 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Alimentatie | Asistenta sociala | Frumusete | Medicina | Medicina veterinara | Retete |
1 RADIATIILE
Reprezinta un mod special de miscare a materiei. In raport cu modul propagarii si cu propietatiile lor, distingem;
- radiatii ondulatorii sau electromagnetice
- radiatii corpusculare
Din grupa ondulatiilor electromagnetice, in afara razelor X si gamma, fac parte razele cosmice si radiatiile ultraviolete, radiatiile luminoase, radiatiile infrarosii, microundele si undele hertziene folosite in telefonie, radar, televiziune si radiofonie. Aceste tipuri de ondulatii se deosebesc intre ele prin lungimea lor de unda si prin frecventa. Cu cat lungimea lor de unda este mai scurta, cu atat energia radiatiilor (duritatea lor) este mai mare.
Din grupul radiatiilor corpusculare fac parte particule (incarcate electric) direct ionizante, ca razele alfa si beta ale radiului si corpilor radioactivi; electronii, mezonii, protonii, deutronii si alte particule.
Razele X sunt ondulatii electromagnetice cu lungimi de unda care se masoara in angstromi. Un angstrom este a 10000 parte dintr-un micron, deci este egal cu 1/10000000 dintr-un milimetru.
Razele X utilizate in scopuri medicale au lungimea de unda cuprinsa 0,06-8 angstromi ceea ce le confera o penetrabilitate mare, proprietatea cea mai importanta pe care se bazeaza utilizarea lor in medicina.
Aparatul este compus din parti principale si secundare, respectiv;
- partile principale sunt; tubul emitator de raze X, transformatoarele, kenotroanele, ecranul.
- partile secundare; masa de comanda, stativul, cablurile etc.
3 PRODUCEREA RAZELOR X
Razele X iau nastere ori de cate ori un fascicol de electroni in miscare foarte rapida este franat brusc, energia lor cinetica transformandu-se in energie radianta.
Pentru producerea razelor X este nevoie de un tub de raze X care este alimentat de circuite electrice adecvate prin intermediul transformatorilor si in care se produc electronii, carora li se imprima energii foarte mari, apoi sunt frinati brusc. Tubul de raze X, care se intrebuinteaza in prezent, este tubul Coolidge cu vid, in care electronii se produc la catod prin incalzirea unui filament.
Tubul de raze X (fig.1) are peretii constituiti din sticla, de forma sferica elipsoidala sau cilindrica. La extremitatile sale se gasesc doua prelungiri tubulare in care sunt montati cei doi electrozi, care poarta numele de catod, format dintr- un filament, si anod. Ei sunt reuniti cu polii respectivi ai transformatorului de inalta tensiune.
In tub exista un vid foarte accentuat. de proportia a miliona parte din 1 mm Hg. Sticla tubului si ceramica utilizata ca izolator, are particularitatea ca rezista la presiunea atmosferica exterioara, care este foarte mare comparativ cu vidul din tub, ca si la incarcari electrice mari si permite trecerea razelor X.
Catodul este constituit dintr-o spirala metalica de tungsten care este liniara sau sub forma de arc, groasa de 200- 220 microni, asemanatoare ca forma cu filamentul de la becurile electrice.
Filamentul, liniar (unic sau filament dublu) sau circular, este inconjurat de o piesa metalica cilindrica in forma de degetar, care este numita piesa de concentratie si focalizare.
Filamentul
este incalzit pana la incandescenta tungstenului (2500
grade CELSIUS) cu ajutorul unui curent de incalzire de 6- 12 volti, produs de transformatorul de
joasa tensiune, numit din acest motiv si 
trasformator de incalzire.
Datorita efectului termoionic, electronii atomilor filamentului de tungsten de pe orbitele periferice se rotesc din ce in ce mai repede in jurul axului lor pina ce se desprind de pe aceste orbite. Numarul de electroni desprinsi este cu atat mai mare cu cat filamentul este mai puternic incalzit.
Electronii desprinsi, graviteaza in jurul filamentului. Piesa de concentrare, atat prin forma si inclinarea peretilor sai, cat si prin sarcina electrica negativa cu care este incarcata in circuitul de inalta tensiune, aduna electronii intr-un fascicol conic orientat cu varful spre anod. In acest mod se produce focalizarea fascicului de electroni.
Utilizand transformatorul de inalta tensiune, electronii se vor deplasa cu viteza foarte mare spre anod.
Anodul poarta numele si de anticatod, avand rol de franare a electronilor catodici.
Anodul este constituit dintr-un bloc cilindric masiv de cupru in care este incorporata o pastila de tungsten care are forma ovoida sau dreptunghiulara.
