جزوه_فیزیک_پزشکی

لامپ اشعه ی ایکس از چه قسمتهایی تشکیل شده است؟

لامپ اشعه ی ایکس از چه قسمتهایی تشکیل شده است؟

مهمترین بخش هر دستگاه_رادیولوژی، لامپ پرتو_ایکس است، که به آن لوله ی کولیج (Coolidge tube) گفته می شود، به این صورت که این لوله ی کولیج یک محفظه ی شیشه ای تخلیه شده از هوا است، که بخشی از جدار شیشه ای آن نازکتر از بقیه ی جداره ساخته میشود و این قسمت نازکتر در واقع همان محلی است که پرتوهای ایکس از این قسمت به بیرون از دستگاه رادیولوژی هدایت می شوند و به آن اصطلاحاً پنجره گفته می شود، از طرف دیگر این محفظه ی شیشه ای، خودش در درون یک محفظه فلزی پر از روغن قرار می گیرد، تا به این ترتیب روغن از یک طرف به انتقال حرارت تولیدی در تیوب، به بیرون از لامپ کمک کند و از طرف دیگر به عنوان یک عایق الکتریکی، ایمنی الکتریکی لامپ اشعه ی ایکس را افزایش دهد، علاوه بر این محفظه ی فلزی، فقط به پرتوهای ایکسی که از پنجره خارج میشوند اجازه ی عبور به بیرون را میدهد و پرتوهای ایکسی که در بقیه ی جهات منتشر میشوند توسط محفظه ی فلزی جذب میشوند و از نشت آنها به بیرون از لامپ جلوگیری میشود. نهایتا محفظه ی فلزی یک نقش حفاظتی هم برای محفظه ی شیشه ای دارد و از لطمه و آسیب های احتمالی به آن جلوگیری می کند. در درون لوله ی کولیج، آند و کاتد را داریم، کاتد در واقع قطب منفی لامپ اشعه ایکس است و از فیلامان، سرپوش کانونی کننده(Focusing Cup) و سیم های رابطی که برای برقراری ولتاژ و جریان مورد استفاده قرار می گیرند، تشکیل شده است. فیلامان یک سیم نازک از جنس تنگستن می باشد که به شکل یک فنر ریز ساخته شده و وقتی یک جریان الکتریکی از آن عبور می کند گرم می شود و درجه حرارت آن بالا می رود، با بالا رفتن درجه حرارت فیلامان، پدیده ی ترمویونیک اتفاق می افتد، یعنی تعدادی از الکترونهای آزاد تنگستن در اثر جذب انرژی گرمایی تا مسافت کمی از سطح فلز دور می شوند و به این ترتیب در اطراف فیلامان یک ابر الکترونی ایجاد می شود، بازده ترمویونیک هم به عواملی مثل درجه حرارت فیلامان، جنس و شکل فیلامان و همچنین اندازه ی سطح تماس اتمهای فیلامان با محیط پیرامون وابسته است و تنگستن بدلیل خواص مناسبی مثل بازده تومویونیک و نقطه ی ذوب بالایی که دارد برای ساخت فیلامان مناسب است، نهایتاً فیلامان در درون یک سرپوش کانونی کننده (focusing Cup) قرار می گیرد، که این سرپوش کانونی کننده به یک ولتاژ منفی متصل است و با احاطه کردن فیلامان از پراکندگی الکترون های فیلامان در اثر نیروی دافعه ی الکتریکی که بین الکترونها وجود دارد جلوگیری می کند، و به این ترتیب جریان الکترونها را با شکل و اندازه ی مورد نظر بر روی آند متمرکز می کند. نهایتا سرپوش کانونی کننده در بعضی از دستگاه ها به یک ولتاژ منفی بزرگ وصل می شود و به این صورت به عنوان الکترود سوم دستگاه برای کنترل جریان الکترون ها از فیلامان به سمت آند مورد استفاده قرار میگیرد. یک نکته ی دیگراینکه در لامپ های اشعه ی ایکس مدرن گاهی به جای یک فیلامان از دو فیلامان استفاده می شود، که به این لامپها، لامپهای دو کانونی گفته می شود، به این صورت که فیلامان با طول بلندتر برای تابش های با شدت بالاتر و زمان کوتاهتر مثل رادیوگرافی از قلب مورد استفاده قرار می گیرد و فیلامان کوتاهتر برای تابشهای با شدت کم و زمان طولانیتر مثل رادیوگرافی استخوان یا برای مواردی که می خواهیم تصویر رادیوگرافی وضوح بالاتری داشته باشد، مثل ماموگرافی، استفاده میشود. معمولاً هم این فیلامانها یا کنار هم قرار می گیرند و یا یک فیلامان در بالای فیلامان دیگر جایگذاری میشود، منتها در زمان تابش فقط یک فیلامان روشن است و کار می کند. جزء مهم دیگری که در تیوب اشعه ی x داریم آند یا همان قطب مثبت لامپ است، که آندها یا به صورت ثابت ساخته میشوند مثل آندهایی که در دستگاه های رادیوگرافی دندان داریم، و یا به صورت دوار ساخته میشوند مثل آندهایی که در دستگاه های رادیوگرافی  Conventional داریم، منتها نکته ی مهم اینکه بین آند و کاتد یک اختلاف پتانسیل بسیاری بالایی برقرار می شود و این اختلاف پتانسیل بالا باعث می شود الکترونهای تولیدی توسط فیلامان به سمت آند شتاب بگیرند و در اثر برخورد با سطح آند، تولید اشعه ایکس کنند. از طرف دیگر مقدار جریانی که بین آند و کاتد برقرار می شود به تعداد الکترونهای تولیدی توسط فیلامان وابسته است و با افزایش شدت جریان فیلامان، حرارت فیلامان و در نتیجه تعداد الکترونهای تولیدی توسط فیلامان افزایش پیدا می کند، به این ترتیب بعد از برقراری اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد الکترونهای بیشتری به سمت آند جریان پیدا می کنند و شدت اشعه ی ایکس تولیدی افزایش پیدا می کند، بنابراین در لامپ اشعه ایکس کمیت یا تعداد پرتوهای ایکس تولیدی بوسیله ی شدت جریان فیلامان، و انرژی پرتوهای ایکس تولیدی بوسیله ی kvp یا همان ولتاژ اعمالی بین آند و کاتد قابل کنترل است. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
ساختار صفحات تشدید کننده به چه صورت است؟

