Analogowy system rejestracji

obrazu w rentgenodiagnostyce

Luminescencja to zjawisko emisji

promieniowania widzialnego przez substancję

chemiczną zwaną luminoforem. Zjawisko to

wykorzystywane jest do wzmocnienia

działania promieniowania X podczas

wykonywania zdjęć rentgenowskich oraz

prześwietleń (fluoroskopii).

W rentgenodiagnostyce używane są luminofory

emitujące nadfiolet i światło widzialne w

zakresie barwy niebieskiej i zielonej.

Folia wzmacniająca

Współcześnie używane w diagnostyce

rentgenowskiej luminofory to

• Wolframian wapnia (n)
Oraz pierwiastki ziem rzadkich:

• Bromotlenek lantanu aktywowany terbem (n)

• Bromotlenek lantanu aktywowany tulem (n)

• Tlenosiarczek irydu aktywowany terbem (n)

• Tantalan itru aktywowany terbem lub niobem (n)

• Siarczan barowo-strontowy aktywowany

europem (n)

• Tlenosiarczek gadolinu aktywowany terbem (z)

Wielkość ziarna luminoforu wynosi 3-50µm

Folia wzmacniająca

Korzyści:
Zmniejszenie parametrów ekspozycji
Mniejsze zużycie lampy rtg
Obniżenie dawki promieniowania
Zwiększenie kontrastowości obrazu

Uwaga:
Za mała ilość promieniowania X to

możliwość uwidocznienia ziarnistej

struktury luminoforu tzw. szum kwantowy.

Folia wzmacniająca

Luminofory z rodziny pierwiastków ziem

rzadkich wykazują do 60% absorbcji

promieniowania . Liczba fotonów światła

wywołana przez kwant promieniowania

rentgenowskiego nazywa się efektywnością

konwersji.

Czułość folii wzmacniającej zależy od rodzaju

luminoforu np. folie z wolframianem wapnia

mają 4x mniejszą klasę czułości w stosunku

do folii z pierwiastków ziem rzadkich.

Folia wzmacniająca

Nieprawidłowy dobór czułości folii

Nieostrość obrazu związana z

użyciem folii wzmacniającej

Rodzaj folii

Zastosowanie

Stopień

nieostrości

[mm]

Drobnoziarnist

a

(ostro

rysująca)

Drobne struktury kostne

0,12-0,17

Uniwersalna

Zdjęcie rtg czaszki, kręgosłupa,

miednicy, barku, klatki piersiowej

Technika promieni twardych

Badanie układu pokarmowego i

moczowego

0,14-0,30

Gruboziarnista

(wysokoczuła)

Zdjęcie rtg kręgosłupa

lędźwiowego i miednicy u osób

otyłych

0,19-0,55

Efekt refleksyjny, czyli obicie światła

emitowanego przez cząstkę luminoforu od

cienkiej warstwy odblaskowej pomiędzy

podłożem a warstwą czynną foli.

Podłoże

Luminofor

Emulsja

Nieostrość obrazu związana z

użyciem folii wzmacniającej

Cross efekt polega na przechodzeniu

światła przez podłoże błony
rentgenowskiej i naświetlenie warstwy
emulsji położonej po stronie przeciwnej.

Luminofor

Emulsja

Podłoże błony rtg

Nieostrość obrazu związana z

użyciem folii wzmacniającej

• Podłoże błony rtg to niebieska folia z

poliestru o grubości 0,176mm

• Emulsja na grubość około 4µm i zbudowana

jest z zawieszonych w żelatynie

mikroktyształów halogenku srebra (bromek

srebra z dodatkiem jodku srebra)

Średnia wielkość kryształu to 1µm a na

1cm

2

błony przypada 100000000

mikrokryształów.

• Warstwa ochronna składa się z polimeru,

żelatyny i środka matującego.

