Download
1 / 52
520 likes | 817 Views
E N D
2. Rentgenov� zobrazovac� metody
3. 3 Rentgenov� zobrazovac� metody Rentgenov� (rtg) zobrazovac� metody patr� st�le mezi nejdule�itej�� diagnostick� metody pou��van� v medic�ne. Poskytuj� predev��m morfologickou (anatomickou) informaci � mohou v�ak tak� poskytovat urcit� informace o funkcn�m stavu organismu.
Jejich fyzik�ln�m z�kladem je ruzn� �tlum rentgenov�ho z�ren� v ruzn�ch tk�n�ch lidsk�ho organismu.
Je dule�it� m�t na pameti, �e rtg z�ren� mu�e z�va�n�m zpusobem ovlivnovat zdrav� (vyvol�vat napr. rakovinu, z�kal cocky) jak u pacientu tak i u zdravotnick�ho person�lu. Proto existuj� v oblasti ochrany pred z�ren�m pr�sn� z�konn� opatren� s �celem zabr�nit zbytecn�mu po�kozov�n� jak pacientu tak i zdravotn�ku. Pojedn�me o nich ve zvl�tn� predn�ce.
4. 4 Obsah predn�ky Projekcn� rentgenov� zar�zen�
Vznik obrazu a kvalita obrazu
Projekcn� rentgenov� zar�zen� pro zvl�tn� �cely
CT
D�vky z�ren� a zdravotn� rizika
5. 5 Projekcn� rentgenov� zar�zen� (General Electric)
6. 6 Vznik rentgenov�ho z�ren� � n�zkov�konov� rentgenka pou��van� napr. v zubn�ch rentgenech
7. 7 V�konov� rentgenka s rotuj�c� anodou
8. 8 Vznik rentgenov�ho z�ren� Elektron s elektrick�m n�bojem e (1,602.10-19 C) v elektrostatick�m poli o potenci�lov�m rozd�lu (napet�, v tomto pr�pade jde o napet� mezi anodou a katodou) U m� potenci�ln� energii Ep:
Ep = U.e
V okam�iku tesne pred dopadem elektronu na anodu je jeho potenci�ln� energie Ep je zcela transformov�na v jeho kinetickou energii EK. Plat�:
Ep = EK = U.e = � mv2
Pri dopadu je EK transformov�na ve fotony rentgenov�ho z�ren� (m�ne ne� 1%) a tepelnou energii (99%). Toto teplo mu�e rentgenku po�kodit.
9. 9 Energie svazku a napet� na rentgence Jestli�e je ve�ker� kinetick� energie urychlen�ho elektronu transformov�na do jedin�ho fotonu rentgenov�ho z�ren�, tento foton bude m�t energii danou v�razem:
E = h.f = U.e
Je to maxim�ln� energie emitovan�ch fotonu, pr�mo �mern� napet� U mezi anodou a katodou.
Chceme-li tedy zv��it energii fotonu, postacuje zv��it napet� mezi anodou a katodou!
C�m je vy��� energie fotonu, t�m m�ne jsou zachycov�ny telem � t�m vy��� maj� pronikavost. Je to zvl�t dule�it�, kdy� sn�mkujeme siln� c�sti tela nebo pacienty ob�zn�!
10. 10 Histogram energie fotonu
11. 11 Hlavn� c�sti rentgenov�ho pr�stroje Rengenka
Gener�tor napet� a proudu:
Vysokonapetov� transform�tor � poskytuje vysok� napet� (a� 150kV)
Usmernovac - poskytuje stejnosmern� proud � zaji�tuje jednosmern� pohyb proudu elektronu v rentgence.
Jestli�e zv���me velikost proudu elektronu v rentgence (zmenou �haven� katody) hustota toku fotonu (pocet fotonu proch�zej�c�ch jednotkovou plochou za sekundu) svazku rentgenov�ho z�ren� vzroste � nikoliv v�ak energie jednotliv�ch fotonu.
Energii jednotliv�ch fotonu mu�eme zv��it zv��en�m napet� mezi anodou a katodou.
