RTG v klinické praxi
1.zdroj RTG
2.obrazy
3.ochrana
4.skiaskopie verzus skiagrafie
5.kontrastní látky
6.Terapie
n
n
n
nPraha 2007 Beneš J
[USEMAP]
1895 – Roentgen: oznamil tento vynález elektromagnetické záření s kratšími vlnovými délkami než
ultrafialové: 10 až 0,01 nm
1901 Nobelova cena
Roentgen roentgen
Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923)
ruka MANŽELKY?
Im L1 RontSignature Im L1 RontHand
Wilhelm Röntgen, Wurtzburg
[USEMAP]
Spektrum elektromagnetického záření
nf= c/λ T= λ/c λ = cT = c/f
nRovnici můžete stále dokola zkoušet
skr_07_01
5 až 100 pm
10–200 keV
[USEMAP]
Vznik rentgenového záření
nSpektrum emitovaného záření: brzné a charakteristické
–Plynulost narušena ostrými špičkami – K-liniemi → spektrum tvoří dva rozdílné fyzikální procesy:
–Elektron je při dopadu na anodu bržděn následujícími příčinami:
–Ke ztrátě kinetické energie dojde:
»1. posupným třením a elastickými nárazy na jednotlivé atomové dráhy
»2. nárazem elektronu na jiný elektron anody
klinie
[USEMAP]
3. Spektra atomů
3. 2. Rentgenová spektra
xraytube2
katoda
antikatoda
anoda
pic7c
uspořádání podle Coolidge
[USEMAP]
Schéma rentgenové lampy a energie (spektrum brzdného záření)
skr_08_01 skr_08_02 danger039
Pronikavost (energii, vlnovou délku)
Intenzitu rentgenového záření regulujeme změnou žhavení rentgenky, anodovým proudem (na řídícím
panelu nastavujeme mA).
[USEMAP]
Vznik rentgenového záření
nVysvětlení fyzikálních principů:
–ad1) dochází k plynulému brždění, vede k emisi záření se spojitým spektrem
–ad2) nárazem na elektron nacházející se např. na vnitřní atomové dráze K, jehož vazební energie <
energie elektronu dopadajícího → dojde k vyražení tohoto K elektronu z jeho oběhové dráhy →
nahrazen elektronem z L dráhy → vyzáření energetického kvanta při přechodu mezi dráhami
»Vzniká charakteristické záření (vlnová délka závisí na materiálu anody) → K-linie narušující
hladký průběh emitovaného záření
Klinie elasbrzd
změna směru dráhy elektronu a jeho zpomalení při současné emisi
[USEMAP]
Filtrace sekundárního záření
nPC – primární clona
nBC - Buckyho clona
nR – zdroj lampa
nP – pacient
n Pozor lamely jsou kružnice
na postupně se sklápějí
skr_08_03 medycyna043 Xprod
[USEMAP]
Rentgenka základní pojmypojmy
nRentgenová lampa
nBrzdné rentgenové záření
nCharakteristické rentgenové záření
nZdroje anodového a žhavícího napětí.
nOvladač a chlazení
nŠtít (čerstvá historie)
nClony
n
n
n
[USEMAP]
Vznik rentgenového záření
nRentgenka:
–Robustní konstrukce (vysoké napětí, stovky kV, tepelný ohřev)
»Většina kinetické energie se mění na teplo → silný ohřev anody → masivní konstrukce anody
»Rotace anody zabraňuje lokálnímu ohřevu jednoho místa
»Aktivní chlazení anody protékající chladicí kapalinou
»Anoda se nachází v trubici s vysokým vakuem → rotaci nelze zajistit mechanicky zvenčí → rotace je
buzena elektromagneticky
»Elektrický obvod: řízení dvou parametrů
n1.anodové napětí → maximální energie fotonů X-záření (keV)
n2.anodový proud → intenzita X-záření
rentgenka
[USEMAP]
Typy skiaskopie
nPan
SCATTER Fluoro_System_2
Brzdné zářní 0,1%
Charakteristické
brzdné
[USEMAP]
Co nám RTG nabízí za metody
nSkiaskopie tma nyní zesilovač
nzesilovače štítového obrazu (peníze)
nSkiagrafie
nTomografie
nŠtítová fotografie (já bych chtěl mít tvé foto)
nPočítačová tomografie
nPOUŽITÍ RENTGENOVÉHO ZÁŘENÍ V TERAPII
[USEMAP]
Filtrace sekundárního záření
nPC – primární clona
nBC - Buckyho clona
nR – zdroj lampa
nP – pacient
n Pozor lamely jsou kružnice
na postupně se sklápějí
skr_08_03 medycyna043
[USEMAP]
Skiaskopie
FLOURO_2 Fluoro_System_2 TUBEPOS
[USEMAP]
Ozařování sekundárním zářením
41-Radiology_CT ADVTC7 AIRGAP
[USEMAP]
Běžný snímek plic (S+P)
n
PATSCAT PHILIP21
[USEMAP]
Plíce
llung chest%20x-ray
[USEMAP]
Kontrastní látky
nPozitivní – barium, jódové roztoky
nNegativní – vzduch
nDvojí kontrast – po bariu přijde i vzduch