Błona rentgenowska

(klasyczna)

Ze względu na rodzaj stosowanej folii

wzmacniającej:

1. Błony niebieskoczułe
2. Błony zielonoczułe
3. Błony czułe na nadfiolet
Ze względu na sposób obróbki chemicznej
1. Błony do obróbki ręcznej
2. Błony do obróbki automatycznej
 Proces 3,5minutowy
 90sekundowy
 60sekundowy

Podział błon rentgenowskich

Ze względu na klasę czułości:
1. Błony niebieskoczułe
Klasa czułości 1,o
Klasa czułości 0,5
2. Błony zielonoczułe
 Klasa czułości 2,o
 Klasa czułości 1,0
 Klasa czułości 0,5

Podział błon rentgenowskich

Czułość materiału fotograficznego

określana jest jako najmniejsza ilość
światła potrzebna do wytworzenia
danego efektu fotograficznego
(gęstości optycznej – wartości
logarytmicznej ze stosunku
intensywności światła padającego do
intensywności światła
przepuszczanego)

Czułość błony rtg

Klasa czułości błony:
0,5; 1,0; 2,0

Klasa czułości folii wzmacniającej:
25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600

Przy zmianach w stosowaniu – czułość

systemu f-b to iloczyn czułości folii i

błony rtg

Dobór parametrów

ekspozycji

warstwa ochronna

emulsja
podłoże
warstwa

przeciwodblaskowa

Błona mammograficzna

Błona rentgenowska

stomatologiczna

Standardowa błona rtg stomatologiczna ma

wymiar 3x4cm ma obustronnie naniesioną
emulsję .

Strona, która należy skierować do lampy rtg

jest oznaczona małym kropkowym
wybrzuszeniem.

Zasadą jest , że w trakcie wykonywania

zdjęcia kropka powinna znajdować się w
prawym górnym rogu.

Zjawisko paralaksy występuję przy

skośnym padaniu wiązki
promieniowania w stosunku do
obiektu badanego i kasety rtg, w
której zamknięta jest błona pokryta
dwustronnie emulsją.

Emulsja

Podłoże

Nieostrości związane z rodzajem

użytej błony

Nieostrości typu fotograficznego:
• Związane z budową folii wzmacniajacej;
Efekt refleksyjny
Zjawisko cross effekt
• Związane z budową błony rtg
Zjawisko paralaksy
• Niewłaściwe przyleganie ekranu do

powierzchni błony

Nieostrości związane z

układem

folia wzamacniająca-błona

rtg

Kwant światła lub promieniowania X wywołują

zjawisko jonizacji w krysztale halogenku srebra

(bromek srebra). W wyniku czego powstają wolne

elektrony krążące swobodnie w obrębie całej sieci

krystalicznej. Kiedy wolny elektron trafi do miejsca,

w którym występuje zakłócenie w budowie kryształu

zostaje „spułapkowany” . „Spułapkowany” elektron

przyciąga dodatnio naładowane jony srebra .

+ foton +

elektron

+ elektron

Zasada powstawania obrazu

Br-

Ag
+

Br

Ag

Miejsce pułapki z nagromadzonymi

atomami srebra tworzy element
obrazu utajonego. Jeśli powstałe w
krysztale centrum z zgromadzonymi
atomami srebra jest na tyle duże aby
w wywoływaczu rozpocząć proces
redukcji kryształu srebra do
metalicznego to mówi się o centrum
wywoływalnym.

Obraz utajony

Etapy obróbki (ciemnia

mokra)

Obróbka zdjęcia na mokro:

1. Wyjęcie błony rtg z kasety w świetle

zielonym lub czerwonym

2. Włożenie błony do ramki

3. Umieszczenie ramki w wywoływacz u(ok.

30 s)

4. Kąpiel przerywająca

5. Umieszczenie ramki w utrwalaczu (5 min.)

6. Kąpiel końcowa (5-10 min.)

7. Suszenie.

Obróbka trwa ok. 20-30 minut.

Posiada rolkowy układ transportujący umożliwiający

przejście błony przez poszczególne zbiorniki:

1. Podajnik
2. Zbiornik wywoływacza
3. Zbiornik utrwalacza
4. Zbiornik wody płuczącej
5. Suszarka
6. Pojemnik na wywołane błony
7. Układ uzupełnienia - wyrównuje poziom

odczynników obniżony na skutek zużycia oraz

zanieczyszczenia.

8. Układ krążenia i filtracji - wymusza obieg

odczynników, utrzymuje ich aktywność i

temperaturę

Ciemnia automatyczna

Proces wywoływania błony rtg polega na tym,

że wywoływacze stosowane w procesie
obróbki chemicznej powodują transformację
obrazu utajonego wytworzonego w trakcie
ekspozycji na obraz widzialny przez redukcje
halogenku srebra do srebra metalicznego.

Obraz utajony Obraz

widzialny

Wywoływanie błony rtg

Redukcja
halogenku
srebra do srebra
metalicznego

Wywołanie polega na zredukowaniu

aktywnych ziaren obrazu utajnionego za

pomocą łagodnego reduktora

(wywoływacza) zawierającego siarczyn

sodowy (Na

2

SO

3

).

W wyniku redukcji w miejscach

uaktywnionych ziaren AgBr pojawia się

czarne srebro metaliczne - jego ilość jest

proporcjonalna do intensywności

oświetlenia.

Wywoływanie błony rtg

Zadaniem substancji nazywanej

wywoływaczem jest dostarczenie elektronów

do całkowitej zamiany srebra jonowego

zawartego w naświetlonym krysztale do

srebra metalicznego. Dzieje się to kosztem

utleniania cząsteczek wywoływacza, czyli

utraty zdolności do wywoływania. Używanie

wywoływacza o obniżonych parametrach

powoduje, że obraz utajony nie zostanie

wywołany. W sytuacji, kiedy parametry

wywoływacza przekroczą optimum – część

kryształów nie naświetlonych może zostać

zredukowana do srebra metalicznego.

Wywoływacz

Proces utrwalania obrazu na błonie rtg

polega na tworzeniu przez aktywny
składnik utrwalacza, czyli związki
triosiarczanu połączeń z halogenkiem
srebra i przeprowadzenie go do
roztworu.

Proces utrwalania obrazu

Utrwalanie błony polega na:
• Rozpuszczeniu tych mikrokryształów

halogenku srebra, które nie były
wywołane

• Zneutralizowanie działania

wywoływacza w warstwie emulsji

• Zabezpieczenie obrazu na błonie

poprzez zgarbowanie żelatyny

Utrwalacz

Płukanie końcowe ma na celu usunięcie

rozpuszczalnych kompleksów srebra z

tiosiarczanem. Pozostawiona substancja czynna

utrwalacza będzie reagowała z srebrem powodując

powstanie na wywołanej błonie brązowego osadu.

Płukanie końcowe powinno odbywać się w

określonych warunkach:

• Przesuwanie się wody wzdłuż błony od dołu ku

górze

• Temperatura poniżej 3-5°C temperatury utrwalacza
• Filtracji

Płukanie końcowe

Urządzenie pomocnicze w diagnostyce

rentgenowskiej służące eliminacji

promieniowania rozproszonego powstałego

w efekcie osłabienia promieniowania X

przechodzącego przez obiekt badany.

Kratka przeciwrozproszeniowa (wg. Pottera)

zbudowana jest z cienkich listewek

ołowianych przegradzanych materiałem

przepuszczalnym dla promieniowania X

(aluminium lub włókno węglowe).

Kratka

przeciwrozproszeniowa

Rodzaje:

• Stałe (nieruchome)

• Ruchome

Kratka zogniskowana o listewkach

ustawionych pod katem w stosunku do

powierzchni pokrywy kratki

Kratka równoległa o listewkach

ułożonych równolegle w stosunku do

powierzchni pokrywy kratki

Kratka

przeciwrozproszeniowa

Parametry charakteryzujące:
• Współczynnik wypełnienia, czyli stosunek

wysokości listewek do odległości pomiędzy nimi

R=h/d

• Liczba linii/cm – dla kratek

przeciwrozproszeniowych stałych (im większy

współczynnik, tym mniej linie widoczne są na

zdjęciu rtg)

• Efektywność kratki (K) – o ile następuje poprawa

jakości radiogramu z użyciem danej kratki

• Ilość ołowiu w kratce wyrażona w [g/cm2] to

miara poprawienia kontrastowości zdjęcia rtg

Kratka

przeciwrozproszeniowa

• Absorpcja -współczynnik Bucky´ego

(B) wskazuje o ile należy zwiększyć
warunki ekspozycji, aby
skompensować straty wynikające z
pochłaniania promieniowania przez
kratkę

• Jakość kratki, wyrażona jako stosunek

K(kontrastowość)/B(absorbcja)

Kratka

przeciwrozproszeniowa

Generator to część aparatu

rentgenowskiego obejmująca
następujące elementy:

• Lampa rtg
• Zasilacz wysokiego napięcia
• Rozdzielnia
• Osprzęt (kable wysokiego napięcia,

rozrusznik wirnika anody, urządzenia
chłodzące anodę)

Generator

Zasilacz rentgenowski

Podstawowe elementy budowy:
• Transformator
• Prostownik
• Obwód wysokiego napięcia
• Obwód żarzenia katody

Transformator to urządzenie przetwarzające

napięcie przy zachowaniu stałej jego mocy.