Ovl�dac� pult � v dne�n� dobe je vet�ina parametru rentgenov�ch pr�stroju (vcetne napet� a proudu) ovl�d�na prostrednictv�m poc�tace. Pult je um�sten mimo vy�etrovac� m�stnost nebo za �t�tem vyroben�m z olovnat�ho skla (pro ochranu radiologick�ch asistentu).
Hlavn� mechanick� c�sti: stojan s rentgenkou, vy�etrovac� stul, Buckyho clona odstranuj�c� rozpt�len� fotony.
Detektory rentgenov�ho z�ren�: kazeta s rtg filmem a pril�haj�c�m fluorescencn�m st�n�tkem (pri skiagrafii) nebo zesilovac obrazu (oboj� na �stupu) nebo plo�n� digit�ln� sn�mac (pri skiaskopii).
12. 12 Pruchod rtg z�ren� telem pacienta Rentgenov� z�ren� vych�zej�c� z mal� ohniskov� plo�ky anody se ��r� v�emi smery. Ve sklenen� stene rentgenky se nekter� fotony s n�zkou energi� absorbuj�. K dal�� absorpci techto fotonu doch�z� v prim�rn�m filtru, jen� je vyroben� z hlin�kov�ho plechu. Zde absorbovan� fotony o n�zk� energii by jinak byly pohlceny povrchov�mi tk�nemi a neprisp�valy by ke tvorbe obrazu (zbytecn� ozarov�n� pacienta). Svazek rtg z�ren� je vymezen obd�ln�kov�mi kolim�torov�mi deskami vyroben�mi z olova.
Z�ren� pak proch�z� telem, kter�m bud mu�e proj�t nebo je v nem absorbov�no ci rozpt�leno. Pak proch�z� Buckyho clonou um�stenou pred detektorem, aby zachycovala rozpt�len� fotony, kter� by jinak jen zhor�ovaly kvalitu obrazu.
13. 13 Vznik obrazu a kvalita obrazu Rentgenov� sn�mek je analogi� �st�nu� vr�en�ho polopruhledn�m vnitrne strukturovan�m telesem, kter� je osvetleno sveteln�m svazkem prich�zej�c�m od t�mer bodov�ho zdroje. Obraz vznik� ruzn�m �tlumem svazku v ruzn�ch tk�n�ch tela a projekc� techto struktur na film ci jin� detektor rtg z�ren�.
Obraz lze zviditelnit pomoc�
Rentgenov�ho filmu/st�n�tka a jeho n�sledn�ho vyvol�n� (pri skiagrafii)
Digit�ln�ho plo�n�ho sn�mace obrazu umo�nuj�c�ho vytvorit obraz na obrazovce PC monitoru (pri skiaskopii)
Zesilovace obrazu a digit�ln� CCD kamery spojen� s monitorem (pri skiaskopii)
14. 14 �tlum z�ren� Svazek rentgenov�ho z�ren� (jak�hokoliv z�ren�) proch�z� l�tkou:
absorpce + rozptyl = �tlum
Mal� pokles intenzity z�ren� -dI v tenk� vrstve l�tky je �mern� jej� tlou�tce dx, intenzite I z�ren� dopadaj�c�ho na vrstvu a specifick� konstante m:
-dI = I.dx.m
Po �prave:
dI/I = -dx.m
Po integraci:
I = I0.e-m.x
I je intenzita z�ren� pro�l�ho vrstvou o tlou�tce x, I0 je intenzita dopadaj�c�ho z�ren�, m je line�rn� koeficient �tlumu [m-1] z�visl� na druhu z�ren�, na prostred� a jeho hustote.
Hmotnostn� koeficient �tlumu m/r nez�vis� na hustote.
15. 15 Kazety pro rentgenov� film
16. 16 Digit�ln� plo�n� sn�mace obrazu
17. 17 Zesilovac obrazu
18. 18 Ruzn� zpusoby z�sk�v�n� digit�ln�ho obrazu (mammografick� syst�my)
19. 19 Neostrost obrazu ��dn� radiogram (rentgenov� sn�mek) nen� absolutne ostr�. Rozhran� mezi tk�nemi se zobrazuj� jako postupn� zmena odst�nu �edi. Tato neostrost (rozmaz�n�) m� nekolik pr�cin:
Pohybov� neostrost � n�hodn� pohyby, d�ch�n�, pulsov� vlny, srdecn� akce atd. Lze ji omezit krat��mi expozicn�mi casy za pou�it� intenzivnej��ho rentgenov�ho z�ren�.
Geometrick� neostrost (polost�n) je zpusobena plo�n�m charakterem ohniska anody (ohnisko nen� bod). Paprsky dopadaj� na rozhran� mezi ruzne absorbuj�c�mi prostred�mi pod ruzn�mi �hly, co� zpusobuje rozmaz�n� jejich obrysu.
Svetlo emitovan� fluorescencn�mi st�n�tky prilo�en�mi k filmu nebo digit�ln�mu sn�maci neosvetluj� jen odpov�daj�c� c�st filmu nebo sn�mace, n�br� se ��r� i do bl�zk�ho okol�.
20. 20 Geometrick� neostrost (polost�n)
21. 21 Interakce fotonu rtg z�ren� s l�tkou: ABSORPCE fotoelektrick�m jevem (FE) Foton miz� (�je absorbov�n�) pri sr�ce s atomem a jeden elektron je vyra�en z nekter� vrstvy elektronov�ho obalu (typicky K-vrstvy). C�st energie elektronu h.f je nutn� pro ionizaci. Zb�vaj�c� c�st energie fotonu se men� v kinetickou energii (1/2m.v2) vyra�en�ho elektronu. Vyra�en� elektrony maj� t� ionizacn� schopnost � vyr�ej� elektrony z jin�ch atomu. Plat� Einsteinova rovnice pro fotoelektrick� jev:
h.f = Eb + 1/2m.v2,
Eb je vazebn� (ionizacn�) energie elektronu.
Pravdepodobnost FE rosta s protonov�m c�slem tercov�ch atomu a kles� s rostouc� energi� fotonu (t�m se vysvetluje, proc jsou svazky fotonu rtg z�ren� o vy��� energii v�ce pronikav� a proc se pro st�nen� pou��v� olovo.
22. 22 Fotoelektrick� jev
23. 23 Interakce fotonu rtg z�ren� s l�tkou: Comptonuv ROZPTYL (CR) Pri vy���ch energi�ch fotonu jejich energienen� plne absorbov�na � objevuje se foton s ni��� energi�. Vazebn� energie elektronu Eb je zanedbateln� ve srovn�n� s energi� fotonu. Mu�eme napsat:
h.f1 = (Eb) + h.f2 + 1/2m.v2,
kde f1 je frekvence dopadaj�c�ho fotonu a f2 je frekvence rozpt�len�ch fotonu.
CR je pravdepodobnej�� ne� FE u prim�rn�ch fotonu o energi�ch 0.5 - 5 MeV, co� vysvetluje, proc by obrazy z�skan� pomoc� fotonu o takov�to energii byly prakticky nepou�iteln�.
24. 24 Comptonuv rozptyl
25. 25 Princip Buckyho Clony
26. 26 Pou�it� kontrastn�ch prostredku
Hodnoty �tlumu mekk�ch tk�n� se od sebe li�� jen m�lo. Proto nemohou b�t na be�n�m sn�mku mekk� tk�ne rozli�eny. Z tohoto duvodu se pou��vaj� farmaka zvan� kontrastn� prostredky.
�tlum urcit� tk�ne mu�e b�t zv��en nebo sn�en. Pozitivn�ho kontrastu dosahujeme pomoc� l�tek s vy���mi protonov�mi c�sly, nebot se takto zvy�uje pravdepodobnost fotoelektrick�ho jevu. Suspenze s�ranu barnat�ho, �baryov� ka�e�, se pou��v� pro zobrazen� a funkcn� vy�etren� GIT. Pri vy�etrov�n� krevn�ch c�v, �lucov�ch a mocov�ch cest aj. se pou��vaj� l�tky s vy���m obsahem jodu.
Dut� vnitrn� org�ny mu�eme zviditelnit pomoc� negativn�ho kontrastu. Pou��v� se vzduch ci l�pe CO2. Dutiny jsou naplneny plynem, nafouknuty, tak�e se zviditeln� jako struktury o velmi n�zk�m �tlumu (streva, peritoneum, mozkov� komory).
27. 27 Pozitivn� a negativn� kontrast
28. 28 Rentgenov� zar�zen� pro zvl�tn� �cely Zubn� rentgenov� pr�stroje
Mammografy
Pr�stroje pro angiografii (syst�my pro odc�t�n� obrazu, dr�ve zalo�en� na zesilovac�ch obrazu, nyn� vet�inou ji� vyu��vaj� digit�ln� sn�mace)
29. 29 Rentgenov� pr�stroje v zubn�m l�karstv�
30. 30 Mammografie
31. 31 Digit�ln� subtrakcn� angiografie
32. 32 V�pocetn� tomografie � CT (Computerised Tomography)
Prvn� pacient byl vy�etren touto metodou v Lond�ne v r. 1971.
Zar�zen� bylo vynalezeno anglick�m fyzikem Hounsfieldem (spolecne s Americanem Cormackem Nobelova cena za medic�nu v r. 1979)
33. 33 Princip CT Princip: V�pocetn� tomograf je velk� pr�stroj pro meren� �tlumu rtg z�ren� v jednotliv�ch voxelech (objemov�ch analogi�ch pixelu) v tenk�ch pl�tc�ch tk�n�.
Metoda meren�: Svazek rentgenov�ho z�ren� ve tvaru tenk�ho vej�re proch�z� telem a je meren obloukem detektoru. Toto se opakuje pod ruzn�mi �hly tak dlouho, dokud se neshrom�d� dostatek informace pro v�pocet koeficientu �tlumu ve voxelech odpov�daj�c�ho rezu telem pacienta. Vypocte se �mapa� �tlumu v pr�cn�m rezu - tomogram.
34. 34 Pr�klady v�pocetn�ch tomogramu
35. 35 V�hody CT oproti projekcn�mu rtg zobrazen� Mnohem vy��� kontrast ne� u projekcn�ho rtg zobrazen� � 0,5% rozd�ly v �tlumu mohou b�t rozli�eny, proto�e:
je t�mer �plne eliminov�n vliv rozptylu,
meren� rtg z�ren� prob�h� pod mnoha ruzn�mi �hly.
Z toho plyne, �e mu�eme videt a vy�etrovat ruzn� mekk� tk�ne.
Anatomick� struktury se vz�jemne neprekr�vaj�.
D�ky meren� z mnoha stran doch�z� k men��mu zkreslen�.
36. 36 Ctyri generace CT
37. 37
38. 38 Hounsfieldova (CT) c�sla Pro zjednodu�en� v�poctu pou��v�me Hounsfieldovu stupnici jednotek (HU) pro velikost �tlumu.
39. 39 �Diagnostick� okno� stupnice HU
40. 40 3D Animace
41. 41 Nekter� typick� d�vky Z prirozen�ch zdroju: 2 mSv za rok
Rtg sn�mek hrudn�ku: <1 mSv
Skiaskopie: 5 mSv
CT vy�etren�: 10 mSv
D�vky z�ren� rostou v dusledku a� nekdy neadekv�tn� snahy (hranic�c� s alibismem) o co nejpresnej�� diagn�zu i v dusledku snadn�ho pou��v�n� modern�ch zobrazovac�ch pr�stroju (napr. modernej�� spir�ln� CT je snadneji pou�iteln� ne� star�� konvencn� CT).
42. Dodatek: Zubn� rentgenov� pr�stroje
43. 43 Pr�m� digit�ln� zubn� radiografie Bluetooth and Wi-Fi are both wireless networking standards that provide connectivity via radio waves. The main difference: Bluetooth's primary use is to replace local cables, while Wi-Fi is largely used to provide wireless, high-speed access to the Internet or a local area network. First developed in 1994, Bluetooth is a low-power, short-range (30 feet) networking specification with moderately fast transmission speeds of 800 kilobits per second. Bluetooth provides a wireless, point-to-point, "personal area network" for PDAs, notebooks, printers, mobile phones, audio components, and other devices. The wireless technology can be used anywhere you have two or more devices that are Bluetooth enabled. For example, you could send files from a notebook to a printer without having to physically connect the two devices with a cable. Bluetooth and Wi-Fi are both wireless networking standards that provide connectivity via radio waves. The main difference: Bluetooth's primary use is to replace local cables, while Wi-Fi is largely used to provide wireless, high-speed access to the Internet or a local area network. First developed in 1994, Bluetooth is a low-power, short-range (30 feet) networking specification with moderately fast transmission speeds of 800 kilobits per second. Bluetooth provides a wireless, point-to-point, "personal area network" for PDAs, notebooks, printers, mobile phones, audio components, and other devices. The wireless technology can be used anywhere you have two or more devices that are Bluetooth enabled. For example, you could send files from a notebook to a printer without having to physically connect the two devices with a cable.
44. 44 Sn�mky jednotliv�ch zubu
45. 45 Ortopantomografick� (OPG) jednotka
46. 46 Panoramatick� sn�mek z�skan� pomoc� OPG
47. 47 Cefalometrick� vy�etren�
48. 48 Pozn�mky k ochrane pred z�ren�m N�zk� individu�ln� ale vysok� kolektivn� d�vka, pomerne hodne mlad�ch pacientu
Ochrana oc� a �t�tn� �l�zy (ocitaj� se nekdy pr�mo ve svazku nebo bl�zko nej)
Proto�e d�vka a t�m i riziko pro vyv�jej�c� se plod je n�zk�, nen� tehotenstv� kontraindikac�. Vy�etren� mus� b�t samozrejme oduvodnen�. Dobr� odkaz:
RP136 Evropsk� smernice o radiacn� ochrane v dent�ln� radiologii � Bezpecn� pou�it� radiografie v zubn�m l�karstv�. 2004. EU.
49. 49 Optimalizace d�vek u sn�mku jednotliv�ch zubu Pr�stroj
Rychl� film E nebo vy���
Impulsn� re�im
Filtr: 1,5 mm Al a� do 70kV pro redukci ko�n� d�vky
Obd�ln�kov� kolim�tor doporucov�n (okrouhl� kolim�tor by mel m�t prumer svazku na v�stupu men�� ne� 60 mm)
Digit�ln� sn�mace umo�nuj� sn�it d�vku oproti filmu
Protokol
Pou��v�n� napet� 60kV v impulsn�m re�imu
Minim�ln� vzd�lenost zdroje od ku�e 200 mm (mel by to zajistit k�nick� n�stavec � kolim�tor)
Nen� nutno pou��vat ochrann� z�stery z olovnat� gumy (na ochranu gon�d, s v�jimkou vz�cn�ch pr�padu) dokonce ani u tehotn�ch pacientek (nekdy se to del� pro uspokojen� pacientek)
Nekdy je hlavne u mlad�ch pacientu doporucov�n ochrann� l�mec na �t�tnou �l�zu
50. 50 Jednoduch� n�stavec pro premenu okrouhl�ho kolim�toru/k�nic-k�ho n�stavce na obd�ln�kov�
51. 51 Optimalizace d�vek pri panoramatick�m sn�mkov�n� (OPG) Pr�stroj:
CP generatory
Pou��v�n kazet s velmi citliv�mi fluorescencn�mi st�n�tky
Automatick� kontrola expozice
Tzv. �tlac�tko mrtv�ho mu�e�
Protokol:
Spr�vn� um�sten� a imobilizace pacienta sni�uje pocet opakov�n� (napr. pri OPG brada spoc�v� na plastov� podlo�ce, hlavu dr�� plastov� sluch�tka aj.)
Omezen� ozarovan�ho pole
Ochrana �t�tn� �l�zy pri OPG prek�� svazku (casto je v�ak nutn� pri cephalometrii)
52. Autori: Vojtech Mornstein, Carmel J. Caruana Obsahov� spolupr�ce: Ivo Hrazdira Grafika: Lucie Mornsteinov� Posledn� revize: cervenec 2009