ساختار صفحات تشدید کننده به چه صورت است؟

هدف از استفاده ی از صفحات تشدید کننده کاهش دُز بیمار همراه با تابش مناسب به فیلم رادیوگرافی می باشد، به این صورت که صفحات تشدید کننده از 4 لایه ساخته می شوند، لایه ی اول پایه ی صفحه ی تشدید کننده از جنس پلاستیک می باشد، لایه ی دوم لایه ی منعکس کننده ی نور مرئی است که وظیفه دارد  پرتوهای نورانی که به سمت پایه ی صفحه ی تشدید کننده حرکت می کنند را به سمت فیلم رادیوگرافی منکعس کند، لایه سوم یک لایه ی فسفری می باشد، که یک محیط پلاستیکی است که در آن کریستال های فسفر مثل تنگستات کلسیم به صورت معلق قرار گرفته اند و این کریستالهای فسفر علاوه بر اینکه عدد اتمی بالایی دارند دارای خاصیت فلورسانس نیز می باشند، یعنی در اثر جذب پرتوهای ایکس پرانرژی تعداد زیادی فوتون کم انرژی در محدوده ی نور مرئی تابش می کنند، و این فوتونهای نورانی وقتی با فیلم رادیوگرافی برخورد می کنند، در آن یک تصویر پنهان ایجاد می نمایند. دقت کنید که با افزایش ضخامت لایه ی فسفر، بازده و سرعت صفحه افزایش پیدا می کند زیرا احتمال برخورد پرتوهای ایکس با کریستالهای فسفر افزایش می یابد، منتها رزولوشن تصویر دریافتی با افزایش ضخامت لایه ی فسفر، کاهش می یابد زیرا پرتوهای نورانی تولید شده در صفحه ی تشدید کننده به محدوده ی بزرگتری از سطح فیلم تابش می شوند. نهایتا لایه ی چهارم صفحه ی تشدید کننده یک لایه ی محافظ می باشد، که این لایه ی محافظ اولاً به عنوان یک حفاظ فیزیکی برای لایه ی فسفر عمل می نماید، و ثانیاً یک سطحی ایجاد می کند که بتوانیم بدون صدمه به لایه ی فسفر، صفحه ی تشدیدکننده را تمیز کنیم.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
ساختار کاست رادیوگرافی به چه صورت است؟

