Radiologie Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) Roentgen •8.11.1895 W.C.Röntgen objevil neznámé paprsky. Tyto paprsky však nebyly způsobeny přirozenou radioaktivitou. •Röntgen je uměle vyrobil průchodem proudu mezi dvěma elektrodami ve vzduchoprázdné trubici. bertha_hand Alexander Henri Becquerel 1852 - 1908 Becquerel_A_H n24. února 1896 došlo k dalšímu objevu. n nKdyž francouzský fyzik Henri Becquerel studoval vzorek minerálu, zjistil, že tento vysílá záření stejného druhu jako jsou Röntgenovy paprsky. n nBecquerel tak objevil přirozenou radioaktivitu uranu přítomného v analyzovaném minerálu. Pierre Curie 1859 – 1906 Marie Curie - Sklodowská 1867 -1934 o_curie marie_curie nPolsko-francouzskému manželskému páru Marii a Pierre Curieovým se podařilo ze smolince izolovat dva, dosud neznámé, radioaktivní prvky, a to polonium a rádium. n nPozději byly objeveny další přirozené radioaktivní prvky, jichž je v současné době více než 50. Jsou to převážně izotopy těžkých prvků, které v periodické soustavě prvků leží mezi olovem a uranem. Werner Forssmann (1904-1979) forssmann nzavedl si do žíly předloktí ureterální katetr a odtud bez problémů do pravé síně srdeční n notevřel tím cestu k angiokardiografii Ivar Seldinger (1921-1998) seld •po napíchnutí arterie zavedl jehlou vodič, jehlu vytáhl a na vodič nasadil katetr Andreas Roland Grüntzig (1939-1985) Gruentzig nVyvinul balónkový katetr s dvojitým průsvitem nV roce 1977 provedl první perkutánní transluminální koronární angioplastiku n bal Godfrey Newbold Hounsfield (1919-2004) Allan M. Cormack (1924) hounsfield cormack Zakladatelé výpočetní tomografie (CT) n n V r.1972 pro vytvoření 1 obrazu potřeboval 28000 skenů, což trvalo 9 hodin Felix Bloch (1905-1983) Edward Mills Purcell (1912-1997) bloch purcell nV roce 1946 nezávisle popsali princip magnetické rezonance n nPrvní obraz lidského těla v r.1971 jeho pořízení trvalo několik hodin Elektromagnetické spektrum C:\Users\rtg\Desktop\elmg.spektrum.png •Elektromagnetické spektrum zahrnuje elektromagnetické záření všech možných vlnových délek. • •Elektromagnetické záření o vlnové délce λ (ve vakuu) má frekvenci f a jemu připisovaný foton má energii E. Vztah mezi nimi vyjadřují následující rovnice: a kde c je rychlost světla (3×108 m/s) a h = 6.65 × 10−34 J·s je Planckova konstanta. C:\Documents and Settings\laborant\Plocha\e.png C:\Documents and Settings\laborant\Plocha\ee.png Druhy zobrazovacích metod Vlastnosti RTG záření •Schopnost pronikat hmotou •velmi pronikavé elektromagnetické vlnění s dosahem několika desítek metrů • • • •vyzařování elektromagnetického záření (světla) po předchozím dodání energie •jedná se o přebytek nad termodynamicky rovnovážným zářením tepelným - světélkování • Luminiscenční efekt Fotochemický efekt •Při vniknutí ionizujícího záření do fotografického materiálu obsahujícího halogenidy stříbra (AgBr) dochází v místech s ionizací k fotochemické reakci (uvolňování stříbra ze sloučeniny) •Vzniká latentní obraz, který je při vyvolání zviditelněn pomocí hustoty zrníček koloidního stříbra. •Hustota zčernání fotografického materiálu je úměrná hustotě ionizace v daném místě, a tedy množství energie ionizujícího záření, která byla v tomto místě pohlcena. Ionizační efekt •je schopno přímo nebo nepřímo ionizovat prostředí = podél své dráhy odtrhávat elektrony z elektronového obalu atomu či molekuly, čímž vzniká kladný ion • •uvolněný elektron vytvoří s jiným atomem nebo molekulou ion záporný • •ionizace je počáteční fyzikální proces, který prostřednictvím navazujících fyzikálních, chemických a biologických dějů může vést k negativním zdravotním důsledkům. Biologický efekt C:\Documents and Settings\laborant\Plocha\RadiacniUcinky1.gif •mohou značně pomoci k redukci všech dávek záření, a to : • •správným indikováním