محدود کننده دستگاه رادیوگرافی چیست؟

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

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.

پرتوهای ایکس پیوسته (ترمزی یا برمشترالانگ) چگونه تولید می شوند؟

  اگر الکترون ها در برخورد با یک ماده جاذب مثل تنگستن، آنقدر انرژی داشته باشند که بتوانند از ابر الکترونی ماده ی جاذب عبور کنند و خودشان را به نزدیکی هسته برسانند، در این صورت الکترونها تحت تأثیر نیروی جاذبه ی کلونی قوی هسته قرار می گیرند و ناگهان از مسیر خودشان منحرف می شوند، که این تغییر مسیر ناگهانی باعث بوجود آمدن یک شتاب زاویه ای در الکترون  می شود و در نتیجه ی این شتاب زاویه ای و بر اساس قوانین الکترومغناطیس، الکترون پر انرژی مقداری از انرژی خودش را بصورت امواج الکترومغناطیس از دست می دهد، که به این امواج که دارای یک طیف پیوسته با انرژی های مختلف هستند، پرتوهای ترمزی یا پرتو ایکس پیوسته گفته می شود، منتها نکته ای که در مورد برخورد الکترونهای پر انرژی با یک ماده ی فلزی مثل تنگستن وجود دارد آن است که درصدی از انرژی جنبشی الکترونها که به اشعه ی ایکس تبدیل می شود و به آن راندمان تولید اشعه ی ایکس گفته می شود بسیار پایین است، و بیشتر انرژی جنبشی الکترون ها یعنی در حدود 99% انرژی در هنگام برخورد به ماده ی هدف به حرارت تبدیل می شود، و تنها حدود 1% انرژی به پرتو ایکس تبدیل می شود. دلیل این موضوع هم آن است که بیشتر الکترونهای پر انرژی فرودی به الکترونهای لایه ی بیرونی ماده ی هدف برخورد می کنند و در این برخورد انرژی لازم برای یونیزاسیون اتم را به این الکترونها نمی دهند و فقط باعث برانگیختگی اتم ها می شوند، در نتیجه الکترونهای اتم فقط به تراز انرژی بالاتر می روند و بلافاصله با تابش اشعه ی مادون قرمز (IR) که باعث گرما می شود، به تراز انرژی پایه برمی گردند. راندمان تولید اشعه ی ایکس با عدد اتمی ماده ی هدف و انرژی الکترونها یا همان  KVPی دستگاه اشعه ی ایکس رابطه ی مستقیم دارد، و با افزایش هر کدام از اینها، افزایش پیدا می کند. مدفیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک_پزشکی