Rentgen Ota Švimberský

Obsah Historie rentgenu Trocha nukleární fyziky Anatomie rentgenu Využití rentgenu v praxi

Historie rentgenu

Wilhelm Conrad Röntgen (1845 – 1923) německý fyzik a univerzitní profesor

Objevení paprsků X Večer 8. listopadu 1895 – při experimentu objevil nové paprsky procházející pevnými předměty, nazval je paprsky X ihned si uvědomil možnosti těchto paprsků v medicínské praxi.

23.1. 1896 – první rentgenový snímek ruky

Historie rentgenu - data

1901 – Nobelova cena za objevení rentgenových paprsků U nás se o lékařské použití zasloužil Rudolf Jedlička

1897 - G.Abrams: Rtg vyšetřování srdce RICH SEIFERT - První továrně vyráběný rentgen 1906 - B.Alexander: Plastické rentgenové snímky 1912 - Groedel: Film s oboustrannou emulzí

Úvod do fyzikálního základu

Paprsky X elektromagnetické záření proud fotonů o energii desítek až stovek keV vlnová délka 10 až 10 m přirozené zdroj - hvězdy -12 -8

Umělá tvorba paprsků X (schéma rentgenky) Vysokonapěťový zdroj vytváří napětí řádově desítek až stovek kilovoltů. Anoda musí být dostatečně chlazená, neboť 99% příkonu se přemění na teplo a pouze 1% na Rentgenové záření. Ozařováním látek primárním rentgenovým zářením je buzeno sekundární (fluorescenční) rentgenové záření. Rentgenové záření působí druhotné záření látek v optickém oboru (luminiscence), zčernání fotografické emulze, ovlivňuje živou i neživou hmotu. Využívá se např. v rentgenové strukturní a spektrální analýze, v lékařství, radiační chemii a defektoskopii.

Umělá tvorba paprsků X Wolframová anoda napájení je 10 – 100 kV 99,9% energie se změní v teplo - nutnost masivního chlazení anody

Vznik rentgenového záření dopadající elektrony na anodu mohou vyrazit elektron na vnitřní vrstvě K nebo L a tím vzniká volné místo, na které „spadne“ elektron z vyšší vrstvy. Tento jev způsobuje emisi fotonů (rentgenovo záření) – záření má čárové spektrum ( závislé na materiálu anody )

Trocha nukleární fyziky Intenzita rentgenového záření závisí na počtu elektronů dopadajících na anodu. Lze ji měnit nastavením velikosti elektrického proudu protékajícího rentgenkou. více se dozvíte na http://www.rentgen.cz/teorie.html

Anatomie rentgenu

Radiační měřící, analytické a detekční metody a) Absorbční transmisní měření Velká skupina aplikací ionizujícího záření je založena na měření absorbce záření v látkách, nejčastěji pronikavého elektromagnetického záření X a gama, v některých případech i záření korpuskulárního. Vyšetřovaný objekt leží mezi zdrojem záření a detektorem - je prozařován, přičemž detektor měří zeslabení záření při průchodu analyzovaným objektem. Těmito metodami lze měřit a sledovat tloušťku a hustotu materiálu, výšku hladiny kapalin, složení směsi plynů, detekovat přítomnost kouře, sledovat vlhkost atd. Nejdůležitějšími metodami tohoto druhu je v oblasti medicíny rentgenová diagnostika, v průmyslové oblasti pak defektoskopie. b) Rozptylové a fluorescenční měření Při těchto metodách leží zdroj záření a detektor ve stejném "poloprostoru" vzhledem k měřenému vzorku. Primárním zdrojem záření ozařujeme analyzovaný předmět a detektorem měříme sekundární záření vznikající ve vzorku příslušnými fyzikálními mechanismy - Comptonovým rozptylem či vznikem charakteristického X-záření v důsledku fotoefektu. Kromě některých méně často používaných metod rozptylového měření tloušťky či hustoty sem patří především rentgen-fluorescenční analýza a rentgenová difrakční krystalografie. c) Emisní radiační měření U emisních radiačních metod nemáme vnější zářič, poněvadž zdrojem záření je samotný vyšetřovaný objekt, který je radioaktivní. Radioaktivita je do vyšetřovaného objektu buď zavedena (aplikována) ve formě radioindikátoru (stopovací metody, nukleární medicína - scintigrafie), nebo je uvnitř objektu indukována ozařováním vhodným zářením, které vyvolává v jádrech vzorku jaderné reakce, při nichž se původně neaktivní jádra mění v radioaktivní (tak je tomu a aktivační analýzy, především neutronové).

Rentgen Rentgenka - emitor rentgenových paprsků Detektory rentgenového záření Svazek paprsků X

Rozdělení transmisního měření Skiagrafie tvorba rentgenového obrazu na fotografický film fotochemická reakce = nutnost vyvolání negativní zobrazení hustoty tkáně budoucnost skiagrafie patří elektronickému snímání Skiagrafie Při prostém rtg snímkování, zvaném skiagrafie, dopadá X-záření, prošlé vyšetřovanou tkání, na fotografický film obsahující halogenidy stříbra (bromid stříbrný), v němž fotochemickou reakcí dochází k uvolňování stříbra z jeho vazby ve sloučenině - vzniká latentní obraz, který je při vyvolání ve vývojce zviditelněn pomocí hustoty zrníček koloidního stříbra; zbylý bromid stříbra se rozpustí v ustalovači. Hustota zčernání filmu je úměrná množství prošlého X-záření. Vzniklý rtg fotografický obraz představuje negativní zobrazení hustoty tkáně: místa s nízkou hustotou (měkké tkáně) mají nižší absorbci a proto vysoké zčernání, místa s vysokou densitou (např. kosti) více absorbují X-záření a jsou proto na filmu zobrazena světle (s nízkým zčernáním). Pro rtg snímkování se používají speciální filmy, jejichž emulze je tlustší a obsahuje zvýšený obsah halogenidů stříbra ve srovnání s běžnými fotografickými materiály. Filmy se vyrábějí v různých velikostech - nejmenší políčka cca ..x..cm se používají při zubní rtg diagnostice, největší formáty cca ..x..cm při snímkování plic. Při vlastním snímkování jsou filmy vloženy ve speciální světlotěsné kazetě, opatřené při okraji kovovými značkami a písmeny, které se při expozici promítají na film, po vyvolání jsou viditelné a zajišťují geometrickou orientaci a identifikaci snímku. K vyvolání se používá speciálních koncentrovaných vývojek, poskytujících vysoký kontrast a sytost zčernání filmu; proces vyvolávání, ustalování a sušení se provádí ve vyvolávacích automatech. Celkově však je použití filmů a "mokrého procesu" na ústupu, budoucnost patří elektronickému snímání a digitalizaci rtg obrazů.

Rentgenový snímek

Rozdělení transmisního měření Skiaskopie přímé vizuální pozorování obrazu kdysi se koukalo přes stínítko, dnes se používá PC převodník užití : vyšetřování dynamických dějů , vizuální kontrola Skiaskopie Jako skiaskopie se označuje přímé vizuální pozorování obrazu prošlého rtg záření na fluorescenčním stínítku ("štítě"). Přímá skiaskopie se dříve využívala velmi často, avšak vzhledem k vysoké radiační zátěži vyšetřujícího rentgenologa (a též pacienta) se od ní již ustoupilo. Nepřímá skiaskopie se provádí na přístrojích vybavených zesilovačem obrazu a elektronickým snímáním obrazu. Tato nepřímá skiaskopie se nyní používá k vyšetřování dynamických dějů (koronární arteriografie, transhepatální cholangiografie, ...) a při intervenčních výkonech, kde je potřebná vizuální kontrola precizních prací prováděných uvnitř organismu - zavádění různých sond a katetrů, implantace kardiostimulátorů, koronární angioplastika

Kontrastní látky a rtg

Užití kontrastních látek užití pro vyšetřování měkkých tkání, kde klasické použití rentgenu má nízký kontrast princip je ve vpravení kontrastní látky na zkoumané místo a ono se zobrazí se všemi detaily

jako kontrastní látky se používají těžké prvky ( baryum ) pro dutiny , či jód pro cévy

Rtg subtrakční radiografie. DSA princip – odečtení snímky bez kontrastní látky od snímku s kontrastní látkou cíl je zvýraznit anatomické struktury užití při vyšetřování cév

Rtg subtrakční radiografie. DSA Zjednodušené schéma principu digitální subtrakční radiografie je nakresleno na obr.3.2.2. Svazek X-záření z rentgenky prozařuje tělo pacienta a prošlé záření je detekováno digitálním snímačem obrazu, složeným ze scintilátoru a citlivého CCD snímače obrazu. Rentgenka a detektor jsou umístěny naproti sobě na tzv. C-rameni. Do paměti počítače je snímán nejprve nativní rtg obraz vyšetřovaného místa bez kontrastní látky, a pak rtg obraz po aplikaci kontrastní látky. Numerickým digitálním odečtením nativního obrazu od obrazu s kontrastní látkou vzniká výsledný subtrakční obraz, na němž je selektivně zobrazena jen struktura naplněná kontrastní látkou, zatímco všechny ostatní anatomické struktury se víceméně vyruší. Správnou subtrakci mohou nepříznivě ovlivnit či znehodnotit pohyby tkáně během vyšetření (v časovém intervalu mezi oběma obrazy), jako jsou dýchací pohyby, srdeční pulzace, pohnutí pacienta. Pro eliminaci těchto nepříznivých vlivů se zaznamenává řada obrazů v krátkých časových intervalech, z nichž se vybírají obrazy vhodné pro subtrakci. Pro sledování kinetiky srdeční činnosti se sekvence snímaných obrazů navíc synchronizuje se signálem EKG a subtrahují se obrazy odpovídající end-diastole a end-systole; lze tak m.j. získat obraz ejekční frakce a odhalit příp. poruchy motility srdečních stěn. S pomocí těchto moderních angiografických zařízení lze kromě diagnostiky ihned po zjištění patologických poměrů v cévním řečišti následně provést potřebný intervenční výkon pod detailní kontrolou rtg zobrazení. Jedná se např. o koronární angioplastiku (PTCA) - rozšíření zúžené koronární (věnčité) tepny myokardu pomocí speciálního katetru opatřeného na konci balónkem, s příp. instalací tzv. stentu, který zůstává rozepjat uvnitř věnčité cévy a brání jejímu opětovnému smrštění.

Určování hustoty kostí

Rtg kostní densitometrie metoda pro zjišťování hustoty (denzity) kostní tkáně využití dvou energií svazků X-záření (každá energie se různě pohlcuje v tkáních ) obvykle 50keV + 100keV, či 35keV + 75keV

Rtg kostní densitometrie

Použitá literatura http://astronuklfyzika.cz http://www.rentgen.cz http://google.com

Konec prezentace