01 istorie si fizica v1
TRANSCRIPT
RADIOLOGIE ORARADIOLOGIE ORALĂLĂ
Mulţumiri Mulţumiri Allan G. Farman, Allan G. Farman,
Universitatea LouisvilleUniversitatea Louisville
Institute of Physics, WInstitute of Physics, Würzburg, 1892ürzburg, 1892
Wilhelm ConradWilhelm ConradRRöntgenöntgen
Razele RöntgenRazele Röntgen La data de 8 noiembrieLa data de 8 noiembrie 1895 un profesor de 1895 un profesor de fizică de la Universitatea din Wurzberg, fizică de la Universitatea din Wurzberg, Germania, Wilhelm Conrad Germania, Wilhelm Conrad RöntgenRöntgen, a , a descoperit raze invizibile ce emanau descoperit raze invizibile ce emanau dintr-un tub cu vid electrificat. Aceste raze dintr-un tub cu vid electrificat. Aceste raze au determinat fluorescenţa unei plăci cu au determinat fluorescenţa unei plăci cu platinocianură de bariuplatinocianură de bariu. .
Raze X înseamnă raze necunoscute.Raze X înseamnă raze necunoscute.
Tubul Tubul Hittorf-CrookesHittorf-Crookes
Nov. 8, 1895Nov. 8, 1895
Röntgen Röntgen şi-a plasat mâna între tubul cu şi-a plasat mâna între tubul cu vid electrificat şi o placă fluorescentă şi vid electrificat şi o placă fluorescentă şi a văzut prima imagine fluoroscopică – a văzut prima imagine fluoroscopică – oasele de la nivelul propriei sale mâini.oasele de la nivelul propriei sale mâini.
Pe 22 decembrie 1895 a realizat o Pe 22 decembrie 1895 a realizat o radiografie (“skagrafie”) a mâinii soţiei radiografie (“skagrafie”) a mâinii soţiei sale pe emulsie fotografică.sale pe emulsie fotografică.
Röntgen Röntgen înregistrează umbreînregistrează umbre
Frau Bertha RFrau Bertha Röntgenöntgen
22 22 Dec. 1895Dec. 1895
Mâna unui anatomistvon Kölliker (1895)
Caricatură cu raze impenetrabile la razele X
Istoria razelor X
Preşedintele Societăţii Britanice de Fizică“nu văd cum razele X ar putea duce la rezultate care să aibă vreo semnificaţie”
Primul Premiu NobelPentru Fizică, 1901
Bird watching in Bavaria Bird watching in Bavaria
1910
Röntgen: descoperă razele X (1895) [1901]Röntgen: descoperă razele X (1895) [1901]Walkhoff: prima radiografie dentară (1896)Walkhoff: prima radiografie dentară (1896)Kodak: film radiologic (1911)Kodak: film radiologic (1911)Dieck: tehnica bisectoarei (1911)Dieck: tehnica bisectoarei (1911)Coolidge: tub cu tungsten (1913) Coolidge: tub cu tungsten (1913) Hounsfield & Cormack: CT (~1970) [1979]Hounsfield & Cormack: CT (~1970) [1979]Kashima: plăci de fosfor (1983) Kashima: plăci de fosfor (1983) Mouyen: senzor digital CCD (1987)Mouyen: senzor digital CCD (1987)
Date istorice
D. Gerota: primele radiografii dentare (1901)D. Gerota: primele radiografii dentare (1901)Hurmuzescu: IaşiHurmuzescu: IaşiSevereanu: Colţea, cursuri de radiologie Severeanu: Colţea, cursuri de radiologie stomatologică (1921)stomatologică (1921)Iacobovici: sialografie (1925)Iacobovici: sialografie (1925)
Date istorice
Otto Walkhoff of BraunschweigOtto Walkhoff of Braunschweig((prima radiografie dentarăprima radiografie dentară, 14, 14 ianuarie ianuarie 1896) 1896)
Negative Print
Timp de expunere = 25 min.
William Coolidge:William Coolidge:Tubul Tubul Coolidge, 1913 Coolidge, 1913
Prima radiografie Prima radiografie digitală dentară digitală dentară pe bază de senzor pe bază de senzor CCDCCD (1987) (1987)
RVG unui dinte a lui Celine Mouyen (1987)
RVG (1987)
CCDCCD
ScintilatorScintilator
Fibre opticeFibre optice
Francis Mouyen
Radioviziograf
Plăci de fosfor fotostimulabile
Receptori în radiologia dentară digitală
Hounsfield 1919-2004 Cormack 1924-98
TOMOGRAFIA COMPUTERIZATĂ
Electromagnetice Electromagnetice ((γγ, X, ultraviolete, lumină vizibilă, , X, ultraviolete, lumină vizibilă, infraroşii, microunde, radar, radio, TV) infraroşii, microunde, radar, radio, TV)
Corpusculare (Corpusculare (αα, ß , neutroni, protoni, etc.) , ß , neutroni, protoni, etc.)