rtg. vyšetření, •zamezením duplicitních vyšetření, •poskytování kompletní dokumentace i z dřívějších vyšetření, •dokonalou výukou rentgenových pracovníků, •náležitým vybavením rentgenových pracovišť po všech stránkách, aby každé rtg vyšetření bylo provedeno napoprvé naprosto kvalitně a odborně, •zavedením zdravotní knížky, kde by byly registrovány rentgenové výkony a mohla se tak stanovit zátěž vyšetřovaného během celého života. Organizační opatření k ochraně před IZ Ochrana před IZ •Vzdálenost • •Čas • •Stínění Rentgenka Skiagrafie Rentgenka na stropním závěsu vertigraf stůl Pracovní stanice Skiaskopie C:\Users\rtg\Desktop\bigstockphoto_X-ray_Equipment__109167.jpg Pojízdný RTG přístroj C:\Users\rtg\Desktop\X-Ray Machine PLX101D.jpg C - rameno Angiografie C:\Users\rtg\Desktop\fd20_cardio_klein4.jpg Mammografie C:\Users\rtg\Desktop\is..jpg C:\Users\rtg\Desktop\is2.jpg CT C:\Users\rtg\Desktop\pro_img3.jpg CT - tomografické rtg zobrazení se dosahuje tím, že vyšetřovaná oblast se prozařuje X-zářením pod řadou různých úhlů (v rozsahu 0-180-360°) - rentgenka a naproti ní umístěný detektor X-záření rotují kolem těla pacienta, přičemž úzký svazek X-záření prozařuje vyšetřovanou tkáň a jeho intenzita je detekována a převáděna na elektrický signál - vyhodnocuje se zeslabení paprsku v důsledku absorbce tkání - z množství integrálních hodnot získaných prozařováním pod řadou úhlů 0-360° se pak metodou zpětné projekce provede rekonstrukce absorbční mapy, čímž vznikne denzitní obraz příčného řezu vyšetřovanou oblastí C:\Users\rtg\Desktop\CT.gif MR C:\Users\rtg\Desktop\mr\Atlas_XGV.jpg C:\Users\rtg\Desktop\mri-scanner.jpg Každý nukleon má vlastní "mechanický" moment hybnosti - spin Tento rotační moment hybnosti nukleonů vytváří vlastní elementární magnetický moment Atomová jádra díky spinům svých nukleonů vzbuzují též velmi slabé magnetické pole - mají určitý magnetický moment. Spin a magnetický moment mají však jen atomová jádra s lichým nukleonovým číslem, neboť spiny a magnetické momenty spárovaných protonů a neutronů se vzájemně ruší - jsou nulové. Magnetický moment jádra vytváří nespárovaný nukleon - proton či neutron. Magnetickou rezonanci lze tedy pozorovat pouze u jader s lichými nukleonovými čísly - především 1H, 13C, 15N, 19F, 23Na, 31P atd. Za normálních okolností jsou vlivem tepelného pohybu směry spinů a magnetických momentů jednotlivých jader chaoticky "rozházené", jejich orientace je náhodná a neuspořádaná, elementární magnetická pole se v průměru vzájemně ruší, látka nevykazue žádné magnetické vlastnosti. Umístíme-li však analyzovanou látku do silného magnetického pole, zorientují se magnetické momenty jader do směru vektoru B tototo vnějšího magnetického pole - magnetický moment jader je rovnoběžný se siločárami magnetického pole. Čím je magnetické pole silnější, tím je toto uspořádání dokonalejší. •Vyšleme-li pomocí další cívky do takto magneticky polarizované látky krátký střídavý elektromagnetický signál (jehož frekvence rezonuje s tzv. Larmorovou precesí daného druhu jádra v magnetickém poli), vychýlí se směr magnetického momentu jádra dočasně ze směru určeného vektorem B vnějšího magnetického pole. • •To způsobí, že jádro bude osou svého magnetického momentu rotovat kolem směru B - bude vykonávat precesní pohyb (podobný precesnímu pohybu "káči" kolem svislého směru v tíhovém poli) Larmorovou frekvencí • •Bude přitom vyzařovat elektromagnetické vlny, dokud se po spirále nevrátí zase do směru B. Frekvence těchto elektromagnetických vln je rovna výše zmíněné Larmorově precesi a pro danou sílu B vnějšího magnetického pole je určena gyromagnetickým poměrem g jádra, tj. druhem jádra • •Intenzita vyzářených elektromagnetických vln je úměrná koncentraci jader daného druhu - takto lze nukleární magnetickou rezonanci použít k analýze složení