nKovové předměty
v6c20a%5B1%5D vidlicka bezoarRTG surg5a
[USEMAP]
Skiaskopie od úst až po tlusté střevo
medycyna004 SCUpperSwallow
[USEMAP]
Vyšetření tlustého střeva
lgi-xray-be PrestigeScreeningDiagram PrestigeScreeningSmall
[USEMAP]
Skiaskopie kontrastní látkou
CO71X1M ES02X1M
[USEMAP]
Nálezy na jícnu
ES63X1M ES71X1M
[USEMAP]
Žaludek
ugi-xray-smbowel ST46X1M
[USEMAP]
Ca céka
RTG4 RTG4a procedures_mainA
[USEMAP]
i.v. urografie
nKontrastní látka pozitivní
n-telebrix (jodové preparáty) barium
nKontrastní látka negativní
ivp-xray-5min urografie
[USEMAP]
Koronarografie
RIA ramus intterventricularis anterior
RD ramus dorsalis
[USEMAP]
Angiografie břišní
dolních končetin
[USEMAP]
Mozková angiografie
[USEMAP]
Clony Lymfografie
lymfografie
nPrimární a sekundární
nBuckyho clona
nLysholmova clona
n
skr_08_03
[USEMAP]
Tomografie - schéma
skr_08_08 xray_diag
[USEMAP]
Detektory X-záření pro CT
nÚkolem zachytit fotony X-záření procházející vyšetřovanou tkání a jejich přeměna na elektrický
signál
–Scintilační detektory – nejčastější použití – obsahují scintilační krystaly NaI(Tl), CsI(Tl)
Bi4Ge3O12 (vysoká detekční účinnost při malých rozměrech
–Ionizační komory plněné stlačeným plynným xenonem - ojedinělé použití)
n
[USEMAP]
Scintilační detektory
nScintilační detektory jsou založeny na vlastnosti některých látek reagovat světelnými záblesky
(scintilacemi) na pohlcení kvant ionizujícího záření
nsvětelné záblesky se pak elektronicky registrují pomocí fotonásobičů nebo fototranzistory
nVýhody:
–Vysoká detekční účinnost (citlivost) -vysokou detekční účinnost (citlivost), která se často blíží
100%.
–Krátká mrtvá doba - scintilace v krystalu cca10-9sec, zpracování ve fotonásobiči cca 10-8sec.
Mrtvá doba scintilačního detektoru asi 1ms
DetektorScintilacni
[USEMAP]
CT- historie
[USEMAP]
Počítačová tomografie schéma
[USEMAP]
Mnohodetektorové, rotační a spirální CT
n1.generace CT – 70. a 80. léta – systém jedné rentgenky a jednoho detektoru → jeden řez trval
několik minut
nZačátkem 80. let vynalezeny rotační a spirální CTčka. – vysoká technická dokonalost
nDalšího pokroku můžeme dosáhnout na poli zkracování dob vyšetření → moderní počítačové systémy
n
[USEMAP]
Rotační metoda
nSpočívá v nezávislém získávání jednotlivých obrazů příčných řezů těla a následné tomografické
rekonstrukci v 3D obraz → diskrétní proces
nZákladní typy uspořádání:
Vějířovité
Detektory v kruhové výseči, která se otáčí společně s rentgenkou
Stovky detektorů.
Kruhové
Detektory po celém obvodu
Tisíce detektorů
[USEMAP]
Spirální metoda
nPočátkem 90. let technický pokrok umožnil přejít na spojitý proces měření (bezkabelový přenos
zdrojového napětí)
nKombinací posuvu pacienta a rotačního pohybu rentgenky vznikl spirální pohyb
[USEMAP]
Computerized Tomography (CT)
n1972 Hounsfield announces findings at British Institute of Radiology
1979 Hounsfield, Cormack receive Nobel Prize in Medicine
n(CT images computed to actually display attenuation coefficient m(x,y))
nImportant Precursors:
n 1917 Radon: Characterized an image by its projections
n 1961 Oldendorf: Rotated patient instead of gantry
Result:
Im L1 Hounsfield
[USEMAP]
First Generation CT Scanner
nAcquire a projection (X-ray)
n Translate x-ray pencil beam and detector across body and record output
n
nRotate to next angle
n Repeat translation
n
nAssemble all the projections.
n
n
n
n
firstgen
[USEMAP]
CT přístroje
n
PHILIP25 spiral-ct-scanner
[USEMAP]
CT
nOblast břicha
nPohled zdola
a20
[USEMAP]
CT
nObrázek výše
a11
[USEMAP]
CT
nPod játry
a29
[USEMAP]
CT 4 sekvence
a19 a20 a21 a22 a23 a24
[USEMAP]
CT 5 sekvence
a25 a26 a27 a29 a31 a32
[USEMAP]
Ukázky virtuální kolografie 1
n
[USEMAP]
Tři směry posunu
axial, lateral, trasversal
n
Hovorka2 Hovorka3 Hovorka4 Hovorka^Stanislav^1
Výsledek
Zobrazeni
[USEMAP]
n
[USEMAP]
Kontrastní látky. Substrakční radiografie.
