ارشد_فیزیک_پزشکی

تضعیف یا Attenuation پرتوهای ایکس به چه معناست؟

تضعیف یا Attenuation پرتوهای ایکس به چه معناست؟

  در برخورد فوتون با یک ماده، هر کدام از فرایندهای فوتوالکتریک، کامپتون، تامسون، تولید جفت و تجزیه ی نوری ممکن است اتفاق بیفتند، منتها در هر برخورد، فقط یکی از این فرایندها اتفاق می افتد، حال اگر تعداد فوتونهای زیادی در بیم اشعه ایکس داشته باشیم، در برخوردهای متعدد ممکن است که همه­ ی این فرایندها را داشته باشیم، بنابراین احتمال برخورد فوتون با ماده برابر است با مجموع احتمال تک تک برخورهای تامسون، کامپتون، فوتوالکتریک، تولید جفت و تجزیه ی نوری با آن ماده، و در محدوده ی تشخیصی چون تولید جفت و تجزیه ی نوری اتفاق نمی افتند، احتمال برخورد از مجموع احتمالات تامسون، فوتوالکتریک و کامپتون بدست می آید، به این ترتیب  ،در محدوده ی تشخیصی، به کاهش شدت پرتو در حین عبور از ضخامت یک ماده ی جاذب بر اثر فوتوالکتریک، کامپتون و تامسون، تضعیف یا Attenuation گفته می شود. ضریب تضعیف معیاری برای نمایش کمیت پرتوی تضعیف شده توسط ضخامت معینی از ماده ی جاذب می باشد که به دو صورت ضریب تضعیف خطی و ضریب تضعیف جرمی تعریف می شود. ضریب تضعیف خطی نشان دهنده ی کسری از پرتوهای ایکس می باشد که در هنگام عبور از یک سانتی متر از یک ماده کاهش پیدا می کند و از مجموع احتمال وقوع پدیده های تامسون، فوتوالکتریک، کامپتون و تولید جفت به صورت زیر قابل محاسبه است.  ضریب تضعیف خطی کل یک ماده به انرژی پرتو و نوع ماده ی جاذب (چگالی و عدد اتمی ماده جاذب) وابسته است و با افزایش انرژی و چگالی، ضریب تضعیف خطی کاهش پیدا می کند. از طرفی ضریب تضعیف خطی نه تنها به چگالی ماده ی جاذب، بلکه به حالت فیزیکی ماده ی جاذب هم وابسته می باشد. به عنوان مثال چون چگالی آب بیشتر از یخ و چگالی یخ بیشتر از بخار آب می باشد، با اینکه هر سه از مولکولهای آب ساخته شده اند، منتها چون حالتهای فیزیکی متفاوتی دارند، ضرایب تضعیف آنها با هم متفاوت می باشد و ضریب تضعیف بخار آب

مشاهده مطلب
فیلتراسیون ذاتی و فیلتراسیون اضافی دستگاه اشعه ی ایکس چیست؟

فیلتراسیون ذاتی و فیلتراسیون اضافی دستگاه اشعه ی ایکس چیست؟

  فیلتراسیون ذاتی به حذف پرتوهای ایکس کم انرژی توسط محفظه ی لامپ اشعه ی ایکس، عایق روغنی اطراف لامپ و پنجره ی لامپ اشعه ی ایکس اشاره دارد و معمولاً جنس پنجره ی تیوب اشعه ی ایکس با توجه به جنس بافت مورد تصویربرداری انتخاب میشود، به عنوان مثال در دستگاه های ماموگرافی جنس پنجره ی لامپ اشعه ی ایکس به جای شیشه از برلیوم با عدد اتمی 4 ساخته می شود، تا به این ترتیب با توجه به پایین بودن انرژی پرتوهای ایکس مورد استفاده، پنجره ی تیوب جذب اشعه ی بالایی نداشته باشد. فیلتراسیون اضافی نیز به معنای قرار دادن یک ماده ی جاذب در مسیر بیم اشعه ی ایکس می باشد تا به این ترتیب فوتونهای کم انرژی توسط فیلتر اضافی جذب شده و تنها فوتونهای پر انرژی بتوانند عبور کنند، به این منظور معمولاً از فیلترهای آلومینیوم یا مس استفاده می شود، البته فیلترهای مرکبی نیز وجود دارند که شامل دو یا چند لایه از فلزات مختلف می باشند، و در آنها فلز با عدد اتمی بالا در طرف لامپ و فلز با عدد اتمی پایین تر در طرف بیمار قرار میگیرد تا به این ترتیب پرتوهای ایکس اختصاصی تولید شده در فیلتر با عدد اتمی بالا توسط فیلتر با عدد اتمی پایین جذب شده و از رسیدن آنها به بیمار و در نتیجه افزایش دُز بیمار جلوگیری شود. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
پدیده ی تولید زوج چیست؟