Pastila, care se numeste focus sau focarul tubului, trebuie sa aiba duritate mai mare, pentru a nu se pulveriza si crateriza sub efectul bombardarii cu electroni catodici si o temperatura de topire ridicata (peste 3500 grade C).
Fig.2 Schema electrica a aparatului de raze X
In momentul cand se stabileste circuitul electric de inalta tensiune, polul pozitiv al transformatorului de inalta tensiune este reunit la anodul tubului iar polul negativ la catod. Intre aceste doua piese exista o diferenta de potential mare (intre 10 kV si 400 kV, variabila dupa tipul aparatului si necesitatea de moment) care face ca electronii catodici (al caror numar variaza in raport cu tensiunea de incalzire a filamentului) sa fie atrasi si sa izbeasca cu putere anodul. Din franarea brusca rezulta un proces complex; 98% din energia cinetica sub 100 kV se transforma in caldura, 1% in raze X, 1% se pierde.
Pe langa rolul de focar termic, pastila anodului inmagazineaza caldura degajata in timpul functionarii tubului. Pentru a realiza o imagine radiologica de calitate, focarul optic trebuie sa fie foarte mic. Pentru aceasta, planul anodului trebuie sa prezinte o inclinare de 45s grade pentru ca in acest mod suprafata lui de proiectie (focarul optic) este de 6 ori mai mica decat a focarului termic. In acest scop se pot utiliza 2 sau 3 filamente catodice (corespunzand focarului mare, mijlociu, mic).
Tuburile moderne au discul anodic constituit dintr-un bloc de grafit (capabil sa inmagazineze cantitati mari de caldura). Blocul de grafit este acoperit cu o placa de Molibden si cu un strat subtire de 1- 2 mm de Wolfram si Rhenium, sau, alte tuburi conform dezideratului focar termic mare, focar optic mic, utilizeaza anode rotative (fig.3) care au forma unui disc inclinat, cuplat la rotorul unui motor al carui stator este situat in afara tubului; acesta roteste anodul cu viteze variabile (3000/ min - 6000 / min).
Fig.3 Desen schematic-anoda rotativa
Rotatia talerului anodic permite o incarcare a tubului de 6-10 mai mare decat la tubul echivalent cu anod fix, ceea ce are drept consecinta, micsorarea de tot atatea ori a focarului tubului.
Focarul optic al tubului, la instalatiile ce functioneaza in serviciile de la noi sunt intre 2 mm si 1,2 mm-focar mare, si 0,3 mm-focarul mic (ambele in acelasi tub-cu filamente catodice aparte).
De asemenea, tuburile cu izolator de ceramica si tuburile cu dispozitiv electronic de protectie permit examene laborioase, ca; angiocardiografia, cinefluorografia, marirea imaginii, tomografiile.
Racirea anodului se poate face in mai multe moduri: fie cu lichide ( apa, ulei ), fie cu aer. La unele tuburi, anodul este prelungit pana la exteriorul tubului de raze X printr-o piesa metalica care se continua cu un radiator cu aripioare ce ofera o suprafata mare de difuziune a caldurii (racire prin convectie) in alte cazuri, anodul este gol si se prelungeste in afara cu un tub care comunica cu un recipient cu apa. Apa din recipient ajuta la difuziunea caldurii si racirea tubului.
La tuburile pentru radioterapie, care trebuie sa functioneze continuu, timp indelung, prin anod, care este scobit, circula un curent de ulei sau apa care capteaza caldura care se produce la nivelul pastilei si anodului si o difuzeaza la distanta.
Producerea si absorbtia razelor X in materie sunt rezultatul unor fenomene atomice.
Atomul este particula cea mai mica de materie, si determina particularitatile fizice si chimice specifice corpului respectiv.
BOHR si RUTHERFORD au demonstrat ca atomul este constituit dintr-un nucleu central format din protoni si neutroni cu masa aproximativ egala in care se concentreaza aproape toata masa atomului constituind nucleul in jurul caruia graviteaza un numar variabil de electroni situati pe diferite orbite.
La toate elementele chimice exista un raport de egalitate intre numarul de electroni de pe orbitele atomului si sarcinele pozitive (protonii) din nucleul atomic.
Numarul de ordine din tabelul periodic al elementelor, al lui MENDELEEV, notat cu litera "Z", indica numarul de protoni (sarcini pozitive) din nucleu, care este egal cu numarul de electroni (sarcini negative) de pe orbitele din jurul nucleului, de care sunt legate propietatuiile chimice ale elementului X.