ساختار کاست رادیوگرافی به چه صورت است؟

صفحه ی بالایی کاست رادیوگرافی معمولاً از یک ماده ی سبک شفاف به پرتوهای ایکس مانند پلاستیک ساخته می شود تا پرتوهای ایکس به راحتی بتوانند از آن عبور کنند، بعد از آن یک صفحه ی تشدید کننده قرار گرفته است و سپس فیلم رادیوگرافی را داریم، و پس از آن مجدداً یک صفحه ی تشدید کننده ی دیگر قرار گرفته است. ( به این ترتیب فیلم رادیوگرافی در بین دو صفحه ی تشدید کننده قرار می گیرد)  نهایتاً صفحه ی پشتی کاست را داریم که معمولاً از یک فلز با عدد اتمی بالا ساخته می شود تا پرتوهای ایکسی که بوسیله ی صفحات تشدید کننده و فیلم متوقف نشده اند را جذب کرده و از پراکندگی و بازگشت آنها به سمت فیلم رادیوگرافی جلوگیری نماید.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
استفاده از گرید چه تاثیری بر روی دز بیمار می گذارد؟

استفاده از گرید چه تاثیری بر روی دز بیمار می گذارد؟

استفاده ی از گرید باعث افزایش دُز بیمار می شود، به این دلیل که گرید بسیاری از پرتوهای ایکس را جذب می کند، در نتیجه برای آنکه به همان میزان سیاهی که در زمان عدم استفاده ی از گرید داشتیم، برسیم، بایستی عوامل تابش مثل mA یا زمان تابش دهی را افزایش بدهیم، که این موضوع به معنای افزایش دُز بیمار می باشد. از سوی دیگر یکی از مهمترین پارامترهای گرید که برای توصیف توانایی گرید در حذف پرتوهای پراکنده استفاده میشود، نسبت گرید می باشد که از تقسیم ارتفاع تیغه های گرید به فاصله ی بین تیغه ها بدست می آید یعنی ، به این ترتیب هر چه تیغه های گرید بلندتر و فاصله ی بین تیغه ها کمتر باشد، پرتوهای پراکنده ی بیشتری توسط گرید حذف می شود و در نتیجه بازده گرید بالاتر است، منتها باید دقت کنیم که افزایش نسبت گرید به معنای افزایش دُز بیمار می باشد.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
گرید چیست و به چه منظور مورد استفاده قرار می گیرد؟

