Rentgenové záření
- je elektromagnetické vlnění o velmi krátké vlnové délce 10-8 – 10-12m. V radiodiagnostice se používá vlnová délka 10-9m.
Vlastnosti rentgenového záření:
- je neviditelné, prochází hmotou v níž se částečně absorbuje, přičemž množství absorbovaného záření závisí na složení hmoty (průměrném protonovém čísle, hustotě a tloušťce) a na kvalitě záření (jeho vlnové délce). Ubývá se čtvercem vzdálenosti. Šiří se od zdroje přímočaře.
Vznik záření:
- Umělým zdrojem rentgenového záření X je rentgenka. Záření vzniká prudkým zabrzděním velmi rychle letících elektronů o hmotu vysoké hmotnosti (vysokém atomovém čísle). V rentgence musí dojít k nažhavení katody. Přiložíme-li mezi katodu a anodu napětí, dají se elektrony do pohybu směrem k anodě. Při nárazu na anodu se jejich kinetická energie mění přibližně 1 % v záření X a 99 % kinetické energie se mění na teplo.
- Záření vzniká tak, že 1 % urychlených elektronů pronikne do vrstvy K a L a zde vyrazí elektron. Z vyšší (?) vrstvy přeskočí na volné místo elektron a přebytek energie se vyzáří jako X záření.
- Nejdůležitější vlastnosti tohoto záření jsou:
A) Proniká hmotou – při průchodu je rtg záření zeslabováno. Na tom se podílí:
1) fotoefekt – foton dopadne předá energii elektronu a zanikne, elektron se uvolní a dojde k ionizaci - může dále ionizovat prostředí
2) Comptnův jev – elektronové vlnění (foton) dopadne na atom, část energie se předá elektronu (ten se uvolní) a část energie (foton) letí jinou (delší) vlnovou délkou na jinou stranu - to se podílí na vzniku sekundárního záření
3) Tvorba elektronů pozitronových párů – v radiodiagnostice se neuplatňuje, pouze při vyšších teplotách
B) Luminiscenční efekt – při dopadu záření na lumiscenční plochu vyvolá jejich světélkování. To může být dvojí.
Fluorescence – látka světélkuje jen při dopadu krátkovlného záření
Fosforence – světélkuje ještě nějakou dobu po dopadu záření
Světélkující látky jsou luminofory – jodid cesia, sirníky cesia a zinku atd.
- při luminiscenci vyrazí kvantum X elektron ze zevní slupky na některou slupku bližší jádru. Uvolní se energie, ale menší. Vyzáří se energie v podobě světla, které má delší vlnovou délku než záření X. – jde o přeskoky na zevních vrstvách.
C) Fotochemický efekt – působí na halogenidy bromidu stříbra (AgBr) a vlivem záření vznikají samotné atomy stříbra a bromu a díky tomu jsme schopni vyvolat film.
D) Ionizace – je děj, při kterém dojde k dopadu rentgenového kvanta na elektron atomu, může dojít k vyražení elektronu atomu. Poruší se rovnováha atomu. Atomy se mohou srazit a předat svou energii.
E) Biologický efekt – záření X škodí živé hmotě
Vznikají dva typy záření:
1) Brzdné záření – které vzniká interakcí elektronu a jádra atomu anody, zabrzdění je jednorázové a má nejkratší vlnovou délku (postupným zabržďováním záření vzniká delší vlnová délka)
2) Charakteristické záření – záření je tvořeno některými typy vlnových délek. Vzniká tak, že elektron letící z katody vyrazí za slupek anody K a L - ze slupek blízkých jádru - elektron. Na uvolněné místo přeskočí elektron ze vzdálené slupky. Uvolní se přebytek energie ve formě X záření.
- závisí na materiálu, ze kterého ohnisko anody je vyrobeno, záření které vzniklo nárazem elektronů na ohnisko se nazývá primární a má tvar kužele. Paprsek, který probíhá v ose kužele se nazývá CP.
V ozářené hmotě vzniká z primárního záření sekundární záření. Část sekundárního záření nejde ve směru CP, ale jde do stran. Sekundární záření snižuje kvalitu a ostrost obrazu. Čím větší napětí použijeme, tím sekundární záření více. Snažíme se proto, aby byl primární svazek co nejmenší.
