temel röntgen fiziği

96

Upload: hoanganh

Post on 29-Jan-2017

269 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Temel Röntgen Fiziği
Page 2: Temel Röntgen Fiziği

Öğrenim hedefleri

• X ışın tüpü

• Yapısı

• X ışın oluşumu

• X ışın özellikleri

• X ışınının madde ile etkileşimi

• Tanıda kullanımı ile ilgili özellikleri

• Ranforsatörlerin yapısı

• Röntgen filminin yapısı ve film banyosu

Page 3: Temel Röntgen Fiziği

Wilhelm Conrad Röntgen (1895 X ışının keşfi, 1901 Nobel fizik ödülü)

Page 4: Temel Röntgen Fiziği

X-Işınlarının Keşfi ve Röntgenogram

20. yy mucizesi

Page 5: Temel Röntgen Fiziği

Temel Gereksinimler

Page 6: Temel Röntgen Fiziği

• X-ışın tüpü • Uygun intensite (akım=mAs) ve enerjide (kVp) akım ile

istenilen miktar ve kalitede (penetran) x ışını üretir

• Cam Tüp • Anot /Katot

• Yağ tabakası

• Haube • Kurşun koruyucu

• Metal kılıf

• Pencere (5 cm2)

X-Işın tüpü

Page 7: Temel Röntgen Fiziği

Haube

• Radyasyon: • Yayılan X ışınlarını izotropik olarak

absorbe eder

• Kaçak: 1 m de <100 mR/h (FDA)

• Yararlı ışınlar “pencereden” çıkar

• Elektrik: • Yüksek voltaj kabloları izolasyonu

• Isı: (tüp tipine göre) • Yağ dolu (hem izolatör hem ısı emici)

• Soğutma fanları

• Aktif ısı dağıtıcı (su veya yağ kullanabilir)

Page 8: Temel Röntgen Fiziği

Cam kılıf

• Vakumu sağlar: •Tüp içinde gereksiz elektron akımını engeller

•Gazın genleşmesi tüpü kırabilir

•Gaz oluşursa tüp yetersiz ışın üretir

• Pyrex Cam: •Yüksek ısıya dayanıklı

• İnce pencere (~5 cm2 ) yararlı ışın çıkışını sağlar

•Yüksek kapasiteli tüplerde metal kılıf olabilir

Page 9: Temel Röntgen Fiziği

Katot

• Tüpün negatif ucu • Filaman •2 mm çapta, 1-2 cm uzunlukta

•%98 W + %2 Th alaşımı tel sargı (TE kalitesini arttırır)

• Foküsleyici başlık •Elektronları ince bir demet

şeklinde anoda odaklayan Mo fincan

•Termoiyonik emisyon

Page 10: Temel Röntgen Fiziği

Anot

• Tüpün pozitif tarafı

• W-Re (9:1) plak • Yüksek erime noktası ve

atom numarası

• Mamografi: Mo veya Rh

• Anot, ısı kapasitesini arttırmak için döner hale getirilerek hedef alanı büyütülecek şekilde disk haline getirilir ve yüzeyi genişletilir

Page 11: Temel Röntgen Fiziği

Anodun yapısı

Page 12: Temel Röntgen Fiziği

Anodun başına gelenler

Page 13: Temel Röntgen Fiziği

Isı kapasitesi

• Isı birimi (HU): • Anotta depolanan enerjinin (ısı) birimi

• HU = kVp x mA x sn (tek-faz)

• HU = kVp x mA x sn x 1.35 (3-faz)

• HU enerji birimi = güç (I x V) x zaman

• HU tüpten geçen total elektrik enerjisini hesaplar ve çoğu (>99%) ısı şeklinde sonlanır

• Hangisi iyi ?: • Tek ekpojur tüplerde en yüksek olanı

• Seri ekspojur için total süre

• Anodun soğutulma kapasitesi (floroskopi)

Page 14: Temel Röntgen Fiziği

Tüp akım şeması

Page 15: Temel Röntgen Fiziği

Enerji dönüşümü

Page 16: Temel Röntgen Fiziği

Enerji

• X ışın tüpleri doğru akımla çalışır.