Transformator zbudowany jest z 2 uzwojeń

nawiniętych na rdzeń ferromagnetyczny –

pierwotny pobór energii i wtórne przekazanie

energii.

Stosunek liczby zwojów uzwojenia wtórnego do

pierwotnego nazywany jest przekładnią

transformatora. Napięcie uzwojenia wtórnego

jest proporcjonalne do przekładni (jeśli

napięcie na uzwojeniu wtórnym jest 100 x

większe od pierwotnego to znaczy, że jest

ono 100 x większe od napięcie na wejściu).

Transformator

Obwód wysokiego napięcia

Podstawowy podział:
• Jednopulsowy
• Dwupulsowy
• Sześciopulsowy
• Dwunastopulsowy

O właściwościach diagnostycznych aparatu

rtg decyduje wartość i kształt wysokiego

napięcia przyłożonego do lampy rtg.

Zasilacz rentgenowski

Przy użyciu zasilacza tego rodzaju (napięcie

ma kształt połówki sinusoidy) w

początkowej fazie pracy lampa rtg emituje

promieniowanie miękkie, które pochłaniane

jest przez filtr. Wraz ze wzrostem napięcia

wzrasta emisja promieniowania o krótszej

fali, które przechodzi przez ciało pacjenta

ale dopiero w okolicy maksymalnej

wartości połówki sinusoidy pojawia się

moment emisji promieniowania

użytecznego – energia promieniowania

wystarczająca do zaczernienia błony rtg.

Zasilacz jednopulsowy

Rozwój elekroniki i poprawa właściwości

ferromagnetycznych doprowadziły do

skonstruowania powszechnie stosowanych

zasilaczy konwertorowych (impulsowych) z

przetworzeniem częstotliwości .

Zalety:
• Skrócenie czasu narastania impulsu

wysokiego napięcia

• Jednorodna wiązka promieniowania
• Małe gabaryty – konstrukcyjne rozwiązanie to

montaż zasilacza w kołpaku lampy rtg

Zasilacz wysokiej

częstotliwości (HF)

Obsługa aparatu na poziomie wyboru

warunków ekspozycji możliwa jest z
pulpitu sterującego nazywanego
stolikiem rozdzielczym.

Parametry regulowane ze stolika

rozdzielczego:

System sterujący

Parametr promieniowania

Sposób regulacji

Natężenie

[mA]

[kV]

Przenikliwość

[kV]

Ilość

[mA]

[s]

Geometria wiązki

Wielkość ogniska

Jednorodność

Kratka przeciwrozproszeniowa

Sposób doboru warunków ekspozycji w zależności

od liczby parametrów ustawianych ręcznie:

• Technika trzypunktowa – wszystkie 3 parametry

ustawiane są ręcznie tj. kV, mA, s

• Technika dwupunktowa – elektroradiolog

wybiera 2 parametry tj. kV, mAs (wartość mA

reguluje układ automatyki)

• Technika jednopunktowa - elektroradiolog

wybiera 1 parametr tj. kV (wartość mAs

reguluje ukad automatyki na podstawie

detektorów promieniowania umieszczonych pod

rejestratorem)

System sterujący

• Technika zeropunktowa
• Technika organowa –dobór

automatyczny optymalnych
parametrów ekspozycji dla danego
rodzaju badania (klp/jama
brzuszna/czaszka),lub pacjenta
(dorosły/dziecko;
szczupły/norma/gruby)

System sterujący

Elementy:
• Szklany próżniowy pojemnik
• 2 ekrany fluoryzujące – pierwotny, do którego

przylega fotokatoda; wtórny – prezentacja obrazu

Zasada działania : pod wpływem promieniowania X

padającego na ekran fluoryzujący następuje

emisja promieniowania widzialnego, fotokatoda

pod wpływem fotonów emituje elektrony,

elektrony przez układ soczewek

elektrostatycznych są skupiane na ekranie

wtórnym, gdzie energia elektronów zmieniana

jest na obraz widzialny.

Wzmacniacz obrazu

Ze względów konstrukcyjnych średnica

ekranu wtórnego jest bardzo mała,
wynosi około 10mm. Tak mały obraz nie
może być oglądany bezpośrednio stąd
rozpowszechnienie stosowania
wzmacniacza obrazu razem z systemami
prezentacji obrazu - rentgenotelewizja
przewodowa i/lub magnetowidem,
kamerą filmową lub kamerą
małoformatową (spot – kamera).

Wzmacniacz obrazu