Download
1 / 52
520 likes | 819 Vues
E N D
2. Rentgenov zobrazovac metody
3. 3 Rentgenov zobrazovac metody Rentgenov (rtg) zobrazovac metody patr stle mezi nejduleitej diagnostick metody pouvan v medicne. Poskytuj predevm morfologickou (anatomickou) informaci mohou vak tak poskytovat urcit informace o funkcnm stavu organismu.
Jejich fyziklnm zkladem je ruzn tlum rentgenovho zren v ruznch tknch lidskho organismu.
Je duleit mt na pameti, e rtg zren mue zvanm zpusobem ovlivnovat zdrav (vyvolvat napr. rakovinu, zkal cocky) jak u pacientu tak i u zdravotnickho personlu. Proto existuj v oblasti ochrany pred zrenm prsn zkonn opatren s celem zabrnit zbytecnmu pokozovn jak pacientu tak i zdravotnku. Pojednme o nich ve zvltn prednce.
4. 4 Obsah prednky Projekcn rentgenov zarzen
Vznik obrazu a kvalita obrazu
Projekcn rentgenov zarzen pro zvltn cely
CT
Dvky zren a zdravotn rizika
5. 5 Projekcn rentgenov zarzen (General Electric)
6. 6 Vznik rentgenovho zren nzkovkonov rentgenka pouvan napr. v zubnch rentgenech
7. 7 Vkonov rentgenka s rotujc anodou
8. 8 Vznik rentgenovho zren Elektron s elektrickm nbojem e (1,602.10-19 C) v elektrostatickm poli o potencilovm rozdlu (napet, v tomto prpade jde o napet mezi anodou a katodou) U m potenciln energii Ep:
Ep = U.e
V okamiku tesne pred dopadem elektronu na anodu je jeho potenciln energie Ep je zcela transformovna v jeho kinetickou energii EK. Plat:
Ep = EK = U.e = mv2
Pri dopadu je EK transformovna ve fotony rentgenovho zren (mne ne 1%) a tepelnou energii (99%). Toto teplo mue rentgenku pokodit.
9. 9 Energie svazku a napet na rentgence Jestlie je veker kinetick energie urychlenho elektronu transformovna do jedinho fotonu rentgenovho zren, tento foton bude mt energii danou vrazem:
E = h.f = U.e
Je to maximln energie emitovanch fotonu, prmo mern napet U mezi anodou a katodou.
Chceme-li tedy zvit energii fotonu, postacuje zvit napet mezi anodou a katodou!
Cm je vy energie fotonu, tm mne jsou zachycovny telem tm vy maj pronikavost. Je to zvlt duleit, kdy snmkujeme siln csti tela nebo pacienty obzn!
10. 10 Histogram energie fotonu
11. 11 Hlavn csti rentgenovho prstroje Rengenka
Genertor napet a proudu:
Vysokonapetov transformtor poskytuje vysok napet (a 150kV)
Usmernovac - poskytuje stejnosmern proud zajituje jednosmern pohyb proudu elektronu v rentgence.
Jestlie zvme velikost proudu elektronu v rentgence (zmenou haven katody) hustota toku fotonu (pocet fotonu prochzejcch jednotkovou plochou za sekundu) svazku rentgenovho zren vzroste nikoliv vak energie jednotlivch fotonu.
Energii jednotlivch fotonu mueme zvit zvenm napet mezi anodou a katodou.
Ovldac pult v dnen dobe je vetina parametru rentgenovch prstroju (vcetne napet a proudu) ovldna prostrednictvm poctace. Pult je umsten mimo vyetrovac mstnost nebo za ttem vyrobenm z olovnatho skla (pro ochranu radiologickch asistentu).
Hlavn mechanick csti: stojan s rentgenkou, vyetrovac stul, Buckyho clona odstranujc rozptlen fotony.
Detektory rentgenovho zren: kazeta s rtg filmem a prilhajcm fluorescencnm stntkem (pri skiagrafii) nebo zesilovac obrazu (oboj na stupu) nebo plon digitln snmac (pri skiaskopii).
12. 12 Pruchod rtg zren telem pacienta Rentgenov zren vychzejc z mal ohniskov ploky anody se r vemi smery. Ve sklenen stene rentgenky se nekter fotony s nzkou energi absorbuj. K dal absorpci techto fotonu dochz v primrnm filtru, jen je vyroben z hlinkovho plechu. Zde absorbovan fotony o nzk energii by jinak byly pohlceny povrchovmi tknemi a neprispvaly by ke tvorbe obrazu (zbytecn ozarovn pacienta). Svazek rtg zren je vymezen obdlnkovmi kolimtorovmi deskami vyrobenmi z olova.
Zren pak prochz telem, kterm bud mue projt nebo je v nem absorbovno ci rozptleno. Pak prochz Buckyho clonou umstenou pred detektorem, aby zachycovala rozptlen fotony, kter by jinak jen zhorovaly kvalitu obrazu.
13. 13 Vznik obrazu a kvalita obrazu Rentgenov snmek je analogi stnu vrenho polopruhlednm vnitrne strukturovanm telesem, kter je osvetleno svetelnm svazkem prichzejcm od tmer bodovho zdroje. Obraz vznik ruznm tlumem svazku v ruznch tknch tela a projekc techto struktur na film ci jin detektor rtg zren.
Obraz lze zviditelnit pomoc
Rentgenovho filmu/stntka a jeho nslednho vyvoln (pri skiagrafii)
Digitlnho plonho snmace obrazu umonujcho vytvorit obraz na obrazovce PC monitoru (pri skiaskopii)
Zesilovace obrazu a digitln CCD kamery spojen s monitorem (pri skiaskopii)
14. 14 tlum zren Svazek rentgenovho zren (jakhokoliv zren) prochz ltkou:
absorpce + rozptyl = tlum
Mal pokles intenzity zren -dI v tenk vrstve ltky je mern jej tloutce dx, intenzite I zren dopadajcho 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 zren prolho vrstvou o tloutce x, I0 je intenzita dopadajcho zren, m je linern koeficient tlumu [m-1] zvisl na druhu zren, na prostred a jeho hustote.
Hmotnostn koeficient tlumu m/r nezvis na hustote.
15. 15 Kazety pro rentgenov film
16. 16 Digitln plon snmace obrazu
17. 17 Zesilovac obrazu
18. 18 Ruzn zpusoby zskvn digitlnho obrazu (mammografick systmy)
19. 19 Neostrost obrazu dn radiogram (rentgenov snmek) nen absolutne ostr. Rozhran mezi tknemi se zobrazuj jako postupn zmena odstnu edi. Tato neostrost (rozmazn) m nekolik prcin:
Pohybov neostrost nhodn pohyby, dchn, pulsov vlny, srdecn akce atd. Lze ji omezit kratmi expozicnmi casy za pouit intenzivnejho rentgenovho zren.
Geometrick neostrost (polostn) je zpusobena plonm charakterem ohniska anody (ohnisko nen bod). Paprsky dopadaj na rozhran mezi ruzne absorbujcmi prostredmi pod ruznmi hly, co zpusobuje rozmazn jejich obrysu.
Svetlo emitovan fluorescencnmi stntky priloenmi k filmu nebo digitlnmu snmaci neosvetluj jen odpovdajc cst filmu nebo snmace, nbr se r i do blzkho okol.
20. 20 Geometrick neostrost (polostn)
21. 21 Interakce fotonu rtg zren s ltkou: ABSORPCE fotoelektrickm jevem (FE) Foton miz (je absorbovn) pri srce s atomem a jeden elektron je vyraen z nekter vrstvy elektronovho obalu (typicky K-vrstvy). Cst energie elektronu h.f je nutn pro ionizaci. Zbvajc cst energie fotonu se men v kinetickou energii (1/2m.v2) vyraenho elektronu. Vyraen elektrony maj t ionizacn schopnost vyrej elektrony z jinch atomu. Plat Einsteinova rovnice pro fotoelektrick jev:
h.f = Eb + 1/2m.v2,
Eb je vazebn (ionizacn) energie elektronu.
Pravdepodobnost FE rosta s protonovm cslem tercovch atomu a kles s rostouc energi fotonu (tm se vysvetluje, proc jsou svazky fotonu rtg zren o vy energii vce pronikav a proc se pro stnen pouv olovo.
22. 22 Fotoelektrick jev
23. 23 Interakce fotonu rtg zren s ltkou: Comptonuv ROZPTYL (CR) Pri vych energich fotonu jejich energienen plne absorbovna objevuje se foton s ni energi. Vazebn energie elektronu Eb je zanedbateln ve srovnn s energi fotonu. Mueme napsat:
h.f1 = (Eb) + h.f2 + 1/2m.v2,
kde f1 je frekvence dopadajcho fotonu a f2 je frekvence rozptlench fotonu.
CR je pravdepodobnej ne FE u primrnch fotonu o energich 0.5 - 5 MeV, co vysvetluje, proc by obrazy zskan pomoc fotonu o takovto energii byly prakticky nepouiteln.
24. 24 Comptonuv rozptyl
25. 25 Princip Buckyho Clony
26. 26 Pouit kontrastnch prostredku
Hodnoty tlumu mekkch tkn se od sebe li jen mlo. Proto nemohou bt na benm snmku mekk tkne rozlieny. Z tohoto duvodu se pouvaj farmaka zvan kontrastn prostredky.
tlum urcit tkne mue bt zven nebo snen. Pozitivnho kontrastu dosahujeme pomoc ltek s vymi protonovmi csly, nebot se takto zvyuje pravdepodobnost fotoelektrickho jevu. Suspenze sranu barnatho, baryov kae, se pouv pro zobrazen a funkcn vyetren GIT. Pri vyetrovn krevnch cv, lucovch a mocovch cest aj. se pouvaj ltky s vym obsahem jodu.
Dut vnitrn orgny mueme zviditelnit pomoc negativnho kontrastu. Pouv se vzduch ci lpe CO2. Dutiny jsou naplneny plynem, nafouknuty, take se zviditeln jako struktury o velmi nzkm tlumu (streva, peritoneum, mozkov komory).
27. 27 Pozitivn a negativn kontrast
28. 28 Rentgenov zarzen pro zvltn cely Zubn rentgenov prstroje
Mammografy
Prstroje pro angiografii (systmy pro odctn obrazu, drve zaloen na zesilovacch obrazu, nyn vetinou ji vyuvaj digitln snmace)
29. 29 Rentgenov prstroje v zubnm lkarstv
30. 30 Mammografie
31. 31 Digitln subtrakcn angiografie
32. 32 Vpocetn tomografie CT (Computerised Tomography)
Prvn pacient byl vyetren touto metodou v Londne v r. 1971.
Zarzen bylo vynalezeno anglickm fyzikem Hounsfieldem (spolecne s Americanem Cormackem Nobelova cena za medicnu v r. 1979)
33. 33 Princip CT Princip: Vpocetn tomograf je velk prstroj pro meren tlumu rtg zren v jednotlivch voxelech (objemovch analogich pixelu) v tenkch pltcch tkn.
Metoda meren: Svazek rentgenovho zren ve tvaru tenkho vejre prochz telem a je meren obloukem detektoru. Toto se opakuje pod ruznmi hly tak dlouho, dokud se neshromd dostatek informace pro vpocet koeficientu tlumu ve voxelech odpovdajcho rezu telem pacienta. Vypocte se mapa tlumu v prcnm rezu - tomogram.
34. 34 Prklady vpocetnch tomogramu
35. 35 Vhody CT oproti projekcnmu rtg zobrazen Mnohem vy kontrast ne u projekcnho rtg zobrazen 0,5% rozdly v tlumu mohou bt rozlieny, protoe:
je tmer plne eliminovn vliv rozptylu,
meren rtg zren probh pod mnoha ruznmi hly.
Z toho plyne, e mueme videt a vyetrovat ruzn mekk tkne.
Anatomick struktury se vzjemne neprekrvaj.
Dky meren z mnoha stran dochz k menmu zkreslen.
36. 36 Ctyri generace CT
37. 37
38. 38 Hounsfieldova (CT) csla Pro zjednoduen vpoctu pouvme Hounsfieldovu stupnici jednotek (HU) pro velikost tlumu.
39. 39 Diagnostick okno stupnice HU
40. 40 3D Animace
41. 41 Nekter typick dvky Z prirozench zdroju: 2 mSv za rok
Rtg snmek hrudnku: <1 mSv
Skiaskopie: 5 mSv
CT vyetren: 10 mSv
Dvky zren rostou v dusledku a nekdy neadekvtn snahy (hranicc s alibismem) o co nejpresnej diagnzu i v dusledku snadnho pouvn modernch zobrazovacch prstroju (napr. modernej spirln CT je snadneji pouiteln ne star konvencn CT).
42. Dodatek: Zubn rentgenov prstroje
43. 43 Prm digitln 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 Snmky jednotlivch zubu
45. 45 Ortopantomografick (OPG) jednotka
46. 46 Panoramatick snmek zskan pomoc OPG
47. 47 Cefalometrick vyetren
48. 48 Poznmky k ochrane pred zrenm Nzk individuln ale vysok kolektivn dvka, pomerne hodne mladch pacientu
Ochrana oc a ttn lzy (ocitaj se nekdy prmo ve svazku nebo blzko nej)
Protoe dvka a tm i riziko pro vyvjejc se plod je nzk, nen tehotenstv kontraindikac. Vyetren mus bt samozrejme oduvodnen. Dobr odkaz:
RP136 Evropsk smernice o radiacn ochrane v dentln radiologii Bezpecn pouit radiografie v zubnm lkarstv. 2004. EU.
49. 49 Optimalizace dvek u snmku jednotlivch zubu Prstroj
Rychl film E nebo vy
Impulsn reim
Filtr: 1,5 mm Al a do 70kV pro redukci kon dvky
Obdlnkov kolimtor doporucovn (okrouhl kolimtor by mel mt prumer svazku na vstupu men ne 60 mm)
Digitln snmace umonuj snit dvku oproti filmu
Protokol
Pouvn napet 60kV v impulsnm reimu
Minimln vzdlenost zdroje od kue 200 mm (mel by to zajistit knick nstavec kolimtor)
Nen nutno pouvat ochrann zstery z olovnat gumy (na ochranu gond, s vjimkou vzcnch prpadu) dokonce ani u tehotnch pacientek (nekdy se to del pro uspokojen pacientek)
Nekdy je hlavne u mladch pacientu doporucovn ochrann lmec na ttnou lzu
50. 50 Jednoduch nstavec pro premenu okrouhlho kolimtoru/knic-kho nstavce na obdlnkov
51. 51 Optimalizace dvek pri panoramatickm snmkovn (OPG) Prstroj:
CP generatory
Pouvn kazet s velmi citlivmi fluorescencnmi stntky
Automatick kontrola expozice
Tzv. tlactko mrtvho mue
Protokol:
Sprvn umsten a imobilizace pacienta sniuje pocet opakovn (napr. pri OPG brada spocv na plastov podloce, hlavu dr plastov sluchtka aj.)
Omezen ozarovanho pole
Ochrana ttn lzy pri OPG prek svazku (casto je vak nutn pri cephalometrii)
52. Autori: Vojtech Mornstein, Carmel J. Caruana Obsahov spoluprce: Ivo Hrazdira Grafika: Lucie Mornsteinov Posledn revize: cervenec 2009