پدیده ی تولید زوج چیست؟

  در صورتیکه انرژی فوتون تابشی بیشتر از 1.02 Mev باشد، فوتون تابشی ممکن است در اثر برخورد با ابر الکترونی اتم و یا تحت تأثیر نیروی هسته ی اتم ناپدید شده و به جای آن یک الکترون و یک پوزیترون تولید شود، از طرفی جرم حالت سکون الکترون و پوزیترون با توجه به رابطه ی E=mc2 برابر 0.511 مگا الکترون ولت می باشد، بنابراین فوتون تابشی حداقل باید به اندازه ی مجموع جرم حالت سکون یک الکترون و پوزیترون یعنی 1.02Mev انرژی داشته باشد، تا پدیده ی تولید جفت بتواند اتفاق بیفتد، و چون این انرژی در محدوده ی پرتوهای ایکس مورد استفاده در بخشهای رادیولوژی تشخیصی نمی باشد، لذا در بخش هایی مانند بخش رادیولوژی، پدیده ی تولید جفت اتفاق نمی افتد. نهایتا اگر در یک پدیده ی تولید جفت، انرژی فوتون تابشی بیشتر از انرژی جرم حالت سکون الکترون و پوزیترون باشد، مازاد انرژی فوتون به انرژی جنبشی پوزیترون و الکترون تبدیل می گردد ، یعنی انرژی Ek=hf-1.02 بین الکترون و پوزیترون تقسیم می شود. احتمال وقوع پدیده ی تولید جفت نیز با عدد اتمی ماده ی جاذب و انرژی فوتون تابشی رابطه ی مستقیم دارد.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
پراکندگی کامپتون چیست؟

پراکندگی کامپتون چیست؟

  پدیده ی کامپتون بر خلاف پدیده ی فوتوالکتریک در اثر برخورد فوتونهای با انرژی متوسط با الکترونهای لایه ی خارجی اتم های ماده هدف اتفاق می افتد. در پدیده ی کامپتون همه ی انرژی فوتون به الکترون منتقل نمی شود، زیرا با توجه به اصل بقای انرژی جنبشی و مومنتوم اگه همه ی انرژی فوتون به الکترون منتقل شود، الکترون می بایست پس از جدا شدن از اتم با سرعت نور حرکت کند، که این موضوع امکان پذیر نمی باشد. بنابراین در پدیده ی کامپتون فقط مقداری از انرژی فوتون به الکترون منتقل می شود و فوتون با انرژی کمتر از فوتون اولیه و تحت زاویه ی تتا از مسیر اولیه ی خودش منحرف می شود، الکترون جدا شده در پراکندگی کامپتون، که به آن الکترون ثانویه گفته می شود نیز تحت زاویه ی فی  و با انرژی Ek از اتم خارج می گردد. احتمال پدیده ی کامپتون مانند پدیده ی فوتوالکتریک با افزایش انرژی فوتون تابشی کاهش پیدا می کند، منتها میزان این کاهش در مقایسه با پدیده ی فوتوالکتریک بسیار کندترمی باشد و با انرژی فوتون رابطه ی عکس دارد، بنابراین پدیده ی کامپتون در انرژی هایی که احتمال پدیده ی فوتوالکتریک بسیار کم شده حائز اهمیت می باشد، از سوی دیگر در پدیده ی کامپتون احتمال برخورد فوتون با همه ی الکترونهای مداری یکسان می باشد، و به انرژی بستگی الکترونها وابسته نیست، بنابراین ضریب پراکندگی کامپتون مستقل از عدد اتمی ماده ی جاذب می باشد و فقط به تعداد الکترونهای موجود در واحد حجم ماده ی جاذب بستگی دارد. در برخورد فوتونهای با انرژی بین 100Kev تا 10Mev با بافت نرم، پدیده ی کامپتون دارای بالاترین احتمال وقوع می باشد. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
 برخورد فوتوالکتریک چیست؟