látek C:\Users\rtg\Desktop\NMR.gif Složení MR Vyšetřovací cívky Techniky MR V medicíně využíváme různé techniky MR vyšetřování •Tomografické zobrazování - MRI (magnetic resonance imaging) • •Zobrazení cévního systému - MRA (magnetic resonance angiography) • •MR spektroskopie - MRS (magnetic resonance spectroscopy) • •Funkční MR (fMR) Druhy zobrazení MR Ultrazvuk -akustické vlnění, jehož frekvence je cca 20kHz - -frekvence leží nad hranicí slyšitelnosti lidského ucha - -prostředím se šíří jako vlna střídavého zahušťování a ředění molekul -zdrojem vlnění je piezoelektrický krystal v ultrazvukové sondě - -různé tkáně mají různou echogenitu – schopnost odrážet ultrazvukové vlny, čím rozdílnější jsou echogenity sousedících tkání, tím větší je odraz vlny -ultrazvuková vlna naráží při průchodu tělem na tkáňová rozhraní (místa, kde jedna tkáň sousedí s druhou) -na tkáňovém rozhraní se část vlny odrazí a zbytek projde dál, k dalšímu tkáňovému rozhraní, aby se zase část odrazila a část prošla atd. - - ultrazvuková sonda odražené vlny přijímá Ultrazvuk C:\Users\rtg\Desktop\Ultraschall_400.jpg Termografie •- zabývá se analýzou rozložení teplotního pole na povrchu tělesa a to bezkontaktním způsobem •- úkolem termografie je analýza infračervené energie vyzařované tělesem (každý objekt s teplotou vyšší než absolutní nula vydává infračervené záření, které není lidským okem viditelné) •- termografickým měřicím systémem lze zobrazit teplotní pole měřeného objektu, ale pouze na jeho povrchu •- obor termografie se v širším měřítku rozvinul společně s rozšířením infračervených kamer pro které se obecně vžilo slovo termovizní kamera, resp. termovize. Termografie C:\Users\rtg\Desktop\Infrared_Thermography_Imaging_System.jpg C:\Users\rtg\Desktop\termogr.jpg C:\Users\rtg\Desktop\hqdefault.jpg Nukleární medicína •lékařský obor, který se zabývá diagnostikou a léčbou pomocí umělých radionuklidů (radiofarmak). • •Tato farmaka aplikujeme přímo do těla pacienta, zdrojem záření je tudíž pacient. • •Radionuklidy vstupují do metabolismu a distribuují se v organismu podle farmakokinetiky daného radioindikátoru. • •Zabudovaný radionuklid svým vyzařováním umožňuje buď zevní detekci distribuce této látky nebo sledování jeho množství v odebraných vzorcích biologických tekutin, většinou krve nebo moče. Scintilační kamera SPECT C:\Users\rtg\Desktop\spect.jpg C:\Users\rtg\Desktop\brain_spect_image_activity_b.gif •SPECT (Single Photon Emission Copmputerized Tomography - jednofotonová emisní počítačová tomografie) • -série planárních obrazů vyšetřovaného místa, snímaných pod mnoha různými úhly (0o-360o) detektorem kamery obíhajícím kolem pacienta - -aplikujeme vhodnou chemickou látku s navázaným radionuklidem - tzv. radioindikátor či radiofarmakum - do organismu, tato látka vstoupí do metabolismu a distribuuje se v organismu podle farmakokinetiky daného radioindikátoru - -přesnější odhalování ložiskových lézí a porušených tkání ve složitých anatomických strukturách C:\Users\rtg\Desktop\Scintigrafie7.gif PET C:\Users\rtg\Desktop\services-pet.jpg •Pozitronová emisní tomografie (PET) - -založena na současné detekci dvojic fotonů gama, které jsou emitovány při radioaktivní přeměně pozitronových radionuklidů aplikovaných do organismu - -následně se počítačovou rekonstrukcí velkého počtu takových dvojic paprsků vytváří trojrozměrný obraz příčného řezu vyšetřované oblasti - -před vyšetřením je do krevního oběhu pacienta podána deoxyglukóza značená fluorem 18F (FDG). Ta se postupně hromadí ve tkáni. - -Ložiska vyšší radioaktivity označují struktury, ve kterých je metabolická potřeba glukózy vysoká. Většina nádorových ložisek intenzívně akumuluje FDG, proto je PET vyšetření nejužívanější v nádorové diagnostice. C:\Users\rtg\Desktop\Scintigrafie10-PET.gif PACS C:\Users\rtg\Desktop\pacs1.jpg