• Şehir ceryahı (alternatif akım) yüksek voltaj jeneratörleri (100 kVp-1000 mA) ile • Doğru akıma çevrilir

(Rektifikasyon)

• Voltajı yükseltilir

Page 17: Temel Röntgen Fiziği

Enerji

• X ışın tüpleri doğru akımla çalışır.

• Şehir ceryahı (alternatif akım) yüksek voltaj jeneratörleri (100 kVp-1000 mA) ile • Doğru akıma çevrilir

(Rektifikasyon)

• Voltajı ve frekansı yükseltilir

Page 18: Temel Röntgen Fiziği

AEC

Page 19: Temel Röntgen Fiziği

X ışın oluşumu

• Katot tarafı

•Termoiyonik emisyon

•Anot tarafı

• Karakteristik radyasyon

• Frenleme radyasyonu

• Efektif fokal spot

•Topuk etkisi

Page 20: Temel Röntgen Fiziği

Termoiyonik emisyon

• Flaman akım verilerek ısıtılır (2200ºC)

• Filamandan ayrılan elektronlar elektron bulutu oluştururlar

• Elektron bulutu potansiyel farkı ile hızlandırılır

• Foküsleme başlığı ile hedef anota (Fokal spot) odaklanır

Page 21: Temel Röntgen Fiziği

Termoiyonik emisyon

• Filaman akımı (FA): • Flamana uygulanan 10 V, 4 A

akım flamandaki yüksek direnç nedeniyle 2200 C ısıya neden olur.

• Uzay yükü ısısı üzerinde, filaman akımındaki küçük artışlar tüp akımında (mA) büyük artışlara neden olur

• 10 V’da filaman akımında yapılan %2,5’luk artış (4,1’den 4,2 A), tüp akımında %23’lük (325’den 410 mA) artışa neden olur.

Tüp akımı (mA)

100

200

300

400

0 20 60 100 40 80 120

Tüp voltajı (kV)

UY limiti

4.2 A

4.1 A

Page 22: Temel Röntgen Fiziği

Termoiyonik emisyon

• Uzay yükü: • Filaman çevresindeki termoiyonik

emisyona bağlı elektron bulutu

• Elektron bulutu daha fazla termoiyonik emisyonu engeller (elektrostatik itme)

• >1000 mA tüp üretimini engeller

• Yüksek FA ve düşük kVp uzay yükünü sınırlar

• Katot tarafındaki tüm mobil elektronlar anoda yönlendirilince satürasyon oluşur.

Page 23: Temel Röntgen Fiziği

Fokal Spot

• Radyografik kaliteyi ve tüpün ısı kapasitesini arttırmak ve ömrünü uzatmak için elektronlar anotta belli bir alana odaklanır (fokal spot)

Page 24: Temel Röntgen Fiziği

Efektif fokal spot

• Anottaki belli bir alana (fokal spot) çarpan elektronlar yarattığı X ışını demeti ise efektif fokal spotu oluşturur

• Çizgi-fokus prensibi ile anota açı (7°-18°) verilerek fokal spotun izdüşümü olan efektif fokal spot küçültülebilir

Page 25: Temel Röntgen Fiziği

Topuk Etkisi (Heel effect)

• Anot açılanması nedeniyle X-ışınlarının şiddetinin katot tarafında, anot tarafına göre daha fazla olmasıdır. • Film-fokus mesafesinin

artması ile azalır.

• Aynı film-fokus mesafesinde küçük filmlerde büyüklere göre daha azdır.

Page 26: Temel Röntgen Fiziği
Page 27: Temel Röntgen Fiziği

X-Işınlarının Oluşumu

• Elektronların anota (Fokal spot) çarpması sonucu:

• Isı (%99,8)

• X-Işınları (%0,2) • Karakteristik radyasyon

• Frenleme radyasyonu

Page 28: Temel Röntgen Fiziği

Karakteristik Radyasyon

Page 29: Temel Röntgen Fiziği

Frenleme (Bremsstrahlung) Radyasyonu

Page 30: Temel Röntgen Fiziği

Frenleme Karakteristik

• Foton enerjisi başlangıçtaki elektron enerjisi kadardır

• Hedefin Z2 kadar oluşma olasılığı var

• >100 kVp’de ışın demetinin %85’ni oluşturur

• Enerji arttıkça spektrumun açısı dikleşir

• X ışın enerjisi heterojendir

• Foton enerjisi iki yörünge arasındaki bağlanma enerjisi farkına eşittir

• Hedefin Z2 kadar oluşma olasılığı var

• 70 kVp altında oluşmaz

• 100 kVp’de ise X-ışın demetinin %15’ni oluşturur

• Oluşan X ışını mono-enerjetiktir

Page 31: Temel Röntgen Fiziği

X-Işın Miktarı (Kantite)

• Işın demetindeki fotonların sayısı ile enerjilerinin çarpımıdır.

• Röntgen*/dk ile ölçülür.

• Işın demetinin şiddetini belirleyen faktörler • X-ışını tüpünün akım şiddeti (mAs)

• X-ışını tüpünün gerilimi (kVp)

• Hedef anot materyali

• Filtrasyon

• Tüp voltajının dalga şekli

• Mesafe (Ters ilişki) **1 Röntgen, 1 santimetre küp havada 2.08x109 iyon çifti oluşmasına yol açabilen radyasyon şiddetidir.

Page 32: Temel Röntgen Fiziği

X-Işın Kalitesi

• X ışınının maddeden geçebilme özelliği

• Yarılanma değeri: X ışınının sayısal değerini yarıya indirecek emilimi sağlayan kalınlık

• 80 kVp için 1 mm Cu, 3-5 mm Al, 4-8 cm YD

• X-ışın kalitesine etki eden faktörler: • X-ışın tüpünün gerilimi (kVp)

• Filtrasyon

• Hedef anot materyali

• X-ışın sınırlandırıcıları

Page 33: Temel Röntgen Fiziği

X-Işın spektrumunu etkileyen faktörler

• Spektrumun şekli ve pozisyonu kVp, mAs, filtrasyon, hedef materyali ve voltaj dalga formuna göre değişiklik gösterir

• Spekturmun amplitüdü arttıkça daha yüksek x-ışın intensitesi ( ışın miktarı) elde edilir.

• Spekturm enerji aksı boyunca sağa doğru kaydıkça daha fazla nüfuz edilebilirlik (ışın kalitesi) elde edilir.

Page 34: Temel Röntgen Fiziği

X-Işın spektrumunu etkileyen faktörler

• Tüp akım şiddeti (mA) arttıkça spektrumun amplitüdü artar.

• Akım şiddeti ile üretilen X-ışın miktarı (kantite) doğru orantlıdır.

• Kantite : mA 2 kat artınca, X ışın miktarı da 2 kat artar.

Page 35: Temel Röntgen Fiziği

X-Işın spektrumunu etkileyen faktörler

• kVp arttıkça spektrumun amplitüdü artar, sağa kayar

• Kantite : %15 artış, kantiteyi 2 kat

• Kalite : Elektron enerjisi için geçirgenlik (Yarılanma değeri )

Page 36: Temel Röntgen Fiziği

X-Işın spektrumunu etkileyen faktörler

• Filtrasyon arttıkça amplitüd azalır, sağa kayar.

• Kantite : Düşük enerjili ışınlar elimine edilir.

• Kalite : Yüksek enerjili ışınlar geçer.

Page 37: Temel Röntgen Fiziği

X-Işın spektrumunu etkileyen faktörler

• Hedefin atom numarası arttıkça spektrumun amplitüdü artar, sağa kayar, karakterisitik yüksek enerji çizgileri oluşur.

• X ışınının λ , enerji ,

• Kantite

• Kalite

Page 38: Temel Röntgen Fiziği

X-Işın spektrumunu etkileyen faktörler

• Akım tek fazdan üç faza dönünce, spektrumun amplitüdü artar, sağa kayar • % 12 kazanç

• Kalite

• Kantite

Page 39: Temel Röntgen Fiziği

Başımızın derdi: Düşük enerjili X-ışınları

• Düşük enerjili < 15-20 keV

• Görüntü oluşumuna etkisi çok az çünkü hastadan geçip filme ulaşacak gücü yok

• Hastada fazladan enerji depolatır (radyasyon dozunu arttırır)

• İlk birkaç cm içinde tümü absorbe olur

• Filtrasyon ile ana ışın demeti içindekiler temizlenebilir (hasta dozu azalır)

• Filtrasyon polikromatik X ışın demetinin ortalama enerjisini yükseltir

Page 40: Temel Röntgen Fiziği

Filtrasyon düzeyleri

• Yapısal ( ~1 mm): • Hedef

• Cam tüp

• Yağ (varsa)

• Kurşun kılıf penceresi

• Kolimatör aynası

• Eklenmiş: • Genelde Al

• Bazen Cu+Al

Page 41: Temel Röntgen Fiziği

Filtrasyonun etkisi

18 cm kalınlığında fantom çalışması 60 kVp ışın

Al filtrasyon (mm) Deri dozu (mRem) Dozdaki azalma (%) 0 2380 ---

0,5 1850 22 1 1270 47 3 465 80

kVp değeri Gerekli filtrasyon (mm Al)

50 altında 0.5 mm

50-70 arası 1.5 mm

70 üzeri 2.5 mm

Page 42: Temel Röntgen Fiziği

Farklı X-ışın kullanımları

Kullanım Potansiyel Hedef Kaynak ~ FE

Kristalografi 40 kV 60 kV

Cu Mo

Tüp 8 keV 17 keV

Tanısal Radyoloji

Mamografi 26-30 kV Rh/Mo Tüp 20 keV

Diş 60 kV W Tüp 30 keV

Konvansiyonel 50-140 kV W Tüp 40 keV

BT 80-140 kV W Tüp 60 keV

Güvenlik Dedektörleri

Havaalanı 80-160 kV W Tüp 80 keV

Gümrük 450 kV 20 MV

W Tüp LA

150 keV 9MeV

Yapısal analiz 150-450 kV W Tüp 100 keV

Radyoterapi 10-25 MV W/Diğer LA 3-10 MeV

Page 43: Temel Röntgen Fiziği

Elektromanyetik radyasyon

EMR

Noniyonizan

λ ≥ 10-7m

FE < 12eV

Radyo dalgaları

Mikrodalgalar

Kızılötesi ışınlar

Görünür ışık

Morötesi ışık

Ultraviyole

İyonizan

λ ≤ 10-7m

FE > 12eV

Elektromanyetik

X ışınları

Gama ışınları

Partiküler

Alfa partikülleri

Elektron (β)

partiklülleri

Nötron, Proton, Mezon

ve Ağır İyonlar

Page 44: Temel Röntgen Fiziği

EMR Özellikleri

• Fotonlardan oluşan enerji dalgalarıdır

• Kütleleri ve ağırlıkları yoktur

• Hızları 300.000 km/sn (ışık hızı)

• Boşlukta düz çizgi şeklinde yayılırlar

• Enerjileri boşlukta mesafenin karesi ile ters orantılı azalır

• Geçtikleri ortama f ile doğru orantılı, λ ile ters orantılı enerji aktarır

• Dokuları geçer (Penetrasyon), geçerken intensiteleri azalır (Absorpsiyon+saçılma)

Page 45: Temel Röntgen Fiziği

X-Işınlarının Özellikleri

• Elde edilişlerinden dolayı heterojen yapıdadırlar

• λ = 0.001-10 Å olup gözle görülmezler

• Enerjileri 1.2 KeV-12.4 MeV

• Yüksüz olup manyetik alanda sapmazlar

• Çeşitli maddelerle kimyasal etkileşime girerler

• Biyolojik etkilere sahiptirler

• İyonizan etkiye sahiptirler

• Fotoğrafik özelliği vardır

• Luminesans özellik taşır

Page 46: Temel Röntgen Fiziği

X-Işınlarının obje ile etkileşimi

• Absorpsiyon • X-ışınlarının şiddeti

• Görüntü oluşumu için dokular arasında absorbsiyon farklılıkları olmalıdır

• X ışın enerjisi arttıkça absorpsiyon

• Transmisyon • X-ışın enerjisi (KALİTE) ile

orantılıdır

• Saçılma

Page 47: Temel Röntgen Fiziği

Absorbsiyonu etkileyen faktörler

• Görüntülemede hastanın değişik noktalarındaki absorbsiyon farklılıkları hastaya ait kontrast farkını oluşturur. Buradaki temel etkileşim fotoelektrik etkidir.

