اثرات قطعی و احتمالی پرتوهای یونیزان چیست؟

اثرات پرتوهای یونیزان معمولاً به دو دسته ی اثرات قطعی یا Deterministic effect و اثرات احتمالی یاstochastic effect تقسیم بندی می شود، اثرات احتمالی اثراتی هستند که احتمال وقوع آنها قطعی نیست منتها با یک احتمال مشخص همراه می باشد و در آن احتمال وقوع اثر با افزایش دُز افزایش پیدا میکند، بنابراین اثرات احتمالی بدون آستانه هستند، یعنی دوز صفر بی خطر می باشد، منتها هر چه از دوز صفر بالاتر برویم، احتمال اثرات بیولوژیکی افزایش پیدا میکند، به عنوان مثال مخاطرات ناشی از تصویر برداری تشخیصی به استثناء تابش گیری جنین در رحم مادر جزو اثرات تصادفی پرتو محسوب میشوند، سرطانها به غیر از سرطان پوست و لوسمی هم جزو اثرات احتمالی پرتو هستند و علاوه بر اینها اثرات ژنتیکی که در اثر ایجاد اختلال در سیستم ژنتیکی یا همان موتاسیون ژنتیکی اتفاق می افتند و ممکن است در نسل بعدی یا چندین نسل بعد ظاهر بشوند نیز جزو اثرات احتمالی پرتو هستند. در طرف مقابل اثرات قطعی اثراتی هستند که بدون شک در یک فرد در اثر پرتوگیری رخ می دهند، و این آثار بر خلاف آثار قبلی، دارای آستانه هستند، به این صورت که اگر دوز، کمتر از حد آستانه باشد، احتمال ایجاد یک اثر مشخص، صفر است، منتها اگر دز از حد آستانه بیش تر بشود، شدت بروز اثر هم افزایش پیدا میکند. به عنوان مثال کاتاراکت، سرخی پوست و عقیمی جزو اثرات قطعی پرتو محسوب میشوند. به این نکته هم دقت کنید که میزان دوز آستانه در اثرات قطعی بالا است و در مقادیر کم تر از دوز آستانه، احتمال بروز اثر صفر می باشد، بنابراین اگر مثلا یک فردی به تعداد زیاد رادیوگرافی انجام بدهد، احتمال عقیم شدن برای آن فرد صفر است، منتها در فلوروسکوپی های طولانی یا رادیوتراپی، که دز از حد آستانه بیشتر میشود، احتمال بروز اثرات قطعی مثل عقیمی و یا ریزش مو وجود دارد.

چه عواملی باعث می شود تصویر بافت ها و اندامهای مختلف بر روی فیلم رادیوگرافی به صورت متفاوت دیده شود؟

اولین عاملی که باعث می شود بافتهای مختلف، میزان جذب پرتوهای ایکس متفاوت و به عبارتی جذب افتراقی(differential Absorption) داشته باشند، انرژی پرتوهای ایکس است، یعنی هر چه انرژی پرتوهای ایکس یا به عبارتی kvp دستگاه اشعه ی ایکس کمتر باشد، جذب افتراقی بیشتری داریم و بافتها را به صورت مجزای از هم می بینیم، منتها کاهش انرژی باعث افزایش دُز بیمار می شود، بنابراین در انتخاب kvp ی مناسب باید دقت کنیم، عامل دوم، عدد اتمی بافت های مختلف است و چون احتمال پدیده ی فوتوالکتریک با توان سوم عدد اتمی رابطه ی مستقیم دارد، بنابراین هر چه عدد اتمی عناصر موجود در یک بافت در مقایسه با بافتهای اطراف بیشتر باشد، جذب افتراقی هم افزایش پیدا می کند، عامل دیگری که در جذب افتراقی اهمیت دارد چگالی بافت است، به این معنا که گاهی ممکن است عدد اتمی موثر دو بافت با هم برابر باشد اما چگالی یک بافت مثلاً دو برابر چگالی بافت دوم باشد، در این شرایط جذب افتراقی بافتی که چگالی بالاتری دارد، به اندازه ی 2 برابر بیشتر از بافت با چگالی پایین تر است، دلیل اهمیت جذب افتراقی هم آن است که جذب افتراقی باعث ایجاد تفاوت در شدت پرتوهای خروجی از بدن بیمار می شود، و این تفاوت امکان تمایز و تشخیص دو بافت مجاور هم را فراهم می کند، که به آن کنتراست تشعشع گفته می شود، و هر چه این کنتراست بیشتر باشد، تصویر رادیوگرافی که نهایتاً بدست می آید از کیفیت بالاتری برخودار است. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

رادیولوژی دیجیتال چیست؟

به روشهایی که در آن به جای اسکرین- فیلم از سیستم های دیجیتال و مانیتورهای کامپیوتر برای نمایش تصاویر اشعه ی ایکس استفاده میشود، روشهای رادیولوژی دیجیتال گفته می شود. به این صورت که در روشهای دیجیتال به جای ثبت اطلاعات در ذرات برمورنقره، اطلاعات بر روی یک ماتریس دو بعدی از پیکسلها ثبت می شود، و هر پیکسل میانگین فوتونهایی که به آن وارد شده اند را به صورت یک عدد در خودش ذخیره می کند، تا در مرحله ی بعد این عدد، به صورت یک سطحی از طیف خاکستری در مانیتور نشان داده شود. بنابراین در سیستمهای دیجیتال، به جای اسکرین- فیلم یک آشکار ساز داریم، که این آشکار ساز فوتونهای اشعه ی ایکس را با کارایی بالا آشکار و ثبت میکند. به این ترتیب، ذخیره اطلاعات و تشکیل تصویر قابل رویت در دستگاه های دیجیتال به مراتب ساده تر و سریعتر از رادیوگرافی معمولی انجام می شود و امکان پردازش، انتقال اطلاعات، بازیابی سریع و فشرده سازی تصاویر هم وجود دارد، که همه ی این موارد باعث می شود کیفیت تصاویر دریافتی در سیستم های دیجیتال به مراتب بالاتر از رادیوگرافی اسکرین-فیلم باشد.

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