گرید چیست و به چه منظور مورد استفاده قرار می گیرد؟

پرتوهای اشعه ایکس در مسیر حرکت خود یا بدون هیچ برخوردی از بدن بیمار عبور می کنند، یا توسط بدن بیمار جذب می شوند و یا از مسیر اولیه ی خود در جهات مختلف پراکنده می شوند. پرتوهایی که توسط بدن بیمار جذب می شوند و پرتوهایی که بدون هیچ برخوردی از بدن بیمار عبور می کنند برای ما تصویر واضحی از بافتهای مختلف می سازند، منتها پرتوهایی که از مسیر حرکت خودشان منحرف می شوند (پراکنده می شوند)، حامل اطلاعات تشخیصی نبوده و نویز محسوب می گردند، و اگر این پرتوهای پراکنده شده به فیلم رادیوگرافی برسند موجب محوشدن تصویر رادیوگرافی و کاهش کنتراست فیلم رادیوگرافی می گردند. به همین دلیل برای آنکه از رسیدن این پرتوهای پراکنده به سطح فیلم رادیوگرافی یا صفحه ی فلوروسکپی جلوگیری شود، از راه های متفاوتی استفاده می شود، یکی از این راه ها کاهش اندازه ی میدان اشعه ایکس بوسیله ی کلیماتور می باشد تا  به این ترتیب پرتوهای پراکنده ی کمتری تولید گردد، راه دوم استفاده ی از kvp های کوچیکتر می باشد تا به این ترتیب فوتونهای اشعه ی ایکس انرژی کمتری داشته باشند و در نتیجه پرتوهای پراکنده شده انرژی کافی برای رسیدن به فیلم رادیوگرافی را نداشته باشند. راه سوم استفاده ار باند کمپرسی برای کاهش ضخامت بافتی می باشد که در میدان اشعه ی ایکس قرار می گیرد تا به این صورت با کاهش ضخامت بافت احتمال پراکندگی پرتوها نیز کاهش پیدا کند، راه چهارم افزایش فاصله ی بین بافت بدن و فیلم است تا به این ترتیب پرتوهای پراکنده شده ی کمتری به فیلم برسند و مه آلودگی فیلم کاهش پیدا کند، نهایتاً کاربردی ترین روشی که برای کاهش پرتوهای پراکنده شده مورد استفاده قرار می گیرد استفاده ی از گرید می باشد، به این صورت که گرید از تعداد زیادی نوارهای سربی موازی ساخته شده که این نوارهای سربی توسط یک ماده ی شفاف به اشعه ی ایکس مثل کربن، آلومینیم یا پلاستیک از هم جدا شده اند، و وقتی که گرید بین بیمار و کاست رادیوگرافی قرار می گیرد، به علت همراستا بودن شکافت های گرید با منبع تولید پرتوهای ایکس، فوتونهای اشعه ایکسی که بدون هیچ برخوردی از بدن بیمار عبور می کنند، شانس بیشتری برای عبور از فضای بین تیغه ها دارند، در حالیکه پرتوهای پراکنده شده به احتمال زیاد با تیغه های گرید برخورد کرده و حذف می شوند، به این ترتیب پرتوهای پراکنده شده ی کمتری به فیلم می رسد، نویز تصویر رادیوگرافی کاهش پیدا می کند، و در نتیجه کنتراست تصویر رادیوگرافی افزایش می یابد.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
محدود کننده دستگاه رادیوگرافی چیست؟

محدود کننده دستگاه رادیوگرافی چیست؟

محدود کننده وسیله ای است که به محفظه ی تیوب اشعه ی ایکس متصل می شود و اندازه و شکل بیم اشعه ی ایکس را تنظیم می کند، محدود کننده ها به سه گروه، سوراخ – شکاف – دیافراگم ، مخروطی ها و استوانه ای ها و  کلیماتورها تقسیم بندی می شوند، که در بین آنها کلیماتورها بهترین نوع محدود کننده ها می باشند، به این دلیل که اولاً توسط آنها میتوانیم میدانهای با ابعاد مختلف را بسازیم و ثانیاً در کلیماتورها میدان پرتو توسط یک دسته پرتو نورانی، قبل از تابش دهی به بیمار قابل ملاحظه می باشد. کلیماتورها شامل دو دسته دریچه می باشند و هر دریچه شامل چهار صفحه ی سربی است که بصورت زوج های مستقل از هم حرکت می کنند و به این ترتیب ابعاد میدان اشعه ی ایکس با تغییر ابعاد دریچه ها قابل تنظیم می باشد. مهمترین وظیفه ی محدود کننده ها حفاظت بیمار در برابر پرتوهای غیر ضروری است.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
(HVL (Half Value Layer چیست؟

(HVL (Half Value Layer چیست؟

  مولفه ای که برای اندازه گیری غیر مستقیم کیفیت بیم اشعه ی ایکس مورد استفاده قرار می گیرد، ضخامت لایه نیم جذب یا HVL می باشد که بعنوان ضخامتی از ماده ی جاذب که شدت پرتوهای اشعه ی ایکس را به نصف مقدار اولیه کاهش می دهد تعریف می شود و باالتبع هر چه قدرت نفوذ پرتو بیشتر باشد، ضخامت لایه ی نیم جذب هم افزایش پیدا می کند، منتها با توجه به اینکه پرتوهای ایکس تولیدی توسط مولد اشعه ی ایکس تک انرژی نمی باشند، به همین دلیل این پرتوها با عبور از لایه های مختلف یک ماده سخت تر می شوند و انرژی متوسط دسته پرتوی ایکس افزایش پیدا می کند، و بیم اشعه ی ایکس سخت تر میشود و در نتیجه ضخامت لایه های نیم جذب افزایش پیدا میکند. نسبت  HVLاول به دوم توسط ضریب یکنواختی یا  Homogeneity coefficient نشان داده می شود،  که برابر HC=HVL1/HVL2  می باشد و میزان یکنواختی انرژی در بیم پرتوهای ایکس را نشان می دهد. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
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