nRentgenové zobrazení měkkých tkání: malé rozdíly v absorpci X-záření → nízký kontrast zobrazení,
nemožnost rozlišení některých struktur
nZvyšování kontrastu aplikací vhodných kontrastních látek do zkoumaných míst (zažívací trakt,
žlučové či močových cest, cév, …):
nLátky obsahující atomy těžkých kovů – baryum, jód
nZvýšení absorpce X-záření odhalí případné defekty či anomálie
n
[USEMAP]
Spektrum elektromagnetického záření
nf= c/λ T= λ/c λ = cT = c/f
nRovnici můžete stále dokola zkoušet
skr_07_01
[USEMAP]
nnegativní biologické účinky absorpce
nComptonovým rozptylem sekundární elektrony značnou energii postupně ztrácí ionizací nebo excitací
v poměrně malém objem
nAbsorbce závisí n 4 mocnině absorbátoru
nPři fotoefektu foton primárního záření zaniká a jeho energie se spotřebuje na výstupní práci
elektronu z atomu a na udělení kinetické energie tomuto sekundárnímu elektronu.
n Intenzita svazku RTG záření - vyjádřena expoziční rychlosti, vyjádřené v A.kg-1.
nExpozicí -velikost elektrického náboje uvolněného ionizací po absorpce RTG záření v jednotce
hmotnosti absorbátoru. Její jednotku je coulomb na kilogram, C.kg-1.
nabsorbovaná dávka záření v jednotkách gray (Gy). 1 Gy = 1 J.kg-1.
n
n
POUŽITÍ RENTGENOVÉHO ZÁŘENÍ V TERAPII
Comptonův rozptyl (σ), μ = τ + σ.
[USEMAP]
RTG záření - druh ionizujícího záření
Fotony rtg záření ionizují prostředí, kterým procházejí.
Vzniklé ionty fyzikálně-chemickými mechanizmy indukují biologické účinky.
Radiobiologie.
Rozeznáváme dva základní druhy biologických účinků:
• Účinky stochastické (náhodné) na úrovni buněk
- zásahová teorie –
• Učinky deterministické (nestochastické) na úrovni tkání
[USEMAP]
V praxi radiační hygieny je třeba zásadně rozlišovat dva druhy účinků rtg záření.
Mechanismy těchto účinků popisuje radiobiologie.
PC070008
Účinek stochastický Účinek deterministický
účinek je bezprahový účinek má práh
průběh je lineární průběh je nelineární
- genetické účinky - poškození tkání
- karcinogeneze - nemoc z ozáření
[USEMAP]
Základní definice těchto účinků.
Při stochastickém, bezprahovém účinku záleží dle zásahové teorie na tom, zda procházející foton
zasáhne citlivou strukturu buňky – nejčastěji chromosomu – a tím vyvolá poškození buňky.
Účinky deterministické jsou kumulativní a představují reakci či poškození dané tkáně na ozáření.
Příklad: ozáření kůže ionizujícím zářením
- gradace deterministických účinků
Nejnižší práh : erytemová dávka – zčervenání kůže - a
Vyšší práh : epilační dávka – pigmentace a vypadávání vlasů - b
Nejvyšší práh : nekrotická dávka – poškození kůže s nekrozou - c
BÚ
B Ú
[USEMAP]
Tento typ deterministického účinku je nejčastější. Je vyvolán ozářením kůže rtg zářením, ale stejně
i jiným druhem ionizujícího záření – např. UV zářením.
Nomenklatura dávek
Ve fyzice vyjadřujeme absorbovanou dávku v jednotkách
Gray ( Gy ) = J/kg = 100 radů
V radiobiologii a ochraně před zářením užíváme efektivní dávku
Sievert ( Sv ) = Dabs . QF = 100 rem
Dávkový ekvivalent či efektivní dávka dovoluje srovnávat biologické účinky různých druhů
ionizujícího záření. QF (quality factor) je pro rtg a gamma záření roven 1. Proto u rtg záření se
1 Gy = 1 Sv.
Pozn.:
[USEMAP]
Základní dozimetrické veličiny užívané v radiační hygieně. Přesněji a podrobněji viz biofyzika.
Příklady efektivních dávek při běžných rtg vyšetřeních
[USEMAP]
Clonění a kolimace versus poškození
Collbens DNAdamage
[USEMAP]
n
CELLSEN
[USEMAP]
Problematika sekundárního záření
radiační hygieny
danger090 lead%20apron SCATTER Vertical_Dose_Rate
OCHRANA PŘED RENTGENOVÝM ZÁŘENÍM
[USEMAP]