Clony patří k rtg příslušenství. Dělí se na primární a sekundární.
Primární clony – slouží k vymezení primárního svazku na potřebný rozsah. Vymezením snížíme dávku, což je důležité v radiační ochranně osob, omezíme vznik sekundárního záření, které snižuje kontrast a ostrost rtg obrazu. Někdy primární clony slouží k dodržení vzdálenosti ohnisko – kůže.
Nejstarší primární clonou je tubus. Jsou to komolé kužele nebo válce z plechu – Zn, Cu, jejichž stěna je uvnitř vyložena olovem. Zasouvají se do drážek na hloubkové cloně. Na konci přivráceném k rentgence je tubus uzavřen olověnou destičkou, ve kterém je okrouhlý nebo obdélníkový výhřez.
Na každém tubusu má být vyznačená velikost pole a tvar vyclonění. Nyní se používá kruhový ušní tubus, používaný ke snímkování speciálních projekcí kosti spánkové a zubní tubus pro intraorální snímky. Užívá se prsní tubus ke kompresi prsu při mamografii.
Hloubkové clony – jsou používány při skiagrafii a mají přibližně tvar krychle. Stěna odvrácená od rentgenky je z průhledné hmoty, minimálně absorbuje X záření. Strana přivrácená k rentgence je upevňována na výstupní okénko krytu rentgenky. Uvnitř jsou clony 2-4 etáže olověných lamel. Dvě a dvě jsou kolmo a dají se od sebe oddalovat a přibližovat. Lamely vycloní komolý jehlan užitečného záření. V primární cloně je žárovka, která přes sklopené zrcadlo propustnou částí stěny clon na tělo pacienta označí světelné pole, kam dopadne užitečné záření. Musí se kontrolovat shody světelného pole s ozařovaným polem.
Ve clonách určených pro skiaskopii je pouze jedna etáž lamel, tzv. štěrbinová clona.
Automatické clony – automaticky se otevírají v závislosti na velikosti použité kazety a OK.
Vymezovací clony – slouží k zamezení dopadu primárního nebo sekundárního záření na určenou plochu filmu nebo štítu
Sekundární clony – slouží k vychytávání sekundárního záření. Jsou uloženy mezi filmem a pacientem. Používají se pří objemech větších jak 15cm, a kilovoltáži větší než 60 kV
Nevýhodou je, že pohlcují část primárního záření, musíme tedy zvýšit expozici a dávku, je výhodnější zvýšit kV prodlouží se vzdálenost od filmu mezi objektem.
Základem sekundární clony je mřížka – jež vychytává záření, které nejde ve směru primárního svazku. Mřížka je tvořená Pb a Wo a lamelami mezi, kterými je Al. Obal je tvořen z Al.
Účinnost „ratio“ – je poměr mřížky, který je dán výškou a vzdáleností lamel. Poměr je 7:1, 12:1, 15:1. (Čím je větší poměr, tím lépe absorbuje za cenu vyšší expozice)
Prodlužovací faktor – kolikrát musíme zvýšit expozici, oproti tomu když snímkujeme bez clon 2-3x.
Faktor pro zlepšení kontrastu – je to poměr mezi propuštěným primárním zářením a součtem propuštěného primárního a sekundárního záření. Počet lamel na 1mm rozhoduje o tom zda budou vidět. Čím větší počet lamel, tím jsou méně vidět.
Druhy mřížek:
1) Fokusované mřížky-Buckyho clona – lamely se sbíhají do ohniska a jsou vyšší než u paralelní mřížky. Mřížka se během expozice pohybuje, aby nebyla na snímku vidět.
2) Mřížka paralelní-Lysholmova – je z paralelních nízkých lamel a během expozice se nepohybuje. Používá se u pojízdných rtg přístrojů.
3) Clony křížové – jsou dvě mřížky, které jsou pootočeny o 900. Křížová mřížka dobře vychytává sekundární záření, faktor mřížky je neúměrně vysoký.
Fokusace mřížky – optimální vzdálenost mezi ohniskem a filmem
Defokusace – použití clony na jinou vzdálenost než je určena
Decentrace – odchylka od středu Buckyho clony, jedna část snímku bílá a druhá tmavá
zpracovala / upravila Eliška Schmiedová, 2004