Birgitta Hansson_1_1,1M.pdf
Birgitta Hansson_1_1,1M.pdf
Birgitta Hansson_1_1,1M.pdf
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Joniserande strålning<br />
kan slå bort elektroner<br />
ur atomerna i materia<br />
och på så sätt skada<br />
biologisk vävnad<br />
Partiklar<br />
Röntgenstrålning<br />
Gammastrålning<br />
Strålning<br />
Icke-joniserande<br />
strålning<br />
skadar genom<br />
uppvärmning,<br />
brännskador<br />
Radiovågor<br />
UV-ljus<br />
Laser
Strålskärmning<br />
Partikelstrålning, t.ex. alfapartiklar och elektroner (beta<br />
är mycket lättare att stoppa än elektromagnetisk<br />
strålning, som gamma- och röntgenstrålning.
Elektromagnetisk strålning –<br />
AM<br />
elektromagnetiska vågor<br />
Ma gne tka mer a<br />
TV<br />
FM<br />
ICKE-JONISERANDE JONISERAND<br />
Mikrovå go r<br />
Rad ar<br />
Infrarött<br />
Laser<br />
Synligt ljus<br />
Röntgen<br />
Gamma<br />
ngd 1km 1m 1mm 1µm 1nm 1pm<br />
ner gi<br />
1eV 1keV <strong>1M</strong>eV<br />
UV
Medicinsk röntgendiagnostik<br />
I röntgenröret:<br />
Elektroner (laddade partiklar) => Röntgenstrålning<br />
(elektromagnetiska vågor)<br />
I patienten:<br />
Röntgenstrålningen växelverkar med atomära elektroner i<br />
patienten (attenuering) => bilden skapas<br />
I detektorn:<br />
Röntgenstrålning som har passerat patienten och innehåller<br />
bildinformation växelverkar med detektormaterialet =><br />
signal (t.ex. ljus, laddning) i detektorn
lykåpa<br />
Röntgenrörets<br />
ytterhölje<br />
högspänningskablar<br />
Röntgenrör<br />
bländare<br />
anodtallrik<br />
katod<br />
Röntgenröret i genomskärning
Röntgenrörets uppbyggnad<br />
odtallriken roterar<br />
d ca 9.000 varv per<br />
nut, det finns rör<br />
d 17.000 varv per<br />
nut.<br />
ödtråden är omgiven<br />
en fokuserande<br />
llare för att elektronerna<br />
e skall spridas ut på<br />
usbanan på anoden.<br />
Katod<br />
-<br />
Elektroner<br />
Glödtråd<br />
Anod<br />
+<br />
Röntgenstrålning
Röntgenrörets konstruktion<br />
♥ Inuti blykåpan finns ett lufttomt glashölje med två<br />
elektroder: anod och katod.<br />
♥ Katoden, glödtråden, är en tunn spiral (0.2mm) och<br />
anoden en roterande platta, anodtallriken, båda<br />
vanligen av metallen volfram som har ett högt<br />
atomnummer och hög smältpunkt, 3370 o C<br />
♥ Röntgenstrålningen tas ut genom ett fönster i blykåpan<br />
och passerar bländaren, som reglerar strålfältets storlek
Röntgenrörets funktion<br />
Vid exponering frigörs negativt laddade elektroner från<br />
glödtråden och accelereras mot den positivt laddade anoden<br />
av den pålagda högspänningen (kV)<br />
Där förlorar elektronerna sin rörelseenergi genom<br />
uppbromsning i det tunga anodmaterialet<br />
Det mesta av rörelseenergin blir värme i anoden och endast<br />
en mycket liten del, ca 1%, blir röntgenstrålning. För att<br />
värmen skall spridas över en större yta roterar anoden vid<br />
exponering.
Roterande anodtallrik<br />
Elektronstrålen träffar anoden<br />
på ett litet område, fokus.<br />
Anoden roterar så att träffytan<br />
sprids ut över anoden för att<br />
värmen skall spridas över en<br />
större yta.<br />
Anod
nod sett från sidan.<br />
Fokus<br />
linje- eller streckfokusprincipen<br />
nodytans vinkel gör att<br />
kus tycks vara litet från<br />
tienten sett, men ytan<br />
anodtallriken är större.<br />
tet fokus i bildplanet<br />
r bättre detaljupplösning.<br />
et finns röntgenrör med<br />
ika anodvinklar.<br />
mindre anodvinkel desto bättre kan små detaljer upplösas.