• X ışın faktörleri • Enejisi

• Doku faktörleri • Dansite (g/cm3)

• Atom numarası

• Elektron sayısı/gram

• A = h. Z3. λ3. K (Kalınlık). D (Yoğunluk)

Page 48: Temel Röntgen Fiziği

Saçılma

• Saçılan radyasyon hasta hakkında yararlı bilgi taşımayan ve filmde bulanıklığa yol açan istenmeyen bir unsurdur.

• Saçılan radyasyonu etkileyen başlıca 3 faktör: • kV ( saçılmayı azaltır ancak kV mAs hastanın aldığı radyasyon

dozu )

• Kalınlık (Azaldıkça saçılan radyasyon azalır-Kompresyon bantları)

• Alan (Alan küçüldükçe saçılan radyasyon azalır)

• Saçılma değişik şekillerde oluşabilir: • Klasik (Koheran) saçılma

• Kompton saçılması (%50-90)

• Çift oluşumu

• Fotodisintegrasyon (Foto ayrışma)

Page 49: Temel Röntgen Fiziği

Doku etkileşim tipleri

• Fotodisintegrasyon: • > 7-10 MeV ışın gerektirir

• Çift oluşumu: • > 1.02 MeV ışın gerektirir

• Klasik saçılma: Nadir

• Fotoelektrik etki

• Compton saçılması

Page 50: Temel Röntgen Fiziği

Fotodisintegrasyon

Çekirdek parçası

Recoil

Page 51: Temel Röntgen Fiziği

Çift oluşumu

Annihilasyon

0,51 MeV

0,51 MeV

Page 52: Temel Röntgen Fiziği

Klasik saçılma

Page 53: Temel Röntgen Fiziği

Klasik saçılma

• Düşük enerjili foton (<10 keV) ile yüksek atom (Z) numaralı atom arasında olur

• Koherent etkidir, EMR ile etkileşen e- enerjiyi absorbe edip uyarılarak titreşir

• Foton daha sonra bu enerjiyi yayar • Thomson saçılması: Tek e- ile • Rayleigh saçılması: Tüm e- ile • “Dalga benzeri” davranış • Doz depolanmaz (non-iyonizan) • Görüntüye etkisi yok • Gökyüzünün gündüz mavi akşam üstü kızıl görünmesinin

nedenidir

Page 54: Temel Röntgen Fiziği

Fotoelektrik etki

İç (K-shell) elektron ile etkileşim

• Son ürünler : • Enerjetik fotoelektron KE = Ex - BE • Karakteristik radyasyon • İyonize atom

Elektron ve karakteristik fotonlar tüm enerjilerini fotoelektrik etkide kaybeder

Page 55: Temel Röntgen Fiziği

Fotoelektrik etki

• Dokuda: • FE ~ 1/(x-ışın enerjisi, keV)3

• FE 30 keV 8 x FE 60 keV

• FE ~ (Atom Numarası, Z)3

• FE Kemik 8 x FE Yumuşak doku

• Zeff(Kemik) 14

• Zeff(Doku) 7

• Genelde: FE ~ 1/(EX-ışın – EBE)3

• EX-ışın > EBE %100 FE , EX-ışın < EBE %0 FE

• İyotun K-e-BE = 33 keV. Çok küçük miktar I çok

fazla fotoelektrik etkiye neden olur.

Page 56: Temel Röntgen Fiziği

Fotoelektrik etki

Hava Kemik

Page 57: Temel Röntgen Fiziği

Fotoelektrik etki

• < 30-35 keV’de dokudaki baskın etkileşim şekli

• Dokuda olasılık (keV)3 ile azalır, (Z)3 ile artar

• Görüntü kalitesi için iyi: Doku kontrastını arttırır ve saçılmayı azaltır

• Doz için kötü: Etkileşim yerinde tüm enerji depolanır, hasta dozu artar

• Değişik kVp’larda sınırlı FE etki tanısal olarak kullanılır • Düşük kVp değerlerinde yetersiz penerasyon olsa da hasta dozu

açısından bu kabul edilebilir sınırlardadır

• Düşük enerjili x ve γ ışınlarını absorbe etmek için Pb gibi yüksek atom numaralı metallerin kullanımını açıklar

Page 58: Temel Röntgen Fiziği

Compton saçılması

• EX-ışın > BE

• Son ürünler • Saçılmış X ışını

• Atık elektron

• İyonize atom

Page 59: Temel Röntgen Fiziği

Compton saçılması

• Tanısal X ışın enerjilerinin (> 35 kV) ve RT uygulamalarının çoğunda baskın etkileşim şekli

• Olasılık keV azaldıkça azalır

• Z’den bağımsızdır, doku ne olursa olsun absorbsiyon miktarı eşittir.

• Çarpışma “bilardo topu” ekisi: saçılma olasılığı en çok elektron derişimine (elektron dansitesi, e/cm3) bağlıdır

• Görüntü kalitesi için kötü: Düşük yumuşak doku kontrastı ve daha fazla saçılmaya neden olur

• Hasta dozu için iyi: Enerjinin büyük bölümü dokudan uzaklaşır

Page 60: Temel Röntgen Fiziği

Sonuç olarak

• Tanısal X-ışınları ile olan etkileşimlerin çoğu Compton saçılmasıdır • Elektron dansitesine bağlıdır

• Elektron dansitesindeki farklılık dokunun fiziksel özelliklerinden kaynaklanır

• Düşük enerjide Fotoelektrik, yüksek enerjide ise Compton etki belirgindir

• Kontrast maddelerde yüksek atomik numara nedeniyle esas etkileşim olarak fotoelektrik etki gözlenir

• Doku dansitesindeki farklılık radyogramlarda oluşan görüntünün temel nedenidir. Dansite e/cm3 ile ifade edilir ve dokunun içinden geçen X ışınını durdurma gücünü belirler.

Page 61: Temel Röntgen Fiziği

Radyogramlardaki Beş Ana Yoğunluk

• Çok Radyolüsent Hava-Gaz

• Radyolüsent Yağ

• Ara Yoğunluk Su-Yumuşak dokular

• Radyoopak Kals.-Kemik-Taş

• Çok Radyoopak Metal-Kontrast mad.

Page 62: Temel Röntgen Fiziği

Saçılan Radyasyonun Kontrolü

• Yararlı bilgi taşımayan, filmde bulanıklığa yol açarak film kontrastını azaltan olumsuzluk

• Saçılan radyasyonu azaltmak için: • Işın sınırlayıcılar • Apertura (açıklık) diyaframı

• Kon ve silindirler

• Kolimatörler

• Gridler (Saçılan radyasyonun filme ulaşmasını engeller) • Hareketsiz

• Hareketli

• Hava aralığı (Air gap) tekniği

Page 63: Temel Röntgen Fiziği

h

Gridler

• 1913 yılında Gustav Bucky

• İnce kurşun şeritler (50-80 ) ve arasına yerleştirilmiş X-ışınını geçirgen (Al veya plastik) maddeden oluşur

• Saçılan radyasyonun filme ulaşmasını (%80-90) engeller

• Emilim yüzdesi (%): T/T+D

• Grid oranı (R): h/D=8:1-12:1

• Oran arttıkça saçılan radyasyonu önleme artar

• Grid frekansı: Kurşun şeritlerin sıklığı (24-60 çubuk/cm)

kVp Grid oranı Doz

70-80 6:1 x2

70-100 8:1 x3

80-120 12:1 x4

100-150 16:1 x5

T D

Page 64: Temel Röntgen Fiziği

Grid Çeşitleri

• Hareketsiz • Lineer

• Foküslü

• Çapraz

• Hareketli (Potter-Bucky) • Tek darbeli

• İleri-geri

• Osilasyonlu • Frekansı 40’ın üzerinde

Page 65: Temel Röntgen Fiziği

DR’de kullanılan gridler

• Pb/Bi alaşımlı grid çubukları + plastik/karbon aralık dolgusu

• Al gridlere göre • Geçirgenlik oranı %10

• Ek radyasyon %25

• Görüntü keskinliği %12

• High transmission cellular (HTC) grid

Page 66: Temel Röntgen Fiziği

Paralel grid

Page 67: Temel Röntgen Fiziği

Foküslü ve çapraz gridler

Page 68: Temel Röntgen Fiziği

Grid kazancı

Grid yok 8:1 12:1

Page 69: Temel Röntgen Fiziği

Off-focus

Page 70: Temel Röntgen Fiziği

Off-level

Page 71: Temel Röntgen Fiziği

Off-center

Page 72: Temel Röntgen Fiziği

Ters grid

Page 73: Temel Röntgen Fiziği

Hava Aralığı (Air Gap) Tekniği

• Obje ile film mesafesinin 10-15 cm kadar açılması şeklinde gerçekleştirilir.

• Saçılan radyasyonun filme ulaşma ihtimali 7:1 gride yakın oranda azaltılır.

• Magnifikasyon radyografisi ve toraks çekimlerinde kullanılabilir.

Page 74: Temel Röntgen Fiziği

Görüntü Kaydedici (İmaj Reseptörü)

•Röntgen fimi •(Kaset-Film-Ranforsatör)

•Floroskopi ekranı

•Görüntü plağı (CR)

•Detektörler (DR, DF)

Page 75: Temel Röntgen Fiziği

Ranforsatör (Intensifying Screen)

• Filme ulaşan remnant radyasyonun etkisini arttırmak için kullanılır.

• X-ışını enerjisini görünür ışığa çevirerek etki gösterir.

• Baryum platinosiyanid – W. Roentgen

• Kalsiyum Tungstat – Edison1972

• Rare-earth (eser element) • Gd, La, Yt, Eu- günümüzde tümü

Page 76: Temel Röntgen Fiziği

Baz ( 1000 ) • Fosfora destek oluşturur • Polyester yapısındadır

• Sağlam, neme dayanıklı, kimyasal olarak inaktif,esnek,

Fosfor (150-300 ) X-ışınını görünür ışığa çeviren kristaller

Film

Koruyucu katman (10-20 )

Ranforsatör (Intensifying Screen)

Page 77: Temel Röntgen Fiziği

Film Emülsiyonu

Film Emülsiyonu

Page 78: Temel Röntgen Fiziği

Ranforsatör (Intensifying Screen)

Page 79: Temel Röntgen Fiziği

Ranforsatör (Intensifying Screen)

Page 80: Temel Röntgen Fiziği

Lüminesans

• Herhangi bir enerji verildiğinde görünür ışık üreten maddelere lüminesan maddeler, bu olaya da lüminesans adı verilir.

• En dış orbital elektronları yüksek enerjili duruma geçerler, eski konumlarına dönerken ışık fotonu üretirler (Elektron dönüşü 10-8 sn ) • Floresans: yalnızca stimülasyon sırasında ışıma

• Fosforesans: enerji aktarımı kesildikten sonra da devam eden ışıma

Page 81: Temel Röntgen Fiziği

Screen Özellikleri

• X-ışını absorpsiyon etkinliği –

• Conversion (Dönüştürme) etkinliği - %15-20

• İntensifikasyon faktörü: • IF=Screensiz ekspojur dozu / screenli ekspojur dozu

• Hız: İmaj reseptörünün radyasyon duyarlılığı (100, 200, 400, 800, 1000)

• Rezolüsyon: iki çizgiyi birbirinden ayırdedebilme özelliği (lp/mm)

• Hız 1/ Rezolüsyon

• Kalın fosfor, büyük kristal- yüksek hız

• Noise: görüntüde istenmeyen ancak engellenemeyen bozulma

Page 82: Temel Röntgen Fiziği

Film

%20 absorpsiyon

Page 83: Temel Röntgen Fiziği

Film

Dönüştürme etkinliği

Film

x 2x

Page 84: Temel Röntgen Fiziği

Screen-film avantajları

• Hasta dozu

• Mesleki doz

• Tüp ısı oluşumu

• Tüp ekspojur zamanı

• Tüp mA

• kVp genişliği

• Radyografik kontrast

• Tüp ömrü

Page 85: Temel Röntgen Fiziği

Röntgen filminin pozlandırılması

Page 86: Temel Röntgen Fiziği

Latent görüntü oluşumu

Işık fotonu Br elektronu tarafından emilir

Elektron “sensitivity speck”de hapsolur

Neg. elektron serbest Ag+ iyonunu çeker

Ag+ ve e- birleşerek doğal (siyah) Ag olur

Eğer speck üzerinde >6-10 Ag0 birikirse latent görüntü oluşur

Page 87: Temel Röntgen Fiziği

Latent görüntü oluşumu

• Direkt ekspojur: • 100 x-ışını x 0.05 absorbsiyon = 5 x-ışını

• 5 x-şını x 1 LIC/x-ışını = 5 LIC

• Screen: (0.4 Abs. Kat., 0.15 Dön. Fak.) • 100 x-ışını x 0.4 absorption = 40 x-ışını

• 40 x-ışını x 50 keV/x-ışını = 2000 keV absorbe olan

• 2000 keV x 0.15 Dön. Fak = 300 keV

• 300 keV = 120,000 ışık photons (2.5 eV/photon)

• 120,000 ışık hf x 0.4 screen etkeni= 50,000 ışık hf

• 50,000 ışık hf x 1 LIC/100 ışık hf = 500 LICs

Page 88: Temel Röntgen Fiziği

İşleme

• Islak (Film Banyosu) • El Banyosu

• Otomatik Banyo

• Day-ışık Banyo

• Kuru (Dry) Sistem printerler

Page 89: Temel Röntgen Fiziği

İndirgeme

Page 90: Temel Röntgen Fiziği

İçerik Kimyasal madde Görevi

Geliştirici ajan Fenidon-Hidrokinon İndirgeme

Aktivatör Na karbonat Ortamı alkali yapar

Sınırlayıcı (Tutucu) Na-K bromid Antifog

Koruyucu Na sülfid Oksidasyonun kontrolü

Çözücü Su Kimyasalların çözünmesi

Sertleştirici Glutaraldehit Solüsyonun şişmesini önler

İçerik Kimyasal madde Görevi

Sabitleyici ajan (Temizleyici)

Na-Amonyum tiosülfat (Hipo)

Non-ekspoze gümüş halidi ortamdan uzaklaştırmak

Aktivatör Asetik Asit Ortamı asidik yapar

Setleştirici Potasyum alum Jelatinin sertleştirir

Koruyucu Sodyum sülfid Kimyasal dengeyi sağlamak

Çözücü Su Kimyasalların çözünmesi

Page 91: Temel Röntgen Fiziği

Film Baskısı (Kuru Sistem=Dry)

Page 92: Temel Röntgen Fiziği

•Aşağıdakilerden hangisindeki artış X ışınının enerji spektrumunda sağa doğru kaymaya neden olmaz?

a)kVp

b)mAs

c)Filtrasyon

d)Hedefin atom numarası

e)Akım faz sayısı

Soru 1

Page 93: Temel Röntgen Fiziği

•X ışını doku ile etkileştiğinde aşağıdakilerden hangisi olmaz?

a)Çift oluşumu:

b)Klasik saçılma

c)Fotoelektrik etki

d)Karakteristik radyasyon

e)Compton saçılması

Soru 2

Page 94: Temel Röntgen Fiziği

• Radyografik kontrastı oluşturan temel etkileşim aşağıdakilerden hangisidir ?

a)Çift oluşumu

b)Fotodisintegrasyon

c)Klasik saçılma

d)Fotoelektrik etki

e)Compton saçılması

Soru 3

Page 95: Temel Röntgen Fiziği

• Birinci banyoda ekspoze olmuş gümüş iyonunu indirgemeye neden olan madde hangisidir?

a)Na hipo süfit

b)Fenidon-Hidrokinon

c)Potasyum alum

d)Sodyum sülfit

e)Asetik asit

Soru 4

Page 96: Temel Röntgen Fiziği

• Screen-film kombinasyonu kullanıldığında aşağıdakilerden hangisi azalmaz?

a)Hasta dozu

b)Mesleki doz

c)Tüp ısı oluşumu

d)Tüp ekspojur zamanı

e)Tüp kVp

Soru 5