kg) i prenosivi(3 kg).

Za pripremu ovog predavanja korišćena je kao osnovna literatura:

-KLINIČKA RADIOLOGIJA 1/Momčilo Živković i saradnici, Beograd 1992.

-RENDGEN APARATI I UREĐAJI ZA DIJAGNOSTIKU(praktikum)/Dr Milan Milanović, Beograd 2003