برخورد فوتوالکتریک چیست؟

  در برخورد فوتو الکتریک یک فوتون با انرژی hf با یکی از الکترونهای لایه های داخلی اتم برخورد کرده و همه ی انرژی خودش را به الکترون میدهد، به این ترتیب فوتون از بین رفته و الکترون شروع به حرکت در درون ماده مینماید. به این برخورد، برخورد فوتوالکتریک می گویند، و به الکترونهایی که در اثر این برخورد از اتم خارج می شوند فوتوالکترون گفته می شود. انرژی جنبشی فوتوالکترونها از رابطه ی Ek=hf-Eb قابل محاسبه می باشد، که در آن Ek انرژی جنبشی فوتوالکترون، hf​ انرژی فوتون اولیه و Eb انرژی بستگی الکترون به هسته ی اتم می باشد. در پدیده ی فوتوالکتریک جای خالی الکترون بلافاصله توسط یکی از الکترون های لایه های بالاتر پر می شود و به این ترتیب یک یا چند فوتون ایکس اختصاصی از اتم تابش می شود. بنابراین در نتیجه ی پدیده ی فوتوالکتریک، یک فوتوالکترون، یک یون مثبت و یک پرتو ایکس اختصاصی تولید می گردد. بیشترین احتمال وقوع پدیده ی فوتوالکتریک زمانی می باشد که انرژی فوتون اندکی بیش از انرژی بستگی الکترون در لایه ی مربوطه باشد، در این حالت همه ی الکترونهای آن لایه ی الکترونی در معرض پدیده ی فوتوالکتریک قرار می گیرند، منتها با افزایش انرژی فوتون، احتمال پدیده ی فوتوالکتریک کاهش پیدا می کند، زیرا با افزایش انرژی، فوتونها بدون برخورد با الکترونهای آن لایه ی اتمی می توانند به لایه های درونی تر اتم نفوذ کنند و به این ترتیب احتمال برخورد فوتوالکتریک با آن لایه ی الکترونی از بین رفته و در نتیجه احتمال کلی وقوع پدیده ی فوتوالکترونیک کاهش پیدا می کند.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
پراکندگی تامسون (رایلی) چیست؟

پراکندگی تامسون (رایلی) چیست؟

  در این برهمکنش یک فوتون X کم انرژی با یکی از اتم های ماده هدف برخورد کرده و موجب برانگیخته شدن آن اتم می گردد، نهایتا اتم برانگیخته شده هنگامی که به حالت پایه ی خودش بر می گردد، یک فوتون با همان مشخصات فوتون اولیه منتها در یک مسیر متفاوت تابش می کند. اما چون در این برخورد از یک طرف هیچ انتقال انرژی و یونیزاسیونی اتفاق نمی افتد و از طرف دیگر اکثراً در برخورد فوتونهای با انرژی کمتر از 10Kev با مواد با عدد اتمی بالا این پراکندگی را داریم، در رادیولوژی تشخیصی از اهمیت زیادی برخوردار نیست. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
چطور با پرتوهای ایکس از بدن بیماران تصویربرداری میکنیم؟

چطور با پرتوهای ایکس از بدن بیماران تصویربرداری میکنیم؟

یکی از موارد استفاده از پرتوهای X ، در بخشهای رادیوگرافی و برای تصویربرداری از اندامهای بدن می باشد. هنگامی که یک دسته پرتو اشعه  Xبا انرژی های مختلف وارد بدن بیمار می شوند، بر اثر تضعیف متفاوتی که توسط اندام های مختلف بدن اتفاق می افتد، پرتوهای ایکس خروجی از بدن بیمار یک توزیع کاملاً غیریکنواخت پیدا می کنند، که این توزیع غیر یکنواخت برای نمایش آناتومی بدن بر روی فیلم رادیوگرافی مورد استفاده قرار می گیرد. به این صورت که وقتی یک فوتون تابشی بدون هیچگونه برخورد و بر همکنشی، از بدن بیمار خارج شده و به فیلم رادیوگرافی برخورد می کند، آن نقطه از فیلم رادیوگرافی بعد از ظاهر شدن فیلم به رنگ سیاه نشان داده میشود، منتها اگر فوتونهای تابشی در حین عبور از بدن، توسط بافتهای مختلف بدن حذف بشوند، نقطه ی مقابل آنها بر روی فیلم به رنگ سفید نشان داده می شود. به این ترتیب با توجه به شدت پرتوهایX  ی که به هر نقطه ی از فیلم رادیوگرافی می رسد، نهایتاً طیفی از شدت های خاکستری بین سیاه و سفید برروی فیلم رادیوگرافی ایجاد می شود و یک تصویر از آناتومی بدن بیمار بر روی فیلم رادیوگرافی تشکیل می شود. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
امواج مکانیکی چه تفاوتی با امواج الکترومغناطیس دارند؟

امواج مکانیکی چه تفاوتی با امواج الکترومغناطیس دارند؟

  امواج با توجه به نحوه ی تولید و آثار و عوارضی که از خودشان بجا می گذارند به دو دسته ی امواج الکترومغناطیسی و امواج مکانیکی تقسیم بندی می شوند، برای تولید امواج الکترومغناطیس از نوسان یک ذره ی باردار استفاده می شود. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب