rÖntgen cİhazlari ve fİzİk prensİplerİ 3

RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 3

Dr Gülçin Dilmen

X-IŞINI CİHAZLARININ TEMEL YAPISI

X-IŞINI CİHAZININ TEMEL KISIMLARI

1. X-ışını tüpü2. Kontrol konsolü

3. Yüksek voltaj jeneratörü

X-IŞINI TÜPÜ

X-ışını tüpü, televizyon tüpleri gibi, elektron iletimini sağlayan bir vakum tüpüdür.

X-ışını tüpünün temel görevi hızlı hareketi sağlanan elektronların kinetik enerjisinin bir kısmını elektromanyetik enerji çeşidi olan x-ışınına dönüştürmektir.

X-IŞINI TÜPÜ ÖZELLİKLERİ

Tüpün camı yüksek ısıya dayanıklıdır. 20-35 cm uzunlukta ve 15 cm çapındadır. Vakumlu olması uzun ömür ve etkili x-ışını

üretilebilmesi için gereklidir. Tüpün negatif tarafını katot, pozitif tarafını ise anot

oluşturur. Yaklaşık 5 cm2’lik bir tüp penceresi vardır. Çevreye gereksiz x-ışını yayılımını önlemek için tüp

kurşun koruyucu (haube) içine yerleştirilmiştir.

KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 1

Röntgen tüpünün en dışında yer alan metalik kılıftır.

Belli başlı görevleri; fazla radyasyonu absorbe etmek, elektrik şokunu engellemek, yüksek ısıyı absorbe ederek çevre ortama

yaymak cam tüpe mekanik koruma sağlamaktır.


Anodda oluşan x-ışınları isotopik olarak yani her yöne dağılırlar.

Kullanılmak istenen ışın, cam tüp ve metalik muhafazanın penceresinden geçen ışın demetidir.

Diğer yönlere dağılan primer ve sekonder radyasyon metalik muhafaza tarafından absorbe edilerek kullanıcı ve hasta fazla radyasyondan korunur.


Uygun üretilmiş muhafazada, röntgen tüpü maksimal akım ve potansiyel ile çalıştırıldığında bir metre mesafedeki sızıntı radyasyon 100 mR/saat’ten az olmalıdır.

Metalik muhafazada yüksek gerilim kablolarının topraklanmasını sağlayan bağlantılar mevcut olup kullanıcıyı elektrik şokundan korur.

Cam tüpe mekanik destek sağlayarak tüpün darbe ile zarar görme tehlikesini azaltır.


Metalik muhafaza ve cam tüp arasında elektrik yalıtıcı ve termal yastık olarak ince yağ tabakası bulunur.

Anodda oluşarak cam tüpe iletilen ısı, yağ aracılığı ile metalik muhafazaya oradan da dış ortama yayılır.

Bazı tüplerde metalik muhafazaya fan yerleştirilerek soğuma hızlandırılmıştır.

X-IŞINI TÜPÜ PARÇALARI

1. Koruyucu Metalik Muhafaza

2. Cam Tüp 3. Katod 4. Anod


İncelemeler sırasında metalik muhafaza ellenmemeli ve tüpe pozizyon vermek için yüksek voltaj kablolarından çekilmemelidir.

CAM TÜP 1

20-25 cm uzunlukta, 15 cm çapta, vakumlanmış ve ısıya dayanıklı Pyrex camından yapılmıştır.

Yaklaşık 5 cm2 büyüklükte ve daha ince camdan yapılı pencere kısmı bulunur.

Pencereden hastaya yöneltilen x-ışını demeti geçer.

CAM TÜP 2

Cam tüpün her iki yanına karşılıklı olarak anod ve katod yerleştirilmiştir.

Katod ve anodun bağlantıları ile camın ısıyla genleşmesi birbirine yakın olup cam içinde vakumun ısınıp genleşme sonucu bozulmaması sağlanır.

KATOD

X-ışını tüpünün negatif terminalidir. Katoda filaman adı da verilir. Gerçekte katodda filamanın yanısıra

fokuslayıcı fincan ve bağlantı kabloları yer alır.

Filaman 2 mm çapta, 1-2 cm uzunlukta tungsten bileşiğinden yapılı tel sargıdır.

TERMİONİK EMİSYON Filamandan yeterli miktarda akım geçirilirse

tungsten atomlarının dış yörünge elektronları ısıya absorbe ederek metal yüzeyinden adeta kaynayarak hafifçe ayrılır.

Bu olaya “termionik emisyon” adı verilir. Emisyon için filamanın en az 2200 oC’a

ısıtılması gerekir. Tungstenin thorium bileşiği 3410 0C’da erir ve

kolay buharlaşmaz.

ALAN YÜKÜ

Filaman yüzeyinden ayrılan elektronlar yüzeyin hemen üstünde elektron bulutu oluştururlar.

Negatif yüklü bu buluta “alan yükü” adı verilir. Alan yükünün negatif etkisi yeni elektronların

filamandan ayrılmasını engeller. Bir süre sonra filamandan ayrılan elektronlarla

dönen elektronlar arasında denge oluşur.

TÜP AKIMI

Katoddan ayrılan elektronlar oluşturulan potansiyel farkı ile anoda doğru hızlandırılır.

Anoda akan eletronlar x-ışını tüp akımını oluştururlar ve bu akımın birimi miliamperdir.

1 Amper, 1 sn’de 1 Coulomb yani 6.25x1018

elektron yükünün akımıdır.

FOKUSLAMA FİNCANI 1

Katoddan anoda hızlandırılan elektronlar negatif yükleri nedeniyle birbirlerini iterek saçılırlar.

Bu saçılmayı engellemek ve elektronları anodda belirli bir alana yöneltmek için filaman fokuslama fincanı denilen metalik bir yuvaya yerleştirilmiştir

FOKUSLAMA FİNCANI 2

Molibdenden yapılı fokuslama fincanının negatif potansiyeli filamanla eşit tutularak elektronların ince bir demet şeklinde targete fokuslanması sağlanır.

X-ışını cihazı açıldığı zaman filamandan düşük bir akım geçirilerek filaman ısıtılır ve filaman yüksek ısı şokuna hazırlanır.

Şutlama anında akım yükseltilerek termionik emisyon arttırılır ve istenilen tüp akımı sağlanır.

FİLAMAN

Birçok x-ışını tüpünde yanyana yerleşitrilmiş çift filaman mevcuttur.

Daha yüksek tüp akımları için büyük filaman kullanılır.

Ders 3

X-IŞINI TÜPÜ PARÇALARI

• 1. Koruyucu Metalik Muhafaza

• 2. Cam Tüp• 3. Katod

• 4. Anod

ANOD 1

• X-ışını tüpünün pozitif elektrodudur. • Anod x-ışınlarının oluşturduğu target

denilen tungsten plak ve onun yerleştirildiği metalik destekten oluşur.

• Sabit ve döner tipleri mevcuttur. • Sabit anod diş üniteleri ve portatif cihazlar

gibi yüksek tüp akımı gerektirmeyen cihazlarda kullanılır.

ANOD 2

• Anodun elektrik iletken, ısı iletken ve mekanik destek fonksiyonları mevcuttur.

• Katoddan çıkan elektronlar anod tarafından tekrar yüksek voltaj tankına iletilir.

• Tüp akımını oluşturan elektronların kinetik enerjilerinin %99’u anodda ısıya, %’1 veya daha azı ise X-ışını enerjisine dönüştürülür.

SABİT ANOD 1

• Bakır kütlesi içinde yerleştirilmiş 2-3 mm kalınlıkta tungsten plağıdır.

• Boyutları 1 cm civarında dikdörtgen veya kare şeklindedir.

• Target denilen bu plak elektronların çarptığı alandır.

SABİT ANOD 2

• Tungstenin target olarak seçilmesinin 3 nedeni mevcuttur:

1. Atomik numarasının yüksek oluşu (74): Yüksek atomik numara yüksek enerjili x- ışını oluşumunu sağlar.

2. Yüksek erime derecesi: Bakırın erime derecesi 1083 iken tungsten 3410 dereceye kadar dayanabilir. X-ışını oluşumunda anod ısısı 2000 oC’a kadar yükselmektedir.

3- İyi ısı iletkeni olması: Tungstenin ısı iletkenliği bakıra yakındır.

SABİT ANOD 3

• Tungsten plağın gömülü olduğu bakır kütle anodun termal kapasitenini arttırır ve ısıyı hızla cam tüpe ve onun aracılığı ile çevresindeki yağ ve metalik muhafazaya iletir.

DÖNER ANOD 1

• X-ışını enerjisinin ve miktarının arttırılabilmesi için anodun ısı kapasitesinin arttırılması gerekmektedir.

• Bunun için döner anodda target alanı büyütülerek disk haline getirilmiş ve yüzeyi genişletilmiştir.

• Ortalama 75-100 mm çaptaki diskin çevresine yerleştirilen target alanına ısı yayılarak ısı kapasitesi birkaç yüz misli arttırılabilmektedir.

DÖNER ANOD 2

• Diskler ortalama dakikada 3600 devir dönerek disk yüzeyindeki her nokta 1/60 sn’de bir bombardıman edilmekte kalan zaman ısının dağıtılmasında kullanılmaktadır.

• Yüksek kapasiteli tüplerde dönüş hızı dakikada 10.000 devire kadar çıkmaktadır.

DÖNER ANOD 3

• Döner anod elektromanyetik indüksiyon motoru ile döndürülür.

• Anodun arkasındaki cam tüpün boyunun çevresinde statör sargılar yer alır.

• Bu sargılardan geçirilen akımın yarattığı manyetik alan boynun içinde yer alan bakırdan yapılı rotorda indüksiyon akıma yolaçmakta ve rotoru döndürmektedir.

DÖNER ANOD 4

• Rotorun dişlilerindeki sürtünmeyi minimuma indirmek için metalik kayganlaştırıcı olan ısıya dayanaklı gümüş kullanılmaktadır.

• Döner aanodda oluşan ısının dişlilerde kilitlenme yapmaması için anodun boynu ısı yalıtkan molybdenumdan yapılır.

• Böylece ısı vakum aracılığı ile cam tüpe ve daha sonra çevreye iletilir.

DÖNER ANOD 5

• Radyografide anodun yeterli hıza erişmesi 0.5-1 sn kadar zaman almaktadır.

• Dolayısıyla şutlamada bu kadar süre beklenerek anodun optimal hıza ulaşması beklenir ve daha sonra elektron bombardımanı başlatılır.

• Şutlamadan sonra anodun durması da belirli zaman almaktadır.

ÇİZGİ-FOKUS PRENSİBİ 1

• Tüp akımı esnasında tungsten targetin tamamı değil, fokal spot denilen belirli bir alanı bombardıman edilmektedir.

• Elektronların kinetik enerjilerinin büyük kısmı ısıya dönüştüğü için ısı kapasitesinin arttırmak için fokal spotu mümkün olduğu kadar geniş tutmak gerekir.


• Buna karşın radyografik ayrıntıyı arttırmak için fokal spot küçük olmalıdır.

• Aradaki bu çelişki 1918 yılında geliştirilen çizgi-fokus prensibi ile çözülmüştür.

• Buna göre targete açı verilerek bunun izdüşümü olan efektif fokal spot küçültülmektedir.

• Effektif alandaki küçülme anod açısının sinüsü ile orantılıdır.


• Açık küçüldükçe effektif fokal spot alanı da küçülmektedir.

• Diagnostik tüplerde anod açısı 7-20 0

arasında değişir.

• 0,3 mm fokal spotlu (efektif) tüplerde anod açısı 6-7 derece civarındadır.

• Anod açısındaki küçülmeyi heel (topuk) etkisi sınırlamaktadır.

HEAL (TOPUK) ETKİSİ 1

• X-ışını tüpünden çıkan x-ışınlarının şiddeki ışın demetinin her yerinde aynı değildir.

• Targette oluşan x-ışınları isotropiktir yani her yöne dağılır.

• Anoddaki açılanma nedeniyle yüzeye yakın x-ışınları target yüzeyince absorbe edilmekte ve anoda yakın x-ışını şiddeti azalmaktadır.


• Değişik kalınlıktaki anatomik kısımların radyografisinde heel etkisi gözönüne alınmalıdr.

• Hastanın kalın kısmı tüpün katod tarafına yerleştirilirse daha homejen bir grafi elde olunabilir.

• Dolayısıyle yan lumbosakral grafide hastanın kalın olan pelvik kısmı katoda doğru yerleştirilmelidir.


• Heel etkisinin iki önemli özelliği mevcuttur.• 1. Film-fokus mesafesinin artması ile heel

etkisi azalır.• 2. Aynı film-fokus mesafesinde heel etkisi

küçük filmlerde büyüklere göre daha azdır.• Santral ışın civarında x-ışın şiddeti daha

homojen olduğu için küçük filmlerde heel etkisi azalır.

Radyolojik görüntüleme yöntemleri


1. X-ışını tüpü

2. Kontrol konsolü


KONTROL (KUMANDA) KONSOLÜ

• Kontrol konsolünde; cihazın açma-kapama düğmesi, operatörün istediği miktar ve şiddette x-ışını elde edilmesini sağlayan kontrol düğmeleri, expojur zaman seçici düğmesi gibi düzenekler bulunur.

• Ayrıca konsolde şutlama esnasındaki gerçek kVp ve mA değerlerini gösteren metreler, cihazı şutlamaya hazırlayan düğme ve cihaza gelen akımı kompanze eden regülatör düğmesi gibi kontroller bulunabilir.

• Bu kontrol ve düğmeler bazı cihazlarda tuşlar şeklinde ve analog olarak, modern cihazlarda ise dijital göstergeler şeklindedir.

HAT KOMPANZATÖRÜ

• Şehirden gelen input voltajın 220 volta ayarlanmasını sağlayan düzenektir.

Jeneratör içinde

• Yüksek voltaj transformatörü,

• Voltaj düşürücü transformatör,

• Rektifiye ediciler bulunur.

Voltaj düşürücü transformatör

• Flamanın istenen derecede ısınmasını sağlar.

• Konsuldeki mA seçici ile kumanda edilir

• kVp x ışınının şiddetini, mA miktarını belirler.

OTOTRANSFORMATÖR 1

• Tanım olarak transformatör bir devredeki voltajı azaltan veya arttıran cihazdır.

• Röntgen cihazında filamanın ısıtılması için yaklaşık 10 voltluk potansiyel farkı, buna karşılık tüp akımı oluşturmak için 40-150 kVp potansiyel farkı gerekmektedir.

• Transformatörler şehirden gelen 220 V’luk potansiyeli azaltarak veya çoğaltarak istenilen değere getirirler.

OTOTRANSFORMATÖR 2• Transformatörlerde demir bir halkanın her iki tarafına

sarılı sargı telleri bulunur.• Sargının birinden akım geçirilmesi ile onun

oluşturduğu manyetik alan ikinci sargıda elektrik akımı indükler.

• Bu ikinci akımın indüklenmesi yani oluşturulması için manyetik alan değişken olmalı yani azalmalı ve çoğalmalıdır.

• Alternatif akımda voltaj devamlı değişken olduğu için devamlı değişen manyetik alan oluşur.

• Dolayısıyla alternatif akım ikinci sargıda da alternatif bir akım oluşturmaktadır.

OTOTRANSFORMATÖR 3

• Yükseltici transformatörlerde ikinci sargının tel sargı oranı birinciden fazladır, dolayısıyla ikinci devrede voltaj yükseltilir, akım azalır.

• Azaltıcı transformatörde ise ikinci devrede sargı sayısı azdır; voltaj azaltılır, akım yükseltilir.

• X-ışını cihazına gelen voltaj önce ototransformatöre uğrar.

• Otoransformatör, yüksek voltaj tankında yer alan yükseltici transformatör devrelerine değişken miktarlarda voltaj sağlanmasını temin eder.

OTOTRANSFORMATÖR 4

• Konsolde bulunan major kVp ve minor kVp tuşları ototransformatörde belli bağlantıları sağlamaktadır.

• Bunlar aracılığı ile şehirden gelen 220 V, basamaklar halinde 100-400 V değerleri arasında ayarlanabilmektedir.

• Bu çıkış voltajı yüksek voltaj tankındaki yükseltici transformatörün giriş (input) voltajını sağlamaktadır.

OTOTRANSFORMATÖR 5• Tüp akımını sağlayan, filaman ısınması ile ortaya

çıkan termiyonik emisyondur. • Termiyonik emisyon için filamana 10 voltluk

potansiyel farkı, 4-6 A0 akım vermek gerekir. • Konsolde bulunan değişken ve hassas dirençlerle

gelen voltaj basamaklar halinde ayarlanır ve daha sonra yüksek voltaj tankında bulunan azaltıcı transformatöre yollanır.

• Bu transformatörde voltaj düşürülürken akım arttırılmış olur.

• Konsoldeki değişken dirençler mA seçici görevini görürler.

EKSPOJUR ZAMANLAYICILAR 1

• X- ışını ekspojur zamanı, zamanlayıcılar ve anahtarlar ile kontrol edilir.

• Zaman seçici düğme veya tuşu kontrol konsolünde yer alır, zamanlayıcının kendisi ise kontrol konsolünde olabileceği gibi yüksek voltaj tankına da yerleştirilebilir.

• Zamanlama düzeneği; konsolde iki ekspojur düğmesi, bir de zaman seçici tuşu ile belirlenmiştir.

EKSPOJUR ZAMANLAYICILAR 2

• Operatör zaman seçici tuşu ile ekspojurun devam edeceği süreyi belirler.

• Düğmelerden biri filamanın ısıtılarak anodun dönmeye başlamasını sağlar.

• Diğer düğme ise zamanlayıcıyı aktive eder ve ekspojuru başlatır.

• Zamanlayıcı önceden belirlenmiş süre sonunda ekspojuru keser.

• Zamanlayıcılar anahtarlara devreyi ne zaman açıp ne zaman kapayacağını bildirirler.

ANAHTARLAR 1

• Mekanik ve elektronik olabilir. • En basit mekanik anahtarlar kontaktörlerdir. • Bunlar ekspojur zamanlayıcıların aktive ettiği

elektromıknatıslardır. • Çift olarak kullanıldıklarında bir devreyi

kapayarak ekspojuru başlatır diğeri ise açarak sonlandırır.

• 1/12 sn’den daha uzun ekspojur zamanları için kullanılırlar.

ANAHTARLAR 2

• Elektronik anahtarlara tiratron da denilir. • Tiratronlar 3 elektrodu olan (anod, katod ve grid)

argon veya neon gazıyla doldurulmuş küçük tüplerdir.• Katod yine termionik emisyon görevi görür. • Grid elektronların akımını negatif potansiyelle

engeller. • Belli eşik değerde grid elektronları tutamaz, tüp

içindeki gazın da ionize olması ile tüp akımı başlatılır. • Katod ve anod arasındaki potansiyel farkının

kaldırılması akımı keser.• Son yıllarda silikondan yapılmış solid-state (katı)

tiratronlar kullanılmaktadır.

ZAMANLAYICILAR

Önceden belirlenmiş süre sonunda ekspojuru kesen cihazlardır.

1. Mekanik zamanlayıcılar

2. Sekrenöz (eşzamanlı) zamanlayıcılar

3. Elektronik zamanlayıcılar

4. Fotozamanlayıcılar

MEKANİK ZAMANLAYICILAR

• Portatif cihazlar ve diş ünitlerinde kullanılan yay yardımı ile kurulan cihazlardır.

• Yayın boşanma zamanı ekspojur süresini oluşturur.

• 250 msn’den uzun ekspojurlar için kullanılan ve fazla hassas olmayan cihazlardır.

SENKRENÖZ (eş zamanlı) ZAMANLAYICILAR

• Şehir ceryanı frekansı ile eşit hızda dönen bir mil yardımıyla zamanlama yapılır.

• Dolayısıyla yaklaşık 0.1 sn’den uzun ekspojur zamanları için kullanılırlar ve her ekspojurdan sonra sıfırlama gerektiğinden seri ekspojur için kullanılamazlar.

ELEKTRONİK ZAMANLAYICILAR

• Değişken bir direnç yardımı ile bir kapasitörün yüklenmesi için gereken zaman ilkesi ile çalışırlar.

• Kapasitör elektronik anahtarın (tiratron) gridini kontrol eder.

• Değişken direnç eksposur zamanı tuşu ile kontrol edilir.

• Bu zamanlayıcılar hassas olup 1 msn’lik ekspojuru kontrol edebilirler ve seri çalışabilirler.

FOTOZAMANLAYICILAR 1

• Zamanlama seçiminde operatör hatasını elimine etmek için geliştirilmiştir.

• Hastadan geçen radyasyonu ölçerek, geçen radyasyon daha önce belirlenmiş bir değere ulaşınca ekspojuru keserler.

• Fotomultiplier tüp ve iyonizasyon kutusu olmak üzere iki tipi mevcuttur.


• Fotomultiplier tüpte filmin arkasına yerleştirilmiş floresans bir ekran filme gelen radyasyon ile orantılı olarak ışık saçar.

• Bu ışık küçük bir elektrik akımına dönüştürülerek yine kapasitörü yüklemede kullanılır.

• Kapasitör önceden belirlenmiş değere ulaştığında elektronik anahtar aracılığı ile eksposur sonlandırılır.

• Fotomultiplier tüpde değişken direncin yerini bizzat hasta almıştır.


• İyonizasayon kutusunda cihaz radyolüsen olup film ve hasta arasına yerleştirilir.

• Filmde artefakt oluşmaz. • Bu nedenle floroskopide spot film radyografisi için

idealdir.• İyonizasyon kutusunda kapasitör görevi gören iki

plak mevcut olup geçen radyasyon kutudaki havayı iyonize eder.

• İyonların oluşturduğu elektrik akımı ile belli değere ulaşıldığında ekspojur sonlandırılır.


• Fotozamanlayıcılar fantomlar aracılığı ile önceden belli değerlere kalibre edilirler.

• Genelde birden fazlası birlikte kullanılarak radyografik alanın tamamında homojen ekspojur elde edilmesi sağlanır.

• Fotozamanlayıcılara yerleştirilmiş güvenlik zamanı ile maksimum ekspojur devresi kontrol edilir ve aksama durumunda hasta ve tüp aşırı ekspojurdan korunur.