Den vinklade anoden kommer att<br />
skärma av strålningen i ena<br />
riktningen, häleffekten.<br />
Häleffekt<br />
Strålningens vinkelfördelning<br />
och absorption i anodmaterialet<br />
medför att strålningsintensiteten<br />
i fältet blir mindre mot anodsidan.<br />
Ju mindre anodvinkel desto<br />
större häleffekt.<br />
Häleffekten utnyttjas i<br />
mammografiapparater.
Konstruktion<br />
Glödlampan placeras så<br />
att ljusfältet blir lika stort<br />
som röntgenfältet och på<br />
samma plats.<br />
Stora avvikelser tolereras:<br />
1 cm på 100 cm fokusavstånd.<br />
Bländare - ljusfält
oduktion av röntgenstrålning (1<br />
Bromsstrålning<br />
Röntgenstrålning bildas när<br />
elektronerna bromsas upp i<br />
anodmaterialet och den<br />
energi de förlorar blir<br />
röntgenstrålning<br />
ektron från<br />
toden<br />
Bromsstrålningsfoton<br />
Karakteristisk röntgenstrålning<br />
bildas när elektronerna har tillräcklig<br />
hög energi för att frigöra en bunden<br />
elektron i anodmaterialet<br />
Elektron<br />
från katoden<br />
Karakteristisk<br />
röntgenstrålning
oduktion av röntgenstrålning (2)<br />
Samband mellan kV och keV:<br />
kV är enheten för spänning, potentialskillnad<br />
keV är en enhet för energi (andra är t.ex. Wh=wattimmar, J=joule och cal=kalorier)<br />
En elektron är en laddad partikel med elementarladdningen 1e. När elektronen accelereras i<br />
en potentialskillnad på 1 kV får den energin 1 keV (=1.6 *10 -16 J)<br />
kV = rörspänningen, bestämmer elektronernas rörelseenergi och alltså röntgenstrålningens<br />
högsta energi och därmed dess genomträngningsförmåga<br />
mA = rörströmmen, anger antalet elektroner som per tidsenhet dras från katoden till anoden<br />
och alltså röntgenstrålningens intensitet<br />
s = exponeringstiden, den tid som röntgenstrålning produceras<br />
mAs-talet, = rörströmmen multiplicerad med exponeringstiden. mAs-talet bestämmer totala<br />
mängden strålning vid exponeringen.
Diagnostisk användning av<br />
röntgenstrålning<br />
♥ Rörspänning 50 - 150 kV<br />
» mammografi 25 - 30 kV<br />
» datortomografi 120 - 140 kV<br />
♥ Bromsstrålningsspektrum från W (volfram)<br />
» brett energiområde för fotonerna<br />
» medelenergi ca hälften av maximal energi<br />
♥ För mammografi används karakteristisk<br />
strålning från Mo (molybden) eller Rh (rodium)
Relativ<br />
intensitet<br />
Röntgenspektrum (1)<br />
Bromsstrålning<br />
Karakteristisk<br />
röntgenstrålning<br />
Röntgenspektrum =<br />
Röntgenstrålningens<br />
energifördelning:<br />
bromsstrålning ger ett bre<br />
spektrum, karakteristisk<br />
röntgenstrålning har en<br />
väl definierad energi.<br />
De lägsta energierna har<br />
filtrerats bort.<br />
Fotonenergi<br />
(keV)
Relativ<br />
intensitet<br />
Röntgenspektrum (2)<br />
50 kV<br />
70 kV<br />
90 kV<br />
Röntgenstrålningens energi<br />
ökar när rörspänningen, kV,<br />
ökas.<br />
Det blir också mer röntgenstrålning.<br />
50 70 90<br />
Fotonenergi<br />
(keV)
Filtrering av strålningen<br />
Filter reducerar strålning med låga energier mest. Det ger lägre<br />
huddos till patienten men också lägre kontrast eftersom strålningens<br />
medelenergi ökar. Lägsta tillåtna totalfiltrering = 3 mm Al-ekvivalent.<br />