Sunetul şi UltrasuneteleSunetul şi Ultrasunetele
Energii radiante
γγ şişi X X electromagnetic radiations electromagnetic radiations
Radiaţiile corpusculareRadiaţiile corpusculare (e.g. (e.g. α, ßα, ß ) )
* * capabile de a cauza modificări chimice capabile de a cauza modificări chimice prin scoaterea unui electron dintr-un atomprin scoaterea unui electron dintr-un atom
Radiaţii ionizante*
Viteza luminii (3 x 10Viteza luminii (3 x 1088 m/sec) m/sec)Constituite din fotoniConstituite din fotoni
Lungimi de undă mici = energii mariLungimi de undă mici = energii mariLungimi de undă mari = energii miciLungimi de undă mari = energii mici
Radiaţii electromagnetice
λ
λ
λ
A B Frecvenţă mare
Frecvenţă scăzută
Frecvenţă medie
Lungimea de undă, λ
Viteza luminiiViteza luminiiPropagare rectiliniePropagare rectilinie Nu pot fi percepute fără un traductorNu pot fi percepute fără un traductor Pot fi detectate de diverşi detectoriPot fi detectate de diverşi detectori Pot penetra materia opacă pentru luminăPot penetra materia opacă pentru lumină Absorbţie diferităAbsorbţie diferită Pot ioniza atomii şi moleculelePot ioniza atomii şi moleculele
Razele X
ELECTROMAGNETICE ELECTROMAGNETICE Raze Gamma: Medicină nuclearăRaze Gamma: Medicină nuclearăRaze X: Radiologie, CT Raze X: Radiologie, CT Lumină vizibilă: Transiluminare Lumină vizibilă: Transiluminare Infraroşii: Termografie Infraroşii: Termografie Radio: Imagistică prin Rezonanţă Magnetică Radio: Imagistică prin Rezonanţă Magnetică
ALTELE ALTELE Ultrasunete: Ecografie Ultrasunete: Ecografie
Radiaţii “imagistice”
Sursă de electroniSursă de electroni
Forţă pentru accelerarea electronilor Forţă pentru accelerarea electronilor
Ţintă pentru oprirea electronilor Ţintă pentru oprirea electronilor
Producerea de raze X
Catod (electrod -v) Catod (electrod -v) Filament (de obicei tungsten) Filament (de obicei tungsten) Transformator de joasă tensiuneTransformator de joasă tensiune(circuit electric de joasă tensiune)(circuit electric de joasă tensiune)Emisie termoionică de electroniEmisie termoionică de electroniPiesă de concentrare Piesă de concentrare
(de obicei molibden) (de obicei molibden) Dispozitiv de modificare a mA (reostat)Dispozitiv de modificare a mA (reostat)
Sursa de electroni
Filament de Filament de tungstentungsten
Piesă de Piesă de concentrare concentrare de molibdende molibden
Catod -vCatod -v
Tub vidat Tub vidat Transformator de înaltă tensiuneTransformator de înaltă tensiune
(circuit electric de înaltă tensiune) (circuit electric de înaltă tensiune) Controlul kV Controlul kV Cupolă căptuşită cu plumb şi conţinând Cupolă căptuşită cu plumb şi conţinând o baie de ulei (rol izolator şi de răcire)o baie de ulei (rol izolator şi de răcire)
Accelerarea electronilor
Anod (electrod +v) Anod (electrod +v) Ţintă de tungsten Ţintă de tungsten
Focar optic (real vs. efectiv) Focar optic (real vs. efectiv) Principiul Benson Principiul Benson
Cupru pentru disiparea căldurii Cupru pentru disiparea căldurii Anod staţionar vs. rotativAnod staţionar vs. rotativ
Durata de viaţăDurata de viaţă
Oprirea electronilor
Cupru pentru Cupru pentru conducerea căldurii conducerea căldurii din zona focarului din zona focarului opticoptic
Ţintă de Ţintă de ttungstenungsten
Focar opticFocar optic
Anod
Electrod pozitiv
Focar opticFocar optic
Ţintă de Ţintă de tungstentungsten
““Radiator” de Radiator” de cupru pentru cupru pentru disiparea călduriidisiparea căldurii
Anod
Distribuţia unghiulară:Distribuţia unghiulară: radiaţia X de mare energie este radiaţia X de mare energie este direcţionată preponderent direcţionată preponderent “înainte”, în timp ce radiaţia X “înainte”, în timp ce radiaţia X de energie joasa este emisă în de energie joasa este emisă în principal perpendicularprincipal perpendicular pe pe fasciculul incident de electronifasciculul incident de electroni
Oprirea electronilor
În general, cu cât energia este mai mare, cu În general, cu cât energia este mai mare, cu atât este mai mare eficienţa de producere a atât este mai mare eficienţa de producere a radiaţiei X - aceasta înseamnă ca la energii radiaţiei X - aceasta înseamnă ca la energii joase cea mai mare parte a energiei joase cea mai mare parte a energiei electronilor (>98%) este transformată în electronilor (>98%) este transformată în căldură (radiaţii infraroşii) şi, numai căldură (radiaţii infraroşii) şi, numai 1-2%1-2% este transformată în energia electromagne-este transformată în energia electromagne-tică a razelor X.tică a razelor X.
Eficienţa de producereEficienţa de producere
x
y
Principiul Benson
Modelul Böhr / Rutherford: Modelul Böhr / Rutherford: ““Mini sistem solar” cu nucleul ca Mini sistem solar” cu nucleul ca soare şi electronii ca planetesoare şi electronii ca planete
Mai mult spaţiu decât materie Mai mult spaţiu decât materie
Modelul atomic
Rutherford
Bohr
Modelul atomic Modelul atomic Rutherford-Rutherford-Bohr Bohr ca un sistem solar în ca un sistem solar în miniaturăminiatură
Proprietăţile razelor X
divergenţa atenuarea luminiscenţa efectele fotochimice
Divergenţa
sursă punctiformă / dimensiuni mari
con divergent atenuarea
intensităţii fasciculului Rx
Divergenţa
intensitatea radiaţiei: cantitatea de energie radiantă pe unitatea de suprafaţă, pe unitatea de timp (mAs)
densitatea radiaţiei (calitatea radiaţiei): puterea de penetrare prin materie (kV)
doza de iradiere: cantitatea de energie absorbită de unitatea de masă a corpului iradiat
Atenuarea
scăderea numărului de fotoni incidenţi
scăderea cantităţii (intensităţii) şi a calităţii (densităţii) razelor X
I = Io x e -µx
Io intensitatea fasciculului incident e sarcina electrică a electronului µ coeficient de atenuare x grosimea corpului de examinat
Atenuarea
Atenuarea
Abs=Z4.λ3.g.ρ (Bragg, Pierce) Z este numărul atomic, λ este lungimea de undă, g este grosimea materialului, ρ este densitatea acestuia.
Atenuarea
mecanisme: difuziune (incl. efectul Compton) emisiune producerea de perechi electron –
pozitron
IONIZARE
Atenuarea
Atenuarea
3 trepte de atenuare: I: absorbţie foarte redusă (aer) -
radiotransparenţe II: părţi moi – aspect radiologic
similar – uşoară radioopacitate III: absorbţie foarte intensă (schelet)
– radioopacitate marcată
Contrastul
obiectul de radiografiat fasciculul de radiaţii filmul radiologic developare
Luminiscenţa fluorescenţa: apariţia de radiaţii
luminoase în timpul bombardării unei substanţe cu raze X ecran radioscopic
fosforescenţa: apariţia de radiaţii luminoase după bombardarea unei substanţe cu raze X ecrane întăritoare
Efecte fotochimice
razele X determină reducerea bromurii de argint la argint metalic
cantitate mare de raze X – cantitate mare de argint liber oxidabil – negru
cantitate mică de raze X – cantitate mică de argint liber oxidabil – alb
contrastul: nuanţe de gri
IMAGINEA RADIOLOGICĂ
penumbra legea proiecţiei conice legea incidenţelor tangenţiale efectul de sumaţie paralaxa
Legea proiecţiei conice
măriri globale şi uniforme ale imaginii radiologice
măriri globale şi neuniforme (deformări) pentru regiunile periferice
teleradiografia
Legea proiecţiei conice
Legea proiecţiei conice
Legea proiecţiei conice
Legea proiecţiei conice
Legea incidenţelor tangenţiale
suprafeţele abordate tangenţial de către fasciculul de raze roentgen au reprezentare mult mai clară (sunt mai nete) în raport cu suprafeţele surprinse perpendicular de fasciculul Rx.
Legea incidenţelor tangenţiale
Legea incidenţelor tangenţiale
Legea incidenţelor tangenţiale
Sumaţia
sumaţie pozitivă sumaţie negativă substracţie
Sumaţia
Sumaţia
Paralaxă
Este o modalitate de a aprecia profunzimea unor planuri efectuându-se două radiografii succesive ale aceleiaşi regiuni, a doua cu translaţia laterală a tubului
Paralaxă