Dr. Gülçin Dilmen



2. Kontrol konsolü


YÜKSEK VOLTAJ JENERATÖRÜ (TANKI)

• Sıklıkla röntgen odasının bir köşesine yerleştirilen yağla dolu tankdır.

• İçinde voltaj yükseltici transformatör, filaman transformatörü ve rektifiye ediciler (doğrultmaçlar) yer alır.

• Yağ elektrik yalıtkanı görevi görerek bu elemanların yanyana yerleştirilmesini sağlar.

YÜKSEK VOLTAJ TRANSFORMATÖRÜ

• İkinci taraftaki sargı oranı ile orantılı olarak voltajı yükseltir.

• Konvansiyonel transformatörlerde sargı oranı 500-1000 arasındadır.

• Konsoldeki kVp seçici ototransformatörden gelen voltaj yükseltilerek 40-150 kVp değerlere çıkarılır.

VOLTAJ DÜŞÜRÜCÜ (FİLAMAN) TRANSFORMATÖR

• Konsoldaki mA seçici değişken dirençlerinden gelen voltaj düşürülerek filaman devresinde yüksek akım elde olunur.

REKTİFİYE EDİCİLER (DOĞRULTMAÇLAR)

• Doğrultmaç alternatif akımı direkt akıma çeviren cihazdır.

• Dolayısıyla akımın sadece bir yöne geçmesine izin verir.

• Röntgen tüpünün bizzat kendisi de bir doğrultmaçtır.

• Günümüzde doğrultmaç olarak diod tüpler yerine silikondan yapılan solid-state doğrultmaçlar kullanılmaktadır.

• Bunlar ucuz, küçük ve uzun ömürlüdür.

• Frekansı 60 Hz olan alternatif akımda voltaj saniyede 60 kez geri döner. 1/60 sn lik bir dalga siklusunda bir negatif ve bir pozitif puls vardır. Doğrultmaçlar elektron akımının katoddan anoda devamlı olmasını sağlar. Yarım dalga doğrultmada geri akımın olduğu negatif puls olmaz. Tam dalga doğrultmada negatif puls da pozitif olur.

TRİFAZE JENERATÖRLER 1

• Voltajı hemen hemen sabit tutarlar.

• Ticari elektrik trifaze olarak dağıtılır.

• Trifaze güç birbiri üstüne yerleştirilmiş ve aralarında faz farkı olan 3 sinüs dalgası şeklindedir.

• Bu trifaze gücün doğrultulması ile saniyede 6 puls ve 12 puls gösteren oldukça stabil bir enerji elde edilir.


• Ripple faktör denilen voltajın maksimal ve minimal değerler arasında oynaması 6 pulsta % 13, 12 pulsta % 3’tür.

• Trifaze güç ile elde olunan x-ışınının hem kalitesi hem de kantitesi artar.

• Yüksek enerjili elektron akımı, yüksek enerjili ve daha fazla x-ışını oluşumunu sağlar.

Trifaze jeneratörlerin avantajları

• 1.Anod yüklenmesi daha düşüktür.

• 2.Tüp ısınması ve anod hasarı daha azdır.

• 3.Bu jeneratörle oluşan x ışınının kalitesi ve kantitesi daha yüksektir.

X-IŞINI TÜP DEĞERLENDİRME CETVELLERİ 1

• Tüpte anottaki hedefte oluşan ısı önce anot materyaline geçer, buradan anot bağlantılarına geçerek soğutucu sistemle ilişkilendirilir.

• Tungstenin dayanabileceği maksimum ısı 3000 0C ’dir.

• Bu düzeyeden sonra erime ve buharlaşma ortaya çıkar.

• Elektrik akımında ısı oluşması voltaj, akım ve süre çarpımı kadardır ve birimi ısı ünitesidir.


• Monofaze cihazlarda bir ısı birimi;

HU = akım (mA) x kVp x sn

• Trifaze cihazlarda ısı oluşumu daha fazladır.

HU= l.35 x mA x kVp x sn

• Bir x-ışını tüpüne uygulanabilecek ısı 3 faktörde belirlenir:

1. Tüpün tek ekspojura dayanaklılığı

2. Tüpün birden fazla ve hızlı ekspojura dayanaklığı

3. Tüpün uzun süreli ve multipl ekspojura dayanıklığı


• Tüpün tek ekspojura dayanaklılığı tüm tüplerle birlikte verilen tüp değerlendirme grafiklerinde belirtilir.

• Bu grafilerde maksimum ekspojur süresi ile mA’in hangi kVp ile kullanılabileceği belirtilmiştir.

• Tüpün uzun süreli multipl ekspojura dayanıklılığı anod ısı depolama karakteristikleri ile saptanır. Bu karakteristik grafik ile gösterilir.

• Bu grafik anodun soğuması için geçen zamanı gösterir.


• Ayrıca tüpün muhafazasınının da ısı kapasitesi mevcuttur.

• Bu kapasite çok daha fazla olup 1.500.000 HU civarındadır.

• Tüp muhafazası soğuması yaklaşık 1-2 saat zaman gerektirebilir.

• Muhafazaya yerleştirilmiş fanlar soğumayı hızlandırırlar.


TÜP HASARININ NEDENLERİ 1

• X-ışını tüp hasarının nedenlerinin hemen hepsi ısı ile ilgilidir.

• Döner anodun ömrü genelde targetin elektron bombardımanı sonucu yüzeyinin aşınması ile oluşur.

• Bu hasar termal stress ile ortaya çıkar.• Targetin yüzeyi ve derini arasında ısı ile genleşme

farklılıkları ortaya çıkar. • Bu farklılıklar yüzeyde distorsiyona yol açar.

• Distorsiyonlar sonucu değişken ve azalmış x-ışını oluşur.


• Yüzeyde oluşan erimelerle tungsten buharlaşarak cam tüpün iç yüzeyini kaplar.

• Eski tüplerde tüp bronz rengini alır. • X-ışınları bu tungsten kaplama ile filtre edilir. Bir

süre sonra kısa devre oluşabilir. • Tüp hasarının diğer bir nedeni ani ısı farklılıkları

ile anodun dönmesinin bozulması dişlilerin sürtünmesi ve kilitlenmesidir.

• Filaman aynı aydınlatma ampullerindeki gibi incelerek kopabilir.

• Tüpün uzun ömürlü olması için mümkün olduğu kadar düşük kVp, mA ve eksposur zamanı ile kullanılması gerekir.

• Soğuk anod hiçbir zaman maksimal parametrelerde kullanılmamalı tüp önce düşük değerlerde ısıtılmalıdır.

• Tüpün kullanma grafiklerine dikkat etmeli tüp ısı kapasitesi aşılmamalıdır.

• Ayrıca anod uzun süreli yüksek ısıda bırakılmamalı, tüpün soğuması için zaman tanınmalıdır.



Dr. Gülçin Dilmen



2. Kontrol konsolü


YÜKSEK VOLTAJ JENERATÖRÜ (TANKI)

• Sıklıkla röntgen odasının bir köşesine yerleştirilen yağla dolu tankdır.

• İçinde voltaj yükseltici transformatör, filaman transformatörü ve rektifiye ediciler (doğrultmaçlar) yer alır.

• Yağ elektrik yalıtkanı görevi görerek bu elemanların yanyana yerleştirilmesini sağlar.

YÜKSEK VOLTAJ TRANSFORMATÖRÜ

• İkinci taraftaki sargı oranı ile orantılı olarak voltajı yükseltir.

• Konvansiyonel transformatörlerde sargı oranı 500-1000 arasındadır.

• Konsoldeki kVp seçici ototransformatörden gelen voltaj yükseltilerek 40-150 kVp değerlere çıkarılır.

VOLTAJ DÜŞÜRÜCÜ (FİLAMAN) TRANSFORMATÖR

• Konsoldaki mA seçici değişken dirençlerinden gelen voltaj düşürülerek filaman devresinde yüksek akım elde olunur.

REKTİFİYE EDİCİLER (DOĞRULTMAÇLAR)

• Doğrultmaç alternatif akımı direkt akıma çeviren cihazdır.

• Dolayısıyla akımın sadece bir yöne geçmesine izin verir.

• Röntgen tüpünün bizzat kendisi de bir doğrultmaçtır.

• Günümüzde doğrultmaç olarak diod tüpler yerine silikondan yapılan solid-state doğrultmaçlar kullanılmaktadır.

• Bunlar ucuz, küçük ve uzun ömürlüdür.

• Frekansı 60 Hz olan alternatif akımda voltaj saniyede 60 kez geri döner. 1/60 sn lik bir dalga siklusunda bir negatif ve bir pozitif puls vardır. Doğrultmaçlar elektron akımının katoddan anoda devamlı olmasını sağlar. Yarım dalga doğrultmada geri akımın olduğu negatif puls olmaz. Tam dalga doğrultmada negatif puls da pozitif olur.


• Voltajı hemen hemen sabit tutarlar.

• Ticari elektrik trifaze olarak dağıtılır.

• Trifaze güç birbiri üstüne yerleştirilmiş ve aralarında faz farkı olan 3 sinüs dalgası şeklindedir.

• Bu trifaze gücün doğrultulması ile saniyede 6 puls ve 12 puls gösteren oldukça stabil bir enerji elde edilir.


• Ripple faktör denilen voltajın maksimal ve minimal değerler arasında oynaması 6 pulsta % 13, 12 pulsta % 3’tür.

• Trifaze güç ile elde olunan x-ışınının hem kalitesi hem de kantitesi artar.

• Yüksek enerjili elektron akımı, yüksek enerjili ve daha fazla x-ışını oluşumunu sağlar.

Trifaze jeneratörlerin avantajları

• 1.Anod yüklenmesi daha düşüktür.

• 2.Tüp ısınması ve anod hasarı daha azdır.

• 3.Bu jeneratörle oluşan x ışınının kalitesi ve kantitesi daha yüksektir.


• Tüpte anottaki hedefte oluşan ısı önce anot materyaline geçer, buradan anot bağlantılarına geçerek soğutucu sistemle ilişkilendirilir.

• Tungstenin dayanabileceği maksimum ısı 3000 0C ’dir.

• Bu düzeyeden sonra erime ve buharlaşma ortaya çıkar.

• Elektrik akımında ısı oluşması voltaj, akım ve süre çarpımı kadardır ve birimi ısı ünitesidir.


• Monofaze cihazlarda bir ısı birimi;

HU = akım (mA) x kVp x sn

• Trifaze cihazlarda ısı oluşumu daha fazladır.

HU= l.35 x mA x kVp x sn

• Bir x-ışını tüpüne uygulanabilecek ısı 3 faktörde belirlenir:

1. Tüpün tek ekspojura dayanaklılığı

2. Tüpün birden fazla ve hızlı ekspojura dayanaklığı

3. Tüpün uzun süreli ve multipl ekspojura dayanıklığı


• Tüpün tek ekspojura dayanaklılığı tüm tüplerle birlikte verilen tüp değerlendirme grafiklerinde belirtilir.

• Bu grafilerde maksimum ekspojur süresi ile mA’in hangi kVp ile kullanılabileceği belirtilmiştir.

• Tüpün uzun süreli multipl ekspojura dayanıklılığı anod ısı depolama karakteristikleri ile saptanır. Bu karakteristik grafik ile gösterilir.

• Bu grafik anodun soğuması için geçen zamanı gösterir.


• Ayrıca tüpün muhafazasınının da ısı kapasitesi mevcuttur.

• Bu kapasite çok daha fazla olup 1.500.000 HU civarındadır.

• Tüp muhafazası soğuması yaklaşık 1-2 saat zaman gerektirebilir.

• Muhafazaya yerleştirilmiş fanlar soğumayı hızlandırırlar.



• X-ışını tüp hasarının nedenlerinin hemen hepsi ısı ile ilgilidir.

• Döner anodun ömrü genelde targetin elektron bombardımanı sonucu yüzeyinin aşınması ile oluşur.

• Bu hasar termal stress ile ortaya çıkar.• Targetin yüzeyi ve derini arasında ısı ile genleşme

farklılıkları ortaya çıkar. • Bu farklılıklar yüzeyde distorsiyona yol açar.

• Distorsiyonlar sonucu değişken ve azalmış x-ışını oluşur.


• Yüzeyde oluşan erimelerle tungsten buharlaşarak cam tüpün iç yüzeyini kaplar.

• Eski tüplerde tüp bronz rengini alır. • X-ışınları bu tungsten kaplama ile filtre edilir. Bir

süre sonra kısa devre oluşabilir. • Tüp hasarının diğer bir nedeni ani ısı farklılıkları

ile anodun dönmesinin bozulması dişlilerin sürtünmesi ve kilitlenmesidir.

• Filaman aynı aydınlatma ampullerindeki gibi incelerek kopabilir.

• Tüpün uzun ömürlü olması için mümkün olduğu kadar düşük kVp, mA ve eksposur zamanı ile kullanılması gerekir.

• Soğuk anod hiçbir zaman maksimal parametrelerde kullanılmamalı tüp önce düşük değerlerde ısıtılmalıdır.

• Tüpün kullanma grafiklerine dikkat etmeli tüp ısı kapasitesi aşılmamalıdır.

• Ayrıca anod uzun süreli yüksek ısıda bırakılmamalı, tüpün soğuması için zaman tanınmalıdır.


rÖntgen cİhazlari ve fİzİk prensİplerİ 3

Documents