Numarul de neutroni din nucleu este notat cu "n" sau "N" si difera fata de numarul de protoni Z de la nucleul unui element chimic la alt element. Suma dintre Z si N reprezinta numarul de masa A; fiecare fel de atom (notat cu X) este caracterizat prin aceste doua cifre: A si Z si simbolul chimic X.
Atomii ce se deosebesc intre ei numai prin numarul neutronilor din nucleu sunt numiti izotopi. Multe elemente chimice au unul sau mai multi izotopi si dintre nuclidele cunoscute in prezent 275 sunt stabile iar 1 400 instabile.
Electronii de pe orbitele periferice au o dubla miscare:
se invart in jurul propriului ax
descriu o miscare de rotatie in jurul nucleului atomic.
Miscarea de rotatie dezvolta o forta centrifuga care este necesara pentru ca electronii cu sarcina negativa sa se opuna ca sa fie atrasi de nucleul pozitiv al atomului. Fiecare orbita cu electroni este situata la o anumita distanta de nucleu adica la un anumit nivel de atractie electrostatica; de unde rezulta ca pe fiecare orbita electronul are o viteza diferita si desfasoara o energie anumita. Atomul, in mod obisnuit, este neutru din punct de vedere electric si actiunea lui energetica asupra mediului inconjurator este nula.
Sub influenta diferitelor tipuri de energie care actioneaza din afara atomului, electronii isi pot modifica viteza de rotatie pe orbita lor, pot sa invinga forta de atractie a nucleului atomic si sa se desprinda de pe atomul respectiv.
Prin desprindere, ia nastere un electron liber, iar atomul care a pierdut electronul devine un ion pozitiv.
Electronul fugar poate sa se fixeze pe una din orbitele unui alt atom, il incarca pe acesta cu o sarcina negativa in plus, iar atomul respectiv devine un ion negativ.
Acesta este fenomenul de ionizare pentru producerea caruia este nevoie ca asupra atomului sa actioneze un anumit gen de energie; in corpul material in care s-a produs acest fenomen se gasesc atomi stabili, electroni, ioni pozitivi si ioni negativi. In mediul gazos, electroni sunt considerati ioni negativi.
Fenomenele de mai sus sunt importante de cunoscut pentru ca le intalnim atat in mecanismul de producere a razelor X cat si in absorbtia lor
MECANISMUL PRODUCERII RAZELOR X
Razele X iau nastere in tub prin franarea brusca a electronilor catodici la nivelul anodului. Producerea razelor X se explica prin fenomene care au loc la nivelul atomului. Electronii catodici, cu energie corespunzatoare curentului de inalta tensiune din tub, lovind pastila anodica produc in atomii metalici ai acesteia, fenomene de ionizare si deci punerea in libertate de electroni.
Fiecare electron catodic se comporta ca un proiectil in stare sa smulga atomilor anodici electroni de pe o orbita mai periferica sau mai centrala a acestuia, cu pretul cedarii energiei lui.
Electronul smuls din anod poarta numele de fotoelectron si se comporta la randul sau fata de atomii anodici din jur ca un nou proiectil.
Radiatiile X iau nastere ca urmare a interactiunii dintre electronii animati de viteze mari, plecati de la nivelul catodului si atomii anodului. Aceste actiuni imbraca aspectul de coliziune si de franare astfel incat fasciculul de raze X este format din radiatii caracteristice si radiatii de franare.
Radiatiile caracteristice se produc ca urmare a interactiunii colizionale dintre electroni. Astfel, electronii catodici avand energii mari produc dislocari ale electronului de pe straturile centrale. Pentru refacerea echilibrului atomic, electronii periferici salta pe straturile centrale-in acest fel se elibereaza o cantitate de energie egala cu diferenta de nivel energetic. Valoarea acestei energii este proprie atomului ionizat si invelisului electronic in care a avut loc interactiunea colizionala, fotonii de raze X fiind caracteristici acesteia.
Radiatiile de franare. Franarea constituie o forma de interactiune intre electroni si particulele materialului anodului. Electronul care se deplaseaza in vecinatatea unui nucleu atomic este influentat de sarcina pozitiva a acestuia fiind supus fortei de atractie electrostatica care il franeaza si ii schimba directia. Astfel se produce o deviere a traiectoriei electronului si o reducere a energiei sale cinetice. Energia pe care o cedeaza electronul in cursul franarii se manifesta sub forma de fotoni de raze X. Astfel, fascicolul de raze X este format din radiatii caracteristice si radiatii de franare.
Pentru incalzirea filamentului catodic (care produce electroni) si pentru antrenarea acestor electroni spre anod cu scopul de a produce raze X, este nevoie de curent electric de un anumit potential, care se obtine cu ajutorul transformatorilor. La aparatul de raze X este nevoie de transformatorul de inalta tensiune si de transformatorul de incalzire a filamentului.
Transformatorii electrici se bazeaza pe principiul inductiei electromagnetice si au drept scop transformarea curentului electric alternativ, cu o anumita diferenta de potential si intensitate (tensiune mica si intensitate mare), intr-un curent electric cu diferenta de potential adecvata scopului nostru.
Principiul de constructie al unui transformator este cunoscut de la fizica. Transformatoarele sunt situate intr-o carcasa metalica, bobinele necesitand o izolare perfecta, utilizandu-se in acest scop uleiul.
Transformatorul de inalta tensiune are bobina primara constituita din circa 300 spire iar cea secundara din 90 000 - 300 000 spire, coeficientul de transformare K fiind de 300 -1000. Transformatorul de incalzire al filamentului catodic are bobina primara cu spire numeroase (300 spire) si este alimentata cu 220 sau 380 V, iar bobina secundara cu spire mai putine (10-20 spire) eliberand la bornele sale un curent cu o tensiune de 7-14 V si cu o intensitate de 3-5 A, pentru focarul de radioscopie, 5-9 A pentru focarul de radiografie.
Autotransformatorul sau transformatorul cu trepte serveste la reglarea duritatii razelor X si este un transformator cu mai multe prize, conectat la pupitrul de la care, printr-un comutator, se pot lua mai multe tensiuni diferite cu care se alimenteaza primarul transformatorului de inalta tensiune.
Reglarea intensitatii fasciculului de raze X (bogatia lui in raze X), se face prin reglarea curentului de incalzire a filamentului prin intermediul unui reostat, care modifica tensiunea din primarul transformatorului de incalzire.
CHENOTROANELE (SUPAPE, VENTILE)
Curentul electric din bobina secundara si transformatorul de inalta tensiune este un curent alternativ. Prin tubul de raze X, circuitul de inalta tensiune nu se stabileste decat dinspre catod-A spre anod +B, alternanta in care se produc razele X. In alternanta urmatoare, cand sensul curentului de la retea se schimba, curentul electric de inalta tensiune ar trece dinspre borna B a transformatorului devenit pol negativ spre anodul tubului; aici din cauza ca anodul este rece si in jurul lui nu se gasesc electroni, circuitul se intrerupe si in tub nu se produc raze X.
Daca anodul tubului a devenit incandescent si este inrosit prin functionare indelungata, atunci alternanta inversa a curentului de inalta tensiune gaseste in jurul anodului suficienti electroni cu ajutorul carora se stabileste circuitul de inalta tensiune in tub in sens invers; electronii anodului pot bombarda filamentul fragil al catodului (care se poate vaporiza) si scot tubul din uz.
Pentru a preveni trecerea curentului electric in sens invers, deci arderea filamentului catodic, pentru a asigura permanent negativ la catod si pozitiv la anod deci pentru a se utiliza intreaga valoare a curentului alternativ, se intrebinteaza chenotroane (supape sau ventile), iar in prezent dispozitive cu seleniu.
CUPOLA TUBULUI DE RAZE X
Tubul emitent de raze X este invelit la exterior de o cupola metalica, de forma cilindrica, construita din otel sau alama si captusita in interior cu un strat de plumb; spatiul dintre tub si peretii cupolei este umplut cu ulei, ce joaca rol de izolator pentru inalta tensiune si contribuie la racirea tubului prin difuziunea caldurii de la tub la cupola. Cupola permite trecerea intr-o singura directie a fasciculului util pentru examinare sau pentru tratament, loc unde se gaseste o fereastra prevazuta cu un diafragm si un filtru din aluminiu precum si un vizor luminos necesar pentru delimitarea fasciculului.
Diafragmul este format din 4 placi de plumb, 2 orizontale si 2 verticale care pot fi activate cu ajutorul unui buton sau manete de la nivelul ecranului.
Rolul cupolei mai consta in :
protejarea personalului contra inaltei tensiuni,
impiedicarea difuziunii in camera de radiologie a radiatiilor extrafocale nocive si a luminii ce se produce in tub in timpul functionarii,
protejarea de lovituri a sticlei tubului
CALITATEA SI CANTITATEA RAZELOR X
Fasciculul de raze produs in tubul de raze se caracterizeaza prin;
- duritatea razelor, care reprezinta calitatea razelor X de a patunde prin diferite corpuri si
- intensitatea razelor X care corespunde cantitatii de raze X emisa in unitatea de timp.
Pentru intrebuitarea razelor X in practica trebuie sa existe posibilitatea de a varia duritatea lor (penetrabilitatea, calitatea) si intensitatea fasciculului (cantitatea lor).
DURITATEA RAZELOR X depinde de diferenta de potential dintre catod si anod, data de transformatorul de inalta tensiune, diferenta de potential care imprima fasciculului catodic de electroni o anumita viteza (energie cinetica).
Cu cat energia electronilor ce se lovesc pe anod este mai mare, cu atat razele X care iau nastere au lungimi de unda mai scurta si posibilitati de patrundere mai mari; se spune ca sunt RAZE MAI DURE.
Cu cat viteza electronilor din fasciculul catodic este mai mica, razele X care iau nastere pe anod au lungime de unda mai mare, sunt mai putin penetrante si se spune ca sunt RAZE MOI.
Intre 45-60 kV, razele produse sunt raze moi intrebuintate pentru diagnostic.
Intre 60-70 kV razele X sunt de duritate mijlocie.
Intre 75-135 kV sunt radiatii dure.
In fasciculul de raze X care pleaca de la tub, radiatia nu este omogena (nu are aceeasi lungime de unda). Cu ajutorul filtrelor ce se pun in calea fasciculului de raze X la tub, radiatiile moi sunt oprite si absorbite, radiatiile care ajung la corpul omenesc sunt de lungime de unda mai uniforma si de penetrabilitate mai mare.
INTENSITATEA FASCICOLULUI DE RAZE X este in functie de numarul de electroni care se izbesc de anod, deci de gradul de incalzire a filamentului catodic, respectiv de intensitatea curentului de incalzire si de diferenta de potential dintre bornele bobinei secundare de la transformatorul de incalzire.
Daca este nevoie de un fascicol mai bogat in raze se incalzeste mai puternic spirala catodica si invers.
ECRANUL APARATULUI RONTGEN
Ecranul reprezinta partea aparatului pe care se formeaza imaginea radiologica. El este prevazut cu o folie de 35/35cm impregnata cu saruri fluorescente (platinocianura de bariu, sulfura de zinc, tungstatul de calciu) care au proprietatea de a lumina atata timp cat asupra lor actioneaza razele X. Fascicolul heterogen rezultat din absorbtia razelor X care strabat corpul, produc grade diferite de luminozitate a ecranului.
In fata foliei se gaseste un geam impregnat cu saruri de plumb, care au rol de protectie.
Imaginile radiologice obtinute pe ecran pot fi radiografiate pe film, ecranul fiind prevazut cu un sistem special de efectuare a unor radiografii de ansamblu sau seriate.
Pentru eliminarea radiatiilor secundare atunci cand examinam regiuni anatomice cu diametru antero-posterior mare, intre bolnav si ecran se interpune diafragmul Potter- Bucky sau grila antidifuzoare.
Compresiunea regiunilor anatomice moi se efectueaza cu ajutorul unui dispozitiv de compresie dreptunghiular sau rotund care permite disocierea elementelor anatomice suprapuse si fixarea leziunilor in vederea efectuarii de radiografii. Ecranul este prevazut cu o serie de butoane cu roluri diferite; pun in functie si intrerup aparatul, mobilizeaza diafragmele, coboara si ridica stativul etc.
MASA DE COMANDA. Serveste la reglarea intensitatii si duritatii razelor X si la punerea in functie a aparatului. Instrumentul de masura a tensiunii se numeste voltmetru, este intercalat pe circuitul primar al transformatorului de inalta tensiune si este incorporat in masa de comanda. El este gradat conventional si masoara in volti tensiunea din bobina primara si in kilovolti tensiunea din bobina secundara.
In masa de comanda se mai afla un ampermetru, necesar pentru masurarea intensitatii curentului de joasa tensiune si miliampermetru, necesar pentru masurarea intensitatii curentului de inalta tensiune.
Practic, este necesar ca kilovoltajul si miliamperajul sa fie modulate la masa de comanda in asa fel incat sa corespunda cerintelor noastre.
De exemplu, pentru o radioscopie pulmonara este nevoie de 55kV si 3mA, pentru o radioscopie gastrica sunt necesari 70kV si 4mA, pentru radiografii osoase este nevoie de 40-50mA, pentru radiografii pulmonare este nevoie 200-300mA.
Aparatele moderne cu ecran intaritor de imagine pot functiona in regim de radioscopie numai cu 1,5mA.
La aparatele moderne curentul de incalzire al filamentului, care este reglabil, este redat prin produsul cu timpul de expunere in valori miliamperi secunde [mA/s].
In masa de comanda mai sunt incorporate butoane si comutatoare care stabilesc circuitele electrice pentru punerea in functiune si oprirea motoarelor de la ventilator, de la masa basculanta si diafragm, lumina alba si rosie.
STATIVUL este o masa verticala care poate fi inclinata pana la pozitia Trendelenburg.
La stativ sunt anexate ecranul radiologic, diferite piese ajutatoare ca manerele pentru diafragm, grila pentru radioscopie, conul compresor pentru stomac, dispozitivul Albrecht pentru radiografii tintite, rame pentru casete.
In locul ecranului conventional, la aparatele moderne se poate adapta si scoate ecranul intaritor de imagine cu posibilitati multiple de transmitere si inregistrare, camera de luat vederi pentru transmiterea imaginii la monitorul de televiziune, aparat pentru executat fotografii de la ecran (amplifotografii).
CABLURILE DE INALTA TENSIUNE unesc transformatorul cu tubul radiologic.
Se pune in functie transformatorul de incalzire si se stabileste circuitul filamentului catodic ce devine incandescent si elibereaza electronii care constitue proiectile cu ajutorul carora se vor produce raze X la nivelul anodului, care ii franeaza brusc.
Dupa aceea se stabileste circuitul de inalta tensiune sau circuitul anodic. In acest moment catodul tubului se incarca cu electricitate negativa, iar anodul cu electricitate pozitiva; in acest mod se stabileste o diferenta mare de potential intre cei doi poli ai tubului.
Electronii care au si ei o sarcina negativa sunt respinsi de catre piesa de concentratie legata de catod (avand aceeasi sarcina electrica) si sunt atrasi cu o viteza mare de catre piesa anodica incarcata cu electricitate pozitiva; prin intermediul fascicolului de electroni se inchide circuitul de inalta tensiune prin focalizarea fascicolului de electroni spre anodul tubului.
In momentul cand torentul de electroni catodici loveste cu putere piesa anodica, iau nastere razele X, se produce caldura si lumina.
Am aratat ca razele X sunt radiatii electromagnetice asemanatoare cu razele luminoase, iar propietatile lor sunt aceleasi ca si ale luminii, avand in acelasi timp caracterul propagarii ondulatorii si al celei corpusculare. Ele au propietati fizice, chimice si biologice.
Pe propietatile fizice se bazeaza utilizarea lor in medicina.
Se considera ca razele X se propaga in vid cu o viteza de 300 000 Km pe secunda.
Razele X se produc la nivelul anodului si se propaga in mod sferic si in linie dreapta in jurul lui. Parte din radiatii sunt oprite de metalul anodului inclinat fata de axul tubului si practic este utilizat un singur fascicol conic care trece prin deschizatura cupolei si care este facut mai mic, sau mai mare, cu ajutorul diafragmelor.
In cazul examenului radiologic, baza conului este reprezentata de ecranul radiologic sau de cliseul radiografic, iar varful conului-punctiform-este reprezentat de focarul tubului.
Razele X produc fenomene de luminescenta atunci cand ele cad si se absorb in anumite substante cristaline, semicristaline, sau fluide, de exemplu ecrane sau folii care contin anumite saruri ca tungstat de calciu, sulfura de zinc si cadmiu, platinocianura de bariu, de calciu, titan sau pamanturi rare-godolinium-care emit in zonele albastru si verde ale spectrului.
Absorbtia razelor X care cad pe aceste substante schimba pozitia electronilor pe orbite si fac ca atomul sa treaca in stare de excitatie.
Revenirea lui la starea fundamentala se face prin emisia energiei absorbite de la fotonii de raze X incidenti, sub forma de radiatii de luminescenta (caracteristice sarurilor respective).
Fenomenele de luminescenta pe care le produc se caracterizeaza in general prin intarzierea emisiei luminoase fata de absorbtia de raze X si sunt de doua feluri: de fluorescenta si de fosforescenta si ele stau la baza fabricatiei ecranului radioscopic si foliilor intaritoare din casetele pentru radiografii precum si a utilizarii cristalelor de scintilatie din detectoarele de izotopi.
Fluorescenta foliei ecranului radioscopic nu are remanenta si dureaza numai atat timp cat razele X cad pe ecranul sensibil in timp ce fosforescenta foliilor intaritoare din caseta de radiografie, persista si dupa intreruperea fascicului de raze X; foliile intaritoare au remanenta si impresioneaza filmul si dupa expunerea la razele X.
EFECTUL FOTOCHIMIC Razele X pot produce anumite reactii chimice: impresioneaza emulsia fotografica ca si lumina solara actionand asupra sarurilor de argint si permit astfel obtinerea de radiografii.
In practica energia razelor X este utilizata pentru producerea luminescentei foliilor intre care se gasesc filmele radiologice in timpul expunerii.
LEGEA DIVERGENTEI. Intensitatea fasciculului de raze X scade progresiv cu cat se departeaza de focarul tubului, proportional cu patratul distantei-legea lui LAMBERT-si acest fapt este important de stiut atat pentru calcularea timpului de expunere la radiografii, dar mai ales in radioterapie, unde distanta focus-piele joaca un rol mare in stabilirea dozei.
PENETRABILITATEA (duritatea) RAZELOR X este propietatea fundamentala pe care se bazeaza utilizarea lor in medicina si este o calitate definita prin lungimea de unda determinata de diferenta de potential dintre anod si catod.
Marind diferenta de potential prin sporirea kilovoltajului la bornele transformatorului se obtin raze X din ce in ce mai dure, cu lungime de unda din ce in ce mai mica si cu putere de patrundere din ce in ce mai mare.
ABSORBTIA RAZELOR X. Fasciculul de raze X intalnind in calea sa corpul omenesc sau diferite alte obiecte este absorbit in parte, intensitatea lui scade, iar energia lui se transforma in radiatii secundare, lumina, caldura si fenomene fotochimice, o parte din fascicol ramane neabsorbit si trece mai departe de corpul intalnit sub forma unui fascicol atenuat.
Absorbtia razelor X comporta 2 aspecte; aspectul calitativ si cantitativ
1 -absorbtia calitativa-consta in formarea radiatiilor secundare care altereaza calitatea imaginii radiologice
Razele secundare care rezulta din efectul Compton, efectul Thomson, formarea de perechi de electroni si efectul fotoelectric, sunt nocive in diagnostic pentru ca fac penumbra cu imagine imprecisa, fluu, dar sunt utile in radioterapie pentru ca imbogatesc fasciculul principal si sporesc doza.
In diagnostic, razele secundare se indeparteaza cu grila antidifuzoare LYSHOLN in radioscopie sau grila POTTER-BUCKY in radiografie, cu ajutorul unui localizator cilindric sau tronconic adaptat la deschiderea cupolei si prin diafragmarea stansa a fasciculului incident la plecarea lui din tub cu diafragmul cu 4 sau 8 volete; de asemenea prin compresiunea regiunii cu care se subtiaza partile moi prin care trece fasciculul de raze X si se reduce in acest mod difuziunea secundara.
Fig.4 Grila Potter Bucky
GRILA de tip LYSHOLN sau POTTER-BUCKY este constituita din lamele de plumb paralele intre ele si separate prin lamele de lemn sau de aluminiu.
Lamelele de plumb sunt astfel orientate fata de focarul tubului incat permit trecerea numai pentru fotonii perpendiculari pe cliseu (focalizarea grilei sau a potter- ului).
Radiatiile secundare care sunt orientate in alte sensuri decat radiatiile primare directe sunt oprite de lamelele de plumb ale grilei. In timpul expunerii radiografiei, grila cu lamele de plumb se misca pentru a evita ca lamelele opace sa se vada pe cliseu.
2- absorbtia cantitativa a razelor X in corpul omenesc depinde de numarul atomic al elementelor din tabloul lui MENDELEEV (notat cu Z), de lungimea de unda, de densitatea tesuturilor prin care trece fasciculul de raze X si de grosimea regiunii iradiate.
Dupa BRAGG si PIERCE, absorbtia este proportionala cu puterea a patra a numarului atomic. Iata de ce diferitele parti moi ale corpului omenesc compuse din carbon, hidrogen, oxigen, azot sunt mai transparente la raze X si absorb mai putine raze X decat oasele compuse din calciu si fosfor, elemente care au numar atomic mare A=40 pentru Ca si A =32 pentru fosfor si despre care se spune ca sunt opace la razele X. In acest mod se creeaza contraste intre doua tesuturi diferite, intre doua medii cu structura diferita.
Tot datorita acestei modalitati de absorbtie, rezulta ca atomii de iod cu Z = 53 sau de bariu cu Z = 56 care se gasesc in compozitia chimica a substantelor de contrast intrebuintate in radiologie absorb foarte multe raze X constituind un contrast pozitiv; oxigenul si aerul sunt intrebuintate pentru contrast negativ. Plumbul cu Z =82 in foite de anumite grosimi opreste complet razele X, incat este intrebuintat pentru confectionarea dispozitivelor, ecranelor, paravanelor, sorturilor de protectie in radiologie.
Absorbtia este proportionala cu puterea a 3-a a lungimii de unda, cu cat se sporeste kilovoltajul, razele X vor fi de lungime de unda mai mica, deci si absorbtia va fi mai mica; razele X, fiind dure, sunt mai penetrante nu se absorb si aproape tot fasciculul va strabate organismul ceea ce explica de ce nu vom avea contraste radiologice.
Absorbtia razelor X depinde de densitatea corpului strabatut (cu numarul de atomi dintr-un volum dat). Osul, masa hepatica, sunt mai dense si absorb mai multe raze X.
Absorbtia este direct proportional cu grosimea regiunii de examinat.
Efectul de ionizare si efectul biologic vor fi studiate odata cu problemele de radiobiologie si cele de radioterapie.
Cunoscand propietatile fizice ale razelor X, ne explicam mai usor fenomenele optice si biologice care se produc in diagnostic sau in radioterapie:
formarea imaginii radiologice si diferitele ei particularitati,
efectele terapeutice sau nocive ale razelor X.
Razele X modifica culoarea platinicianurii de bariu, din verde in galben, apoi brun si aceasta proprietate era folosita in trecut pentru dozarea razelor X.
Razele X impresioneaza placa fotografica care contine in structura ei bromura de argint, transformand-o intr-o subhalogenura.
Ele modifica conductibilitatea unor metale cum ar fi seleniu-proprietate care este si ea folosita in dozimetrie.
Sub influenta razelor X toate tesuturile biologice sufera o serie de modificari in functie de doza de radiatii absorbite care pot merge pana la moartea celulei.
Efectele biologice au la baza proprietatea de ionizare a razelor X. In doze mici radiatiile au actiune de biostimulare.
Primele modificari apar in nucleul celulelor care se fragmenteaza iar armatura nucleara se disperseaza in citoplasma si celula se distruge.
Modificarile biologice sunt dependente si de tipul de celule care a fost iradiat. Din acest punct de vedere exista celule radiosensibile si celule radiorezistente. Sensibilitatea celulelor la radiatii este cu atat mai mare cu cat:
activitatea reproducatoare este mai mare,
perioada si evolutia cariochinetica este mai lunga,
morfologia si functiile sunt mai putin fixate.
Razele X, chiar daca sunt aplicate local, au si o actiune generala asupra organismului.
Diferitele cantitati de raze pe care le primeste organismul, la diferite intervale de timp se sumeaza constituind actiunea cumulativa a radiatiei ionizante.
In cazul iradierii multiple, intre iradieri tesuturile se refac partial si pentru a obtine acelasi efect biologic este necesar sa aplicam o doza totala mai mare, ca in cazul unei iradieri unice.
Tesuturile cele mai radiosensibile sunt tesuturile hematopoetice. Tesutul limfoid, splina, ganglionii limfatici, limfocitele sunt distruse repede de doze relativ mici. La fel in maduva osoasa limfocitele sunt primele elemente care sunt distruse de razele ionizante.
Daca doza nu a fost mare, ele incep sa se refaca dupa o saptamana. Radiosensibilitatea tesutului mieloid este mai mica ca a tesutului limfoid.
Celulele eritrocitare sunt si mai putin radiosensibile. Cu cat celula este mai matura cu atat este mai radiorezistenta. Globulele rosii sunt radiorezistente. Maduva osoasa poate fi distrusa de doze mari de radiatii. Dozele mai mici permit refacerea ei din celulele ramase.
Actiunea radiatiilor asupra testicolului si ovarului este diferita cu faza in care se gasesc celulele germinative.
Spermatogoniile si foliculii in crestere sunt foarte radiosensibili.
Cu ajutorul razelor X se poate obtine castrarea.
Radiatiile X produc mutatii atat in celulele germinative cat si in celulele somatice.
Dupa iradierea ovarului si testicolului cu doze mici se produc modificari ale cromozomilor si genelor (mutatii). Astfel se obtin anomalii de forma ale cromozomilor, transpozitii (schimbari de fragmente intre cromozomi), modificari ale mecanismului kariokinetic.
Mutatiile legate de gene pot fi dominante care apar la prima generatie nascuta dupa iradierea glandelor sexuale si mutatii recesive care apar dupa mai multe generatii.
Consecintele mutatiilor sunt: sterilitatea la prima generatie, malformatii congenitale, moarte fetala intrauterina sau postpartum.
Dozele de radiatii se sumeaza si se transmit generatiilor urmatoare, producand inafara leziunilor genetice, leucoze.
Necunoscandu-se precis doza de radiatii care poate induce aceste modificari, este de recomandat evitarea iradierii gonadelor la femeile tinere si a produsului de conceptie in primele 3 luni.
Radioterapia si efectuarea de numeroase radiografii ale aceleasi regiuni sunt contraindicate la tinerii de ambele sexe pana la varsta de 40 de ani.
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