I totalfiltreringen<br />
ingår allt material<br />
som attenuerar<br />
strålningen mellan<br />
fokus och patient,<br />
t.ex. den isolerande<br />
oljan i röntgenröret.<br />
Relativ<br />
intensitet<br />
Låg filtrering<br />
Hög filtrering<br />
Fotonenergi (keV)<br />
pektrats medelenergi ökar och intensiteten minskar med ökande filtrerin
Stort<br />
Fokus<br />
Objekt<br />
Penumbra<br />
Fokusstorlek<br />
Stort<br />
Fokus<br />
Objekt<br />
Penumbra<br />
Litet<br />
Fokus<br />
Objekt<br />
Penumbra<br />
Litet<br />
Fokus<br />
Objekt<br />
Objektet nära kassetten ger mindre penumbra => bättre detaljupplösning<br />
Litet fokus ger mindre penumbra => bättre detaljupplösning<br />
Fokusstorleken påverkar ej detaljupplösningen lika mycket när objektet är<br />
nära kassetten<br />
Grovfokus (1.0-1.3 mm) och finfokus (0.6 mm) finns att välja på de flesta<br />
röntgenapparater<br />
Penumbra
Röntgengenerator<br />
Röntgengeneratorn är röntgenrörets kraftkälla. I generatorn<br />
transformeras nätspänningen till en likriktad högspänning<br />
på flera tiotusentals volt (kV). Generatorn skall med stor<br />
noggrannhet kunna ge låga och höga rörspänningar med<br />
varierande rörströmmar.<br />
genomlysning; kV: 60-80 mA: 0.5-2 exponeringstid: min<br />
bildtagning; kV: 40-150 mA: 100-600 exponeringstid: ms<br />
En minuts genomlysning ger ungefär samma dos till patienten<br />
som en röntgenbild (exponering).
Röntgengenerator, uppbyggnad<br />
Växelspänningen transformeras upp från 230 V till<br />
50000-150000 V (50-150 kV) och likriktas sedan
Rörspänningens kurvform<br />
Varför likriktas växelspänningen?<br />
♥ Röntgenröret kan bara leda ström i en riktning<br />
Varför vill man ha så konstant rörspänning som möjligt?<br />
♥ Variationer i högspänningen, rippel, ger variationer i<br />
strålkvalitet, vilket påverkar stråldos och bildkvalitet<br />
♥ Mycket rippel ger också förlängd exponeringstid eftersom<br />
mycket lågenergetisk strålning produceras när spänningen<br />
sjunker och denna del av spektrat filtreras bort<br />
Nya generatorer är av högfrekvenstyp med mycket lågt<br />
rippel
Likriktning av rörspänningen<br />
Enfas utan likriktning<br />
Enfas med halvvågslikriktning<br />
Enfas med helvågslikriktning<br />
100% rippel<br />
Trefas med helvågslikriktning<br />
5-10% rippel
Ström- och<br />
spänningsförsörjning
Strålningsutbyte<br />
♥ Dubblering av mAs ger dubblering av mängden<br />
strålning (dubblering av dos)<br />
♥ Ökning av kV medför att mängden strålning ökar som<br />
kV 2<br />
♥ Ökning av kV medför alltså att mAs måste minskas för<br />
att få samma mängd strålning i bilden<br />
♥ Ökning av kV medför också att strålningens<br />
genomträngningsförmåga ökar och mAs kan minskas<br />
av den anledningen också
Röntgenrör<br />
Primärstrålning<br />
Patient Spridd<br />
strålning<br />
Parallellraster<br />
Bilddetektor<br />
Raster<br />
Patient<br />
Fokuserande<br />
raster<br />
Röntgenrör<br />
Bilddetektor<br />
Primärstrålning<br />
Spridd<br />
strålning<br />
en spridda strålningen stoppas av rastrets blylameller som kan<br />
ara parallella eller fokuserande. Även en del primärstrålning<br />
bsorberas.
♥ Ratio<br />
Olika typer av raster (1)<br />
♥ Rastrets ratio anger hur<br />
effektivt spridd strålning<br />
absorberas<br />
♥ Ratiot är förhållandet<br />
mellan blylamellernas<br />
höjd och mellanrummet<br />
mellan dem<br />
♥ Mellanlägg<br />
♥ Mellan blylamellerna<br />
finns aluminium eller<br />
t.ex. kolfiber<br />
♥ Kolfiberraster släpper<br />
igenom mer<br />
primärstrålning
Rastrets ratio är förhållandet<br />
mellan höjden på lamellerna<br />
och avståndet mellan dem:<br />
R = h/d<br />
Rasterratio<br />
Höjden, h<br />
Avstånd mellan lamellerna, d<br />
Linjetätheten anger<br />
hur många lameller<br />
det finns på en viss<br />
längd, t.ex 40 l/cm<br />
För bildplattebilder<br />
måste man använda<br />
ett månglinjeraster<br />
med t.ex. 70 l/cm
Olika typer av raster (2)<br />
♥ Olika undersökningar kräver olika typer av<br />
raster med olika:<br />
♥ ratio (t.ex. 5:1 eller 12:1)<br />
♥ mellanlägg (Al eller CF)<br />
♥ parallella eller fokuserande (olika avstånd)<br />
♥ rörliga eller fasta<br />
Det är viktigt att rätt typ av raster används<br />
både för patientdos och bildkvalitet
Felaktigt fokusavstånd<br />
Röntgenrör<br />
Parallellraster skall användas på<br />
långt avstånd från fokus, där<br />
strålningen inte är så divergent<br />
som vid kort avstånd.<br />
Om fokuserande och parallellraster<br />
används på fel fokusavstånd blir<br />
endast den mittersta delen av<br />
bilden exponerad.<br />
Röntgenrör<br />
Primärstrålning som passerat rastret
Raster - Vinkelfel<br />
Om centralstrålen faller snett mot<br />
rastret absorberas en stor del av<br />
primärstrålningen i rastret<br />
Detta orsakar underexponering eller,<br />
om det kompenseras genom att öka<br />
på mAs-talet, ökad patientdos<br />
Vid användning av exponeringsautomatik<br />
märks inte felet i bilden<br />
men patienten får mycket för hög<br />
stråldos<br />
Raster med högt ratio är känsligare<br />
för vinkelfel<br />
²
Luftgap<br />
Avstånd mellan patient och film<br />
Om avståndet mellan patienten och<br />
filmen (detektorn) ökas så kommer<br />
den spridda strålningen att spridas<br />
ut ur fältet och inte träffa<br />
detektorn<br />
Hög transmission jämfört<br />
med raster, dvs låg patientdos.<br />
Fokus- filmavståndet måste<br />
ökas för att inte förstoringsfaktorn<br />
skall påverkas, för t.ex lungstativ:<br />
luftgap 20-25 cm och FFA minst 3 m
Exponeringsautomatik<br />
Raster<br />
Bilddetektor<br />
Exponeringsautomat<br />
ellan rastret och bilddetektorn sitter en<br />
nkammare som mäter strålningen från<br />
atienten och skickar en signal till<br />
ntgengeneratorn att avsluta exponeringen<br />
är det<br />
rinställda värdet har uppnåtts.<br />
Jonkammaren har tre mätfält, kammare<br />
eller dominanter, som kan väljas var för<br />
sig eller tillsammans. Detta gör att man<br />
kan välja ett särskilt område att bestämma<br />
exponeringen från. Det är viktigt att välja<br />
rätt dominant beroende på undersökning o<br />
eventuellt kontrastmedel i patienten.
Exponeringsautomatik<br />
korrektion för filmsvärtning<br />
Det skall finnas möjlighet att<br />
ändra på filmsvärtning<br />
(exponering).<br />
Exponeringsautomatikens<br />
svärtningskorrektion<br />
reglerar exponeringstid,<br />
inte kV som väljs manuellt.<br />
Varje svärtningssteg skall<br />
motsvara ett mAs-steg, dvs<br />
ca 25% ändring av dosen.<br />
Dos<br />
+svärtning<br />
normalsvärtning<br />
-svärtning<br />
Dosen ökar<br />
med exponeringstiden<br />
Exponerings
Exponeringsautomatik<br />
korrektion för patienttjocklek<br />
Smal patient Normal patient Tjock patient<br />
Mycket strålning transmitteras<br />
=> kort exponeringstid<br />
Knapp för ”smal gubbe”<br />
minskar kV med 10% och<br />
exponeringstiden förlängs.<br />
Skall ej användas på nya<br />
utrustningar => högre stråldos.<br />
Lite strålning transmitteras<br />
=> lång exponeringstid<br />
Knapp för ”tjock gubbe”<br />
ökar kV med 10% och<br />
exponeringstiden blir kortare<br />
Skall användas för kraftiga<br />
patienter